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          氣化爐用剛玉磚的燒蝕反應及提高氣壽命的研究

          編輯:耐火磚廠家   分類:行業資訊  發布:2020-07-10   瀏覽:

           

           

          剛玉磚是將高純工業氧化鋁經過煅燒后細磨(有時也加入少量MgO添加劑,以改善其晶體結構),壓制成坯體,在1850℃以上煅燒。具有很強的抗渣性。對高爐煉鐵熔渣,燃料渣、以及鋼和鐵的熔體很穩定。
          還原反應對氣化爐用剛玉磚的燒蝕反應
          爐膛內是強還原性氣體H2、CO、C比等,高溫1350℃,高壓8.53MPa。
          剛玉磚中SiO2含量0.2%,Fe3O4含量0.15%,在高溫、高壓下爐內氣體與磚中氧化硅、氧化鐵發生如下反應:
          停爐降溫時氧化硅與氧化鐵的還原,氧化反應同時伴有很大的體積膨脹效應,從而引起剛玉磚內部應力不斷變化,破壞剛玉磚的原始檐溝,使剛玉磚氣孔率增大,強度降低,產生破壞和剝落。
          提高氣化爐用鉻剛玉磚使用壽命的研究
          影響鉻剛玉磚使用壽命的主要因素有氣化爐的負荷、操作溫度、煤灰熔點、灰渣成分以及氣化爐爐型等。
          氣化爐筒身及拱頂部位鉻剛玉磚(又稱高鉻磚)的使用壽命一般為8000~20000 h,渣口和錐底高鉻磚的使用壽命一般為3000 ~6000h,各部位使用壽命的不匹配,極大地影響了氣化爐的整體使用壽命及整個生產的節奏,并提高運行成本。因此,開展相關研究,進一步提高高鉻磚的使用壽命,意義重大。為此,國內外主要進行了以下研究:
          (1)提高材料中的Cr2O3含量,優化其抗渣侵蝕性能。由于Cr2O3材料優良的抗渣侵蝕性與抗渣滲透性,提高鉻剛玉磚中Cr2O3含量可以有效提高鉻剛玉磚的使用壽命;但是,Cr2O3含量過大則會影響產品的燒結,降低高鉻磚的強度和抗熱震性。因此,在提高高鉻磚中Cr2O3含量的同時,須注意強度和抗熱震性降低的問題。
          (2)提高高鉻磚的致密度,減少磚表面的顯氣孔率。提高高鉻磚的致密度,或者采用浸鹽、表面涂覆等措施來填充高鉻磚表面的顯氣孔,可以有效阻止熔渣的滲入,提高高鉻磚的使用壽命。
          (3)提高高鉻磚的強度,增加其抗沖刷能力。高鉻磚在使用過程中經受高速氣流及其夾帶熔渣的強烈沖刷,而磚的抗沖刷性和耐磨性與其強度直接相關。通過優化產品的顆粒級配,提高產品的燒成溫度,添加新型結合劑和促燒劑等手段,都可以達到提高高鉻磚強度的目的。
          (4)利用相變增韌改善高鉻磚的抗熱震性。高鉻磚抗熱震性較差,在氣化爐烘爐、投料及實際運行過程中容易產生熱震裂紋,進而加速煤熔渣的滲透侵蝕。利用四方ZrO2到單斜ZrO2的相變產生的3%~ 5%的體積效應,在ZrO2顆粒周圍產生適量微裂紋,可以緩沖由于溫度變化在制品內部產生的熱應力,提高制品的抗熱震性。
          (5)根據氣化爐不同部位耐火磚侵蝕速率及主導損毀機制的差異,可以有針對性地提高某些部位耐火磚的某些性能,并采用綜合砌爐技術,以延長氣化爐耐火材料的整體使用壽命。
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