煉鋅用耐火材料損毀因素及煉鋅回轉窯結球處理方法

隨著我國濕法煉鋅工藝的發(fā)展，鋅浸渣量不斷增加，鋅揮發(fā)窯也逐漸擴大。加強冶煉使窯襯的工作環(huán)境更加惡劣。此外，鋅浸渣成分波動較大，反應帶耐火襯的使用壽命只能達到200d左右。因此，了解大型鋅揮發(fā)窯的破壞機制是開發(fā)新型鋅揮發(fā)窯襯里、提高窯壽命的關鍵問題。

 

 

1.強氧化和還原反應氣氛對耐火襯里的影響

鋅揮發(fā)窯燃料燃燒產生的溫度一般在1200~1350℃之間。在這種情況下，浸出渣中的鋅、鉛、銻、銷等被一氧化碳還原進入煙氣，煙氣中氧化成氧化鋅等氧化物隨煙氣離開揮發(fā)窯。由于材料在揮發(fā)窯中的頻繁旋轉，其化學反應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)出強烈的還原氛圍，而材料層上空由于空氣補充快，呈現(xiàn)出強烈的氧化氛圍。隨著窯的連續(xù)旋轉(轉速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在強還原氛圍中發(fā)生還原和價格變化反應。同時，隨著體積效應的發(fā)生，Cr2O3在強氧化氛圍中揮發(fā)，增加了磚的孔隙。因此，氧化還原反應導致襯里材料的結構變化和剝落損壞。

 

2.鋅揮發(fā)窯運行過程中的熱沖擊

受窯體旋轉和運行變化的影響，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，經歷1150-1450-1150℃頻繁的溫度變化，產生周期性的拉應力和擠壓應力。這種頻繁而持久的熱應力變化是襯里材料剝落和損壞的另一個重要原因。

 

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)窯的日處理量達到700-800t，內襯被進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

窯內高溫反應帶產生酸浸出渣、Fe等液體熔化物質對耐火材料有一定的滲透和侵蝕作用，形成較薄的變質層。變質層中礦物的熱膨脹系數差異較大，密度等物理性能也不同。當溫度波動時，會產生較大的應力。當應力超過產品的強度上限時，變質層內部會發(fā)生腐蝕、裂紋和脫落，導致耐火材料結構剝落和損壞。

 

氧化鋅回轉窯結球怎么辦？

氧化鋅回轉窯結球的主要原因有：原料成分波動，液相過多；加料不穩(wěn)定，導致窯尾分解爐溫度高低，難以控制；設備故障率高，停機頻繁；原燃料中硫、氯、堿等有害成分含量高；煤粉質量波動大，均化效果差；窯灰混合不均勻；操作人員疏忽、溫度控制不當或長時間緩慢。氧化鋅回轉窯結球可采取以下措施進行預防和處理。

 

(1)預防措施。

1.選擇合適的配料方案，穩(wěn)定原料成分。一般來說，高石灰飽和系數、高硅率的原料不易結球，熟料質量好，但耐火，操作要求高。如果回轉窯石灰飽和系數低，鋁率低，氧化鋅回轉窯結球燒結范圍窄，液相量大，結粒粗大，稍有不慎就會導致結球。因此，在生產中，盡量選擇兩高一中的配料方案，即高KH、高SM、中國IM，該成分操作方便，熟料質量相對穩(wěn)定。2、盡量選擇低有害成分、氧化鋅回轉窯設備，特別是煤，加強煤均化，盡量減少煤粉細度，盡量加強風煤混合，避免煤粉過厚造成不完全燃燒；如果使用低揮發(fā)性煤粉，氧化鋅回轉窯設備著火速度慢，燃燒時間長，火力強度不集中，應盡量減少煤粉的細度和水分。

 

(2)處理措施。

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