王志英

作者通聯(lián)：中國(guó)鋁業(yè)重慶分公司設(shè)備材料部 重慶市南川區(qū)水江鎮(zhèn) 408403

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1.焙燒爐耐火內(nèi)襯損壞原因及措施

某廠1#焙燒爐為閃速焙燒爐，2#、3#、4#爐為氣態(tài)懸浮焙燒爐。因頻繁停爐、負(fù)荷波動(dòng)、內(nèi)襯質(zhì)量不過(guò)關(guān)等原因，內(nèi)襯檢修基本上是一年一小修、三年一大修，內(nèi)襯頻繁損壞。焙燒爐外殼由不同厚度鋼板焊制，內(nèi)襯用不定形耐火材料由錨固件聯(lián)接固定。內(nèi)襯損壞原因主要有：（1）焙燒爐熱風(fēng)帶料在改變流向或經(jīng)常受到干擾處，對(duì)內(nèi)襯的長(zhǎng)期沖刷、磨損，工作層變薄，局部惡化，造成泄漏。（2）流化冷風(fēng)在流化物料時(shí)，由于料位變化或波動(dòng)，引起耐火內(nèi)襯驟冷驟熱，形成剝落或爆裂。（3）在爐體結(jié)構(gòu)復(fù)雜、熱應(yīng)力集中、澆注困難的部位，內(nèi)襯容易受擠壓剝落，甚至造成大片內(nèi)襯脫落。

針對(duì)上述問(wèn)題采取的措施：（1）在工作層鋪設(shè)龜甲網(wǎng)，增強(qiáng)內(nèi)襯工作層抗拉強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)復(fù)雜部位的整體性。（2）在煙道入口，不影響工藝條件下把原來(lái)的鈍角過(guò)渡改為圓弧過(guò)渡，減少應(yīng)力集中，并增加膨脹縫數(shù)量，減少錨固件剛性牽拉；在筒體外部加加強(qiáng)筋，增強(qiáng)筒體強(qiáng)度，避免應(yīng)力集中；增加焙燒爐煅燒帶襯體的厚度，降低鋼殼溫度減少筒體熱應(yīng)力的產(chǎn)生。（3）適當(dāng)增加膨脹縫，由原來(lái)的每1.5m一道改為每1.2m一道，并依據(jù)工藝條件改變膨脹縫的走向，使其順風(fēng)以減少風(fēng)料沖刷。（4）對(duì)檢修后難以實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格烘烤曲線處，采取措施進(jìn)行烘烤（如提前用木炭烘烤等），有些部位可采用定形材料砌筑而不用烘烤。

2.內(nèi)襯的選用

（1）內(nèi)襯材料性能應(yīng)與工藝條件相適應(yīng)

爐體在選用耐火材料時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同部位的工藝條件，選用不同理化指標(biāo)的耐火材料。以適用不同部位不同工藝條件的要求。低溫區(qū)、中溫區(qū)、高溫區(qū)應(yīng)選用不同類型的耐火材料，有些耐火材料如CN-50在高溫區(qū)表現(xiàn)出良好的使用性能，但其在中、低溫區(qū)的使用性能并不一定良好。另外，對(duì)個(gè)別特殊部位應(yīng)予特殊考慮。例如，1#流化沸騰焙燒爐閃速爐、停留槽中的溫度1050℃，入口截面風(fēng)速36.35m/s，截面流速4.68m/s，在此處選用高溫強(qiáng)度高、表面致密堅(jiān)固的耐火材料（CN-50）；停留槽建起的料位區(qū)，由于用冷風(fēng)流化，耐火襯體經(jīng)常受驟冷驟熱（料溫高達(dá)1000℃），故要求該區(qū)的耐火材料抗剝落能力一定要好，宜選用致密度低、抗熱震性好的材料（CN-40）；料風(fēng)回轉(zhuǎn)處沖刷磨損嚴(yán)重，溫度在800℃以下，可選中溫強(qiáng)度好、密度高、耐磨的耐火材料（CN-45）。在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的部位選用線膨脹系數(shù)小的耐火材料（CN-50鋼絲料），如1#爐主爐到停留槽平煙道部位。1#焙燒爐流速最大的文丘里干燥器入口截面風(fēng)速62.22m/s，截面流速31.1m/s,溫度155℃，如此高的氣流速度和熱流沖刷，特別是螺旋進(jìn)料口以下，由于進(jìn)料干擾，磨損更甚，故選用帶有鋼纖維、耐磨強(qiáng)度高的材料（CN-40鋼絲料）。

（2）內(nèi)襯使用與筒體結(jié)構(gòu)相適應(yīng)。

1#流態(tài)化閃速焙燒爐主爐和停留槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，鋼殼選用12mm厚的A3鋼焊制，爐體與鋼結(jié)構(gòu)采用撓性支承，正壓操作，爐體剛性很強(qiáng)，幾乎不存在震動(dòng)，從而保護(hù)了內(nèi)襯，大大延長(zhǎng)了爐內(nèi)襯的壽命，且主爐與停留槽設(shè)計(jì)絕熱層厚度115mm（硅酸鋁纖維板+輕質(zhì)保溫磚）、工作層厚度305mm（CN-45），表面熱輻射溫度平均在80℃左右。1987年12月投產(chǎn)至今，煅燒帶內(nèi)襯沒(méi)有進(jìn)行過(guò)任何大修。2#、3#氣體懸浮焙燒爐筒體采用6mm厚的A3鋼焊制，主爐為Φ5.75m×14.00m，分離旋風(fēng)筒為Φ5.25m的鋼殼體，再加上75mm厚的絕熱層和200mm厚的工作層，其龐大的尺寸及自身重量，造成剛性較差，尤其在工作狀態(tài)下，負(fù)壓波動(dòng)，殼體會(huì)有一定的震動(dòng)，而爐體與支撐鋼結(jié)構(gòu)為直聯(lián)受壓，屬剛性聯(lián)接，無(wú)減震緩沖裝置，極易造成爐體內(nèi)襯脫落。由于氣態(tài)懸浮焙燒爐內(nèi)襯偏薄，造成表面熱輻射較大，一方面引起鋼結(jié)構(gòu)脆化，另一方面又造成內(nèi)襯脫落。以上兩點(diǎn)相互作用，處于不斷惡化的循環(huán)狀態(tài)。工作層偏薄使施工予留的膨脹縫往往在爐襯使用一段時(shí)間后裂縫變大，灼熱的氧化鋁粉或火焰侵蝕錨固件或絕熱材料，造成絕熱塊燒壞或錨固件根部炭化，使內(nèi)襯與鋼結(jié)構(gòu)之間填滿氧化鋁粉，時(shí)間一長(zhǎng)就會(huì)出現(xiàn)大塊內(nèi)襯脫落或筒體燒紅、燒漏。

不定形耐火材料的施工要配置錨固件和膨脹縫，其作用是使內(nèi)襯能牢固地與筒體結(jié)合。錨固件的分布應(yīng)根據(jù)熱負(fù)荷、機(jī)械負(fù)荷、所支撐材料的重量和爐子中心部位以及錨固件本身的形式加以選擇。應(yīng)在滿足牽拉爐襯的基礎(chǔ)上，盡量少布設(shè)，以減少熱損失。錨固件的高度一般為保溫層厚度加上工作層厚度的60%。膨脹縫要布設(shè)為曲折縫，避免直通縫，并且內(nèi)襯的膨脹縫要錯(cuò)開分布，在高度方向上留取2～3mm寬的膨脹縫，其深度為工作層厚度的1/2～1/3，圓周方向上一般不留膨脹縫（模板施工時(shí)由于時(shí)間差會(huì)自然留出）。

內(nèi)襯烘烤是為了排除游離水和結(jié)晶水，經(jīng)過(guò)燒結(jié)，獲得符合要求的耐火工作層。內(nèi)襯在充分養(yǎng)生、初凝之后，開始烘爐，一般應(yīng)在低溫下多保持一段時(shí)間，以使水分充分緩慢排出，以免發(fā)生爆裂。

此外還要重視開發(fā)選用新材料，這對(duì)提高爐子的運(yùn)轉(zhuǎn)率及使用壽命有重要意義。

經(jīng)過(guò)對(duì)焙燒爐內(nèi)襯改進(jìn)設(shè)計(jì)，使內(nèi)襯的修理從一年一小修、三年一大修延長(zhǎng)到兩年一小修、五年一大修，提高了主機(jī)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率，為提產(chǎn)擴(kuò)產(chǎn)創(chuàng)造了良好的條件。