煉鋅用耐火材料損毀因素及煉鋅回轉(zhuǎn)窯結(jié)球處理方法

隨著我國(guó)濕法煉鋅工藝的發(fā)展，鋅浸渣量不斷增加，鋅揮發(fā)窯也逐漸擴(kuò)大。加強(qiáng)冶煉使窯襯的工作環(huán)境更加惡劣。此外，鋅浸渣成分波動(dòng)較大，反應(yīng)帶耐火襯的使用壽命只能達(dá)到200d左右。因此，了解大型鋅揮發(fā)窯的破壞機(jī)制是開(kāi)發(fā)新型鋅揮發(fā)窯襯里、提高窯壽命的關(guān)鍵問(wèn)題。

 

 

1.強(qiáng)氧化和還原反應(yīng)氣氛對(duì)耐火襯里的影響

鋅揮發(fā)窯燃料燃燒產(chǎn)生的溫度一般在1200~1350℃之間。在這種情況下，浸出渣中的鋅、鉛、銻、銷(xiāo)等被一氧化碳還原進(jìn)入煙氣，煙氣中氧化成氧化鋅等氧化物隨煙氣離開(kāi)揮發(fā)窯。由于材料在揮發(fā)窯中的頻繁旋轉(zhuǎn)，其化學(xué)反應(yīng)在材料層和材料層之間有很大的差異。

由于富含焦粉，材料層呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的還原氛圍，而材料層上空由于空氣補(bǔ)充快，呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的氧化氛圍。隨著窯的連續(xù)旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)速0.5-1r/min)，襯里材料交替出現(xiàn)在這兩種完全不同的氛圍中。Cr2O3和SiO2是高溫襯里材料中所含的、Fe2O3在強(qiáng)還原氛圍中發(fā)生還原和價(jià)格變化反應(yīng)。同時(shí)，隨著體積效應(yīng)的發(fā)生，Cr2O3在強(qiáng)氧化氛圍中揮發(fā)，增加了磚的孔隙。因此，氧化還原反應(yīng)導(dǎo)致襯里材料的結(jié)構(gòu)變化和剝落損壞。

 

2.鋅揮發(fā)窯運(yùn)行過(guò)程中的熱沖擊

受窯體旋轉(zhuǎn)和運(yùn)行變化的影響，即使揮發(fā)窯連續(xù)工作，襯里材料也周期性地被高溫材料覆蓋，經(jīng)歷1150-1450-1150℃頻繁的溫度變化，產(chǎn)生周期性的拉應(yīng)力和擠壓應(yīng)力。這種頻繁而持久的熱應(yīng)力變化是襯里材料剝落和損壞的另一個(gè)重要原因。

 

3.高溫熔渣的沖刷和磨損

由于鋅揮發(fā)窯窯徑的增加，φ4.15X58m2鋅揮發(fā)窯的日處理量達(dá)到700-800t，內(nèi)襯被進(jìn)窯金屬氧化物和焦粉周期性沖刷磨損。

 

4.酸浸出渣的侵蝕作用

窯內(nèi)高溫反應(yīng)帶產(chǎn)生酸浸出渣、Fe等液體熔化物質(zhì)對(duì)耐火材料有一定的滲透和侵蝕作用，形成較薄的變質(zhì)層。變質(zhì)層中礦物的熱膨脹系數(shù)差異較大，密度等物理性能也不同。當(dāng)溫度波動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力超過(guò)產(chǎn)品的強(qiáng)度上限時(shí)，變質(zhì)層內(nèi)部會(huì)發(fā)生腐蝕、裂紋和脫落，導(dǎo)致耐火材料結(jié)構(gòu)剝落和損壞。

 

氧化鋅回轉(zhuǎn)窯結(jié)球怎么辦？

氧化鋅回轉(zhuǎn)窯結(jié)球的主要原因有：原料成分波動(dòng)，液相過(guò)多；加料不穩(wěn)定，導(dǎo)致窯尾分解爐溫度高低，難以控制；設(shè)備故障率高，停機(jī)頻繁；原燃料中硫、氯、堿等有害成分含量高；煤粉質(zhì)量波動(dòng)大，均化效果差；窯灰混合不均勻；操作人員疏忽、溫度控制不當(dāng)或長(zhǎng)時(shí)間緩慢。氧化鋅回轉(zhuǎn)窯結(jié)球可采取以下措施進(jìn)行預(yù)防和處理。

 

(1)預(yù)防措施。

1.選擇合適的配料方案，穩(wěn)定原料成分。一般來(lái)說(shuō)，高石灰飽和系數(shù)、高硅率的原料不易結(jié)球，熟料質(zhì)量好，但耐火，操作要求高。如果回轉(zhuǎn)窯石灰飽和系數(shù)低，鋁率低，氧化鋅回轉(zhuǎn)窯結(jié)球燒結(jié)范圍窄，液相量大，結(jié)粒粗大，稍有不慎就會(huì)導(dǎo)致結(jié)球。因此，在生產(chǎn)中，盡量選擇兩高一中的配料方案，即高KH、高SM、中國(guó)IM，該成分操作方便，熟料質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定。2、盡量選擇低有害成分、氧化鋅回轉(zhuǎn)窯設(shè)備，特別是煤，加強(qiáng)煤均化，盡量減少煤粉細(xì)度，盡量加強(qiáng)風(fēng)煤混合，避免煤粉過(guò)厚造成不完全燃燒；如果使用低揮發(fā)性煤粉，氧化鋅回轉(zhuǎn)窯設(shè)備著火速度慢，燃燒時(shí)間長(zhǎng)，火力強(qiáng)度不集中，應(yīng)盡量減少煤粉的細(xì)度和水分。

 

(2)處理措施。

如果氧化鋅回轉(zhuǎn)窯設(shè)備中已形成料球，應(yīng)對(duì)成球原因進(jìn)行整體分析、取樣試驗(yàn)，并分別對(duì)球核和球殼進(jìn)行整體化學(xué)分析，找出原因，正確補(bǔ)救。如果氧化鋅回轉(zhuǎn)窯球相對(duì)較小，應(yīng)適當(dāng)增加窯內(nèi)通風(fēng)，使火焰平穩(wěn)，但須注意氧化鋅回轉(zhuǎn)窯設(shè)備尾部溫度的控制，不要過(guò)高；可以稍微減少窯煤，但須確保煤粉完全燃燒，適當(dāng)減少進(jìn)料量，稍微降低窯速，氧化鋅回轉(zhuǎn)窯設(shè)備讓窯球滾入燒成帶；材料球燒成帶后，降低窯速，用火在短時(shí)間內(nèi)燃燒或減少，避免進(jìn)入冷卻器堵塞或破壞爐排板，但此時(shí)應(yīng)特別注意窯皮。結(jié)球較大時(shí)，可采用冷熱交替法（如高壓水槍）進(jìn)行處理;當(dāng)料球在過(guò)渡帶時(shí)不易向前進(jìn)入燒成帶時(shí)，回轉(zhuǎn)窯設(shè)備此時(shí)可伸入噴煤管，適當(dāng)減少進(jìn)料量，燒1～2小時(shí)后，將煤管拉出再燒1小時(shí)～2h，一次又一次，直到料球破裂；如果氧化鋅回轉(zhuǎn)窯設(shè)備不能破裂，可停窯冷卻1次～2小時(shí)后點(diǎn)火加熱，使料球因溫差過(guò)大而破裂。注意氧化鋅回轉(zhuǎn)窯在處理過(guò)程中，不要讓大料球滾入冷卻器，否則會(huì)對(duì)冷卻器造成很大的損壞；另外，窯尾溫度不宜過(guò)高，以免后面的小料球連續(xù)出現(xiàn)。