管式回轉(zhuǎn)窯爐的介紹和種類
鋅浸出渣和鉛鼓風爐渣揮發(fā)回轉(zhuǎn)窯,管式爐,是各類回轉(zhuǎn)窯中對耐火材料損壞最嚴重的一種回轉(zhuǎn)窯,窯襯壽命非常短。由于爐料中ZnO·Fe2O3分解還原成FeO,與耐火材料中的SiO2起造渣反應(yīng),嚴重腐蝕耐火材料,在高溫下腐蝕程度更大。高鐵爐渣物料中生成的低熔點硫化物,極易滲透到耐火材料中,使砌體腐蝕面膨脹疏松,易受爐料沖刷而剝落。揮發(fā)回轉(zhuǎn)窯中的還原劑多用焦炭,焦炭雖然以粉狀摻入爐料中,但在反應(yīng)前,它仍然是硬度很大的顆粒料,對砌體腐蝕面的非常厲害。在揮發(fā)回轉(zhuǎn)窯,管式爐中以上幾種作用同時存在,窯體內(nèi)襯的高溫帶在這些作用的綜合影響下,工作條件非常惡劣。
揮發(fā)回轉(zhuǎn)窯,管式爐,分為干燥帶、預(yù)熱帶、高溫反應(yīng)帶、冷卻帶,總長45m的窯體,前面17~20m為干燥帶和預(yù)熱帶,其后約16m為高溫反應(yīng)帶,后是冷卻帶,各帶的工作條件不同,對耐火材料的損壞程度差別很大。如干燥帶,無論是用粘土還是普通高鋁磚,其壽命都可達到1年以上,而鋅浸出渣揮發(fā)回轉(zhuǎn)窯的高溫反應(yīng)帶用粘土磚壽命為7~10天,高鋁磚為15~20天,鎂鋁磚為60~80天,鋁鉻磚可達100天以上。不同的爐料對爐襯的腐蝕程度差別也很在。如預(yù)熱帶同樣用粘土磚,鋅浸出揮發(fā)回轉(zhuǎn)窯壽命為1~2個月,鉛鼓風爐渣揮發(fā)回轉(zhuǎn)壽命為100~200天,罐渣揮發(fā)回轉(zhuǎn)窯壽命可達1年。幾種主要渣揮發(fā)回轉(zhuǎn)窯各帶用磚見表2
表2主要渣揮發(fā)回轉(zhuǎn)窯各帶用磚
項目 |
干燥帶 |
預(yù)熱帶 |
高溫反應(yīng)帶 |
冷卻帶 |
鋅浸出渣揮發(fā)回轉(zhuǎn)窯 |
粘土磚 |
鎂鋁磚 |
鎂磚或鋁鉻磚 |
鎂鋁磚 |
鉛鼓風爐渣揮發(fā)回轉(zhuǎn)窯 |
粘土磚 |
高鋁磚 |
鎂鋁磚 |
高鋁磚 |
罐渣揮發(fā)回轉(zhuǎn)窯 |
粘土磚 |
粘土磚 |
粘土磚 |
粘土磚 |
回轉(zhuǎn)窯,管式爐是有色冶金工廠廣泛使用的一種熱工設(shè)備。有色冶金過程中,各種物料如精礦、熔劑、固體燃料、各種渣料等等,往往需要干燥后才能入爐,干燥物料的主要設(shè)備就是回轉(zhuǎn)窯?;剞D(zhuǎn)窯學是一些特定有色冶金過程中主要的冶煉設(shè)備,如一些難選氧化銅礦的離析過程所用的離析回轉(zhuǎn)窯;鋅焙砂浸出殘渣、含鋅的鉛、銅鼓風爐渣,在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進行還原揮發(fā),以得到鋅、鉛氧化物,回收鋅、鉛等金屬;鋅煙塵的二次脫硫焙燒、鎳锍的二次焙燒、含硒陽極泥的硫酸化焙燒等許多焙燒過程多在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進行。這些冶煉過程所用回轉(zhuǎn)窯品種繁多,窯內(nèi)溫度、氣氛、壓力、煙氣量、燃料種類、燃料消耗量等參數(shù)差別很大,但總的來說,其基本結(jié)構(gòu)相似,均是一套傳動裝置通過小齒輪帶動一個直筒上的大齒輪,使之不停地轉(zhuǎn)動,而筒體是由兩組或更多組托輪支撐,物料從筒體一端進入,從另一端排出,由窯頭供給熱量或供給自熱所需的空氣,從而完成干燥或冶煉過程。由于窯內(nèi)完成的過程不同,處理數(shù)量大小不等、窯體的直徑和長度差異極大,筒體內(nèi)砌筑的耐火材料也是各種各樣。以往都是用230mm或是250mm長的磚砌筑,近年來使用大磚,回轉(zhuǎn)窯,管式爐的壽命有顯著的提高。
在一些高溫回轉(zhuǎn)窯內(nèi),由于抵御高溫物料的腐蝕、沖刷、磨損,多使用鎂鉻磚、鎂鋁磚、高鋁磚等,這些磚的熱導(dǎo)率大,窯體散熱損失大,為了節(jié)約能源,延長窯襯壽命,在工作層外要砌隔熱磚。這兩種磚只能分別砌成兩個互不聯(lián)結(jié)的圓環(huán),不可能使窯砌體形成一個整體。內(nèi)層磚體經(jīng)常不是由于磨損和腐蝕損壞,而是因溫度波動變化,使之漲縮不均,特別是與隔熱層的磚體分離,很容易單塊掉落,嚴重時可引起整環(huán)脫落,對窯襯體壽命影響很大。
為解決上述問題,已研制了復(fù)合磚,該磚將重質(zhì)工作層與輕質(zhì)隔熱層有機地融為一體,即在一塊磚上兩端用不同性質(zhì)的材料:一端為抗高溫、抗磨損、抗腐蝕的材料組成;另一端則是輕質(zhì)隔熱材料組成。同一塊磚,工作層可適應(yīng)高溫、沖刷、腐蝕等窯內(nèi)惡劣環(huán)境的工作狀態(tài),隔熱層則因熱導(dǎo)率小,減少了熱損失。由于是一塊磚,磚是完整的,不會因工作時的條件變化而影響砌體本身。因此,窯體使用周期延長、窯殼外表面溫度降低(降低約50~100℃),熱損失大為減少。該磚的理化性能見表1
鋁鉻磚是用鋁熱法煉鉻生成的渣做原料,它的成分主要是鋁鉻尖晶石,具有極好的耐沖刷、耐腐蝕性,耐火度大于1800℃,因是煉鉻的融渣,其性質(zhì)與電熔鎂砂一樣。用這種原料經(jīng)過粉碎加上不同的結(jié)合劑,高溫燒成不同品牌的鋁鉻磚。其優(yōu)點是耐高溫、耐沖刷、抗酸堿渣性能好,因煉鉻渣數(shù)量較少,磚量不大,在一些特殊窯爐,管式爐。如鋅浸出渣揮發(fā)回轉(zhuǎn)窯高溫部位,使用這種磚,壽命從7~10天,延長到100天以上。
表1HF-755復(fù)合磚理化指標:
項目 |
工作層 |
隔熱層 |
A12O3% |
>75 |
48 |
耐火度/℃ |
>1770 |
1750 |
體積密度/g·cm-3 |
>2.5 |
<1.8 |
耐壓強度/MPa |
>65 |
>20 |
熱導(dǎo)率/W·(m·K)-1 |
|
0.75 |
回轉(zhuǎn)干燥窯
回轉(zhuǎn)窯干燥均有窯頭燃燒室,燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的高溫煙氣進入窯內(nèi)作為干燥物料的熱源。由于入窯煙氣溫度一般在1000℃以上,故燃燒室與窯體之間還有兌入冷風的混合室,燃燒室和混合室均是用粘土磚砌筑,外部用絕熱磚保溫。
回轉(zhuǎn)干燥窯窯體內(nèi)一般不襯耐火材料,只是一些入窯溫度在1000℃以上逆流式干燥窯內(nèi),高溫部分襯一段粘土磚。
其他各種回轉(zhuǎn)窯,管式爐
各種焙燒窯如錫氯化焙燒窯、鋅氧化焙燒窯、硫化銅精礦氧化焙燒窯等,焙燒溫度都小于1050℃,且沒有造渣反應(yīng),因此內(nèi)襯粘土磚其壽命也達1年以上,可以適用,若在高溫帶襯以高鋁磚,則管式爐的壽命將可以更長些。
難選氧化銅礦析窯,雖然也有焦炭摻入作還原劑,但由于溫度不高,因此干燥帶用粘土磚,其他各帶砌高鋁磚。
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