生產(chǎn)硫化堿用回轉(zhuǎn)爐的內(nèi)襯原來(lái)使用一級(jí)高鋁磚。由于炸裂和大塊剝落,并伴隨有掉磚和侵蝕發(fā)生,不僅影響了爐襯的使用壽命,同時(shí)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量也有一定的影響。因此,針對(duì)這種情況作出分析解決,促使窯爐健康長(zhǎng)壽的運(yùn)行。
硫化堿生產(chǎn)用回轉(zhuǎn)爐爐長(zhǎng)36m,其中干燥帶,預(yù)熱帶和均熱帶個(gè)10米。在均熱帶物流出口為敞開式,工作溫度最高為1200℃,最低為700℃左右。物料在爐內(nèi)作用時(shí)間為1~1.5h,其生產(chǎn)方法為煤粉還原法即:
煤粉+硫酸鈉(芒硝)→(1150~1200℃還原反應(yīng))→熔體→浸取→固液分離→蒸發(fā)→包裝
據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察,在使用過(guò)程中,由于受生產(chǎn)條件的限制,溫度變化較大,高鋁磚長(zhǎng)時(shí)間受急冷急熱和熔融物的侵蝕,出現(xiàn)嚴(yán)重的炸裂與剝落,且局部有掉磚現(xiàn)象。生產(chǎn)4個(gè)月后,殘磚僅剩40~50mm(原磚長(zhǎng)為206mm),已不能維持生產(chǎn),從硫化堿生產(chǎn)出現(xiàn)的副反應(yīng)情況,對(duì)硫化堿生產(chǎn)過(guò)程中的碎熔渣進(jìn)行化學(xué)分析,結(jié)果(%):SiO2/4.14,AL2O3/4.0,Na2CO3/2.63,Na2S/0.63,Na2SO3/0.06,Na2S2O3/6.13,Na2SO4/68.65.將殘磚的不同變質(zhì)區(qū)域分為反應(yīng)帶,過(guò)渡帶和原磚帶。反應(yīng)帶殘存有較大的莫來(lái)石和大量的角形雙折射率低的剛玉,還有短柱狀的霞石,愈往磚體內(nèi),霞石顆粒愈小。過(guò)渡帶保持了原磚的結(jié)構(gòu),在顆粒縫隙中,仍可以看到莫來(lái)石的發(fā)育。在原磚帶,殘留物已經(jīng)很少,且只是聚集在原磚結(jié)構(gòu)有缺毀處;疚匆鹪u晶體結(jié)構(gòu)上的變化。
從熔渣的化學(xué)分析結(jié)果可以看出,SiO2、AL2O3含量均達(dá)4%以上。此熔渣對(duì)爐襯高鋁磚有明顯的侵蝕。巖相分析結(jié)果給出了磚的熔損過(guò)程。硫化堿工業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)物Na2O及鹽類在生產(chǎn)過(guò)程中與原磚主成分SiO2、AL2O3等作用生成了1000℃左右即可熔融的霞石,雖可促進(jìn)莫來(lái)石、剛玉等晶體的發(fā)育、長(zhǎng)大,但這還不足以抵消霞石所帶來(lái)的副作用,造成爐襯熔損。通過(guò)以上分析表明,影響原磚使用壽命的主要因素是炸裂和剝落,其次是熔蝕。
針對(duì)硫化堿工業(yè)用一級(jí)高鋁磚的損毀機(jī)理,研究生產(chǎn)一種抗硫酸鈉侵蝕的抗剝落高鋁磚,實(shí)驗(yàn)以高鋁礬土為主要原料的高鋁質(zhì)新產(chǎn)品,新產(chǎn)品的抗熱震次數(shù)較原來(lái)的產(chǎn)品提高了2倍,大大改善了磚的抗熱震性能?乖囼(yàn)也表明,由于新產(chǎn)品較原磚顯氣孔率低,提高了磚體的抗侵蝕能力。通過(guò)對(duì)一級(jí)高鋁磚和新產(chǎn)品進(jìn)行了重?zé)測(cè)試,結(jié)果高鋁磚出現(xiàn)微收縮,而新產(chǎn)品則保持輕微膨脹,保障了爐體良好的整體性。
結(jié)論1:硫化堿回轉(zhuǎn)爐均熱帶襯磚的損毀,主要與急冷急熱和強(qiáng)堿熔渣的侵蝕有關(guān)。2以高鋁礬土為主要原料生產(chǎn)的新產(chǎn)品,顯氣孔率低,體積穩(wěn)定性好,抗渣蝕,耐急冷急熱。解決了一級(jí)高鋁磚易剝落不耐蝕等問(wèn)題。