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行業(yè)資訊

氣化爐用剛玉磚的燒蝕反應(yīng)及提高氣壽命的研究

編輯:耐火磚廠家   分類:行業(yè)資訊  發(fā)布:2020-07-10   瀏覽:

 

 

剛玉磚是將高純工業(yè)氧化鋁經(jīng)過煅燒后細(xì)磨(有時(shí)也加入少量MgO添加劑,以改善其晶體結(jié)構(gòu)),壓制成坯體,在1850℃以上煅燒。具有很強(qiáng)的抗渣性。對高爐煉鐵熔渣,燃料渣、以及鋼和鐵的熔體很穩(wěn)定。
還原反應(yīng)對氣化爐用剛玉磚的燒蝕反應(yīng)
爐膛內(nèi)是強(qiáng)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%,F(xiàn)e3O4含量0.15%,在高溫、高壓下爐內(nèi)氣體與磚中氧化硅、氧化鐵發(fā)生如下反應(yīng):
停爐降溫時(shí)氧化硅與氧化鐵的還原,氧化反應(yīng)同時(shí)伴有很大的體積膨脹效應(yīng),從而引起剛玉磚內(nèi)部應(yīng)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(qiáng)度降低,產(chǎn)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(fù)荷、操作溫度、煤灰熔點(diǎn)、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,大地影響了氣化爐的整體使用壽命及整個(gè)生產(chǎn)的節(jié)奏,并提高運(yùn)行成本。因此,開展相關(guān)研究,進(jìn)一步提高高鉻磚的使用壽命,意義重大。為此,外主要進(jìn)行了以下研究:
(1)提高材料中的Cr2O3含量,化其抗渣侵蝕性能。由于Cr2O3材料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(huì)影響產(chǎn)品的燒結(jié),降低高鉻磚的強(qiáng)度和抗熱震性。因此,在提高高鉻磚中Cr2O3含量的同時(shí),須注意強(qiáng)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(qiáng)度,增加其抗沖刷能力。高鉻磚在使用過程中經(jīng)受高速氣流及其夾帶熔渣的強(qiáng)烈沖刷,而磚的抗沖刷性和耐磨性與其強(qiáng)度直接相關(guān)。通過化產(chǎn)品的顆粒級配,提高產(chǎn)品的燒成溫度,添加新型結(jié)合劑和促燒劑等手段,都可以達(dá)到提高高鉻磚強(qiáng)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(shí)際運(yùn)行過程中容易產(chǎn)生熱震裂紋,進(jìn)而加速煤熔渣的滲透侵蝕。利用四方ZrO2到單斜ZrO2的相變產(chǎn)生的3%~ 5%的體積效應(yīng),在ZrO2顆粒周圍產(chǎn)生適量微裂紋,可以緩沖由于溫度變化在制品內(nèi)部產(chǎn)生的熱應(yīng)力,提高制品的抗熱震性。
(5)根據(jù)氣化爐不同部位耐火磚侵蝕速率及主導(dǎo)損毀機(jī)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(shù),以延長氣化爐耐火材料的整體使用壽命。
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