焚燒爐用耐火磚
一、爐磚結(jié)構(gòu)
焚燒爐耐火磚結(jié)構(gòu)大致分為隔熱磚、普通耐火磚、高溫耐火磚、灰泥、玻璃纖維、澆注料。隔熱磚為輕質(zhì)磚，緊貼焚燒爐殼體。普通耐火磚位于直筒段中下部，一部分與隔熱磚配合使用，一部分緊貼焚燒爐急冷槽部位;高溫耐火磚(圖1中②標(biāo)示)位于直筒段中上部，與隔熱磚配合使用(圖中①標(biāo)示)。灰泥一方面用作粘附隔熱磚與耐火磚，一方面用作隔熱磚(或耐火磚)與殼體粘附;纖維棉用作管口與耐火磚縫隙的填補(bǔ);澆注料用于修復(fù)破損的耐火磚。
二、爐磚尺寸
測(cè)量后得知：H0、H6區(qū)段(焚燒爐頂部及底部)基本無(wú)腐蝕;H1、H2區(qū)段(直筒段下部)腐蝕較輕;H3、H4、H5(直筒段上部)有明顯腐蝕發(fā)生。H5至H6區(qū)段(上椎體)腐蝕最大。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，爐磚上附著的鈉鹽厚度約30mm，則上述7個(gè)測(cè)量點(diǎn)中，耐火磚最大腐蝕厚度=(3500-3300-2X30)/2=70mm,耐火磚的制造厚度為230mm，則耐火磚整體減薄厚度約在以上。尤其是H5和H6之間安裝廢水噴嘴的位置處，耐火磚最薄處厚度僅為20cm。
三、爐磚腐蝕情況
鈉鹽附著在爐體急冷槽四周，具有保護(hù)耐火磚的作用。但附著過(guò)多，會(huì)增加急冷槽的承載負(fù)荷，不利于設(shè)備本體。故檢修期間，會(huì)適量清除急冷槽上的鈉鹽，特別是導(dǎo)流孔上的鈉鹽。從上圖可看出此部分耐火磚未有減薄跡象。
直筒段的耐火磚有明顯裂縫，說(shuō)明在相鄰耐火磚之間的粘附物“灰泥”有脫落情況。灰泥脫落一方面會(huì)減弱耐火磚之間的附著力，一方面爐磚間隙過(guò)大會(huì)進(jìn)一步加劇耐火磚腐蝕。
鑒于此段耐火磚厚度有所減薄，故本次對(duì)此部分耐火磚進(jìn)行了更換。
爐內(nèi)上椎體區(qū)段耐火磚腐蝕最為明顯。其中噴嘴處耐火磚經(jīng)測(cè)量最薄處僅為20mm(原厚度230mm)。上椎體共計(jì)六處噴嘴，其四周均有明顯的“喇叭口”痕跡。此為原爐磚廠家為防止影響噴嘴霧化效果，而特意采用的設(shè)計(jì)。但此設(shè)計(jì)將會(huì)減薄上椎體耐火磚厚度，并不利于爐磚壽命。故本次更換耐火磚時(shí)，將縮短爐體外部噴嘴管口長(zhǎng)度并延伸爐內(nèi)噴嘴長(zhǎng)度約3～5cm，解決廢水霧化問(wèn)題。
頂部耐火磚完好，未有腐蝕痕跡，不進(jìn)行此區(qū)段爐磚更換。
四、爐磚成分指標(biāo)
(1)輕質(zhì)隔熱磚
(2)耐火磚
五、耐火磚主要理化指標(biāo)說(shuō)明
(1)Al2O3耐火磚中Al2O3為α-Al2O3晶體結(jié)構(gòu)，故又稱剛玉結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)緊密，擁有耐化學(xué)腐蝕特性。屬于惰性氧化物，幾乎和酸堿不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。然而，廠家在生產(chǎn)莫來(lái)石耐火磚時(shí)，由于煅燒工藝差異，可能會(huì)導(dǎo)致γ-Al2O3無(wú)法全部轉(zhuǎn)化為α-Al2O3,而γ-Al2O3屬立方緊密堆積晶體,不溶于水,但能溶于酸和堿,是典型的兩性氧化物，故γ-Al2O3的引入會(huì)導(dǎo)致?tīng)t磚腐蝕加劇。在選定爐磚廠家時(shí)，對(duì)于磚的燒結(jié)工藝應(yīng)作為考量的重點(diǎn)工作。
(2)SiO2硅質(zhì)耐火材料能抗酸性渣腐蝕。屬于弱酸性耐火材料。高溫時(shí)，爐內(nèi)還原性氣體滲透到耐火磚中會(huì)與SiO2發(fā)生反應(yīng)。如SiO2+H2=H2O+SiO,而SiO具有高滲透性，會(huì)滲入耐火磚材料內(nèi)部，腐蝕爐磚。故該指標(biāo)宜控制低。
(3)ZrO2氧化鋯纖維是一種多晶質(zhì)耐火纖維材料。化學(xué)穩(wěn)定性及抗氧化性能好，熱導(dǎo)率小，具有抗沖擊性、可燒結(jié)性等。ZrO2的耐酸堿腐蝕能力大大強(qiáng)于SiO2和Al2O3。不溶于水，溶于硫酸及氫氟酸;微溶于鹽酸和硝酸。優(yōu)質(zhì)的耐火磚，將會(huì)利用CaO作為鋯質(zhì)耐火材料穩(wěn)定劑，減少ZrO2晶體流失到爐渣中。
(4)GrO2有毒，耐酸堿性極佳。不溶于水，難溶于酸。
GrO2在1600℃煅燒后變?yōu)樽霞t色，可作為鋯鉻剛玉莫來(lái)石磚是否達(dá)到煅燒溫度的判斷依據(jù)。爐磚中鉻含量越高，抗侵蝕能力越強(qiáng)，但鉻含量越高，會(huì)使?fàn)t磚抗震性能下降，易致?tīng)t磚出現(xiàn)塊狀脫落。一般認(rèn)為操作溫度以上，每增加100℃，高鉻磚的侵蝕速率會(huì)增加4倍。
(5)Fe2O3一般耐火材料中含有Fe2O3，在高溫下將與爐內(nèi)還原性氣體CO、H2反應(yīng)。如Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2、Fe2O3+CO=2FeO+CO2、Fe2O3+H2=2FeO+H2O;而FeO會(huì)侵蝕Al2O3保護(hù)膜，在爐磚臨界處生成Fe(Cr,Al)2O4尖晶石，減弱爐磚抗蝕性;故對(duì)Fe2O3的含量必須嚴(yán)格控制。
(6)TiO2 TiO2作為變價(jià)氧化物，在高溫爐內(nèi)環(huán)境中，可與Al2O3形成固容體，促使剛玉晶體內(nèi)部產(chǎn)生晶格缺陷，活化晶格，促進(jìn)燒結(jié)。TiO2的固容量達(dá)到1%時(shí)，可使燒結(jié)溫度降低150～200℃，而且對(duì)爐磚耐火性無(wú)明顯影響。
(7)CaO氧化鈣在耐火磚和澆注料中，含量低，但起著重要作用。一方面可作為鋯質(zhì)耐火磚的穩(wěn)定劑，一方面利用澆注料中高鋁水泥的水硬性，將溶出的Ca2+作為粘土結(jié)合澆注料硬化的絮凝離子加以利用，提高耐火磚的抗熱抗震性。
①國(guó)內(nèi)耐火磚的空隙率稍大于國(guó)外耐火磚，孔隙率越大越易被酸堿性介質(zhì)侵蝕;②國(guó)內(nèi)隔熱磚的外觀完整性及磚體硬度優(yōu)于國(guó)外磚;體積密度略高于國(guó)外磚，在保證強(qiáng)度條件下，隔熱磚的密度越小越好;③國(guó)內(nèi)耐火磚含有鋯鉻成分，國(guó)外磚無(wú)鋯鉻成分，但含有TiO2和CaO，有利于爐磚燒結(jié);④廢液中堿金屬鹽類含量高低直接影響耐火磚的侵蝕程度和滲透性。
在焚燒廢液時(shí)，盡量保證堿性廢液的pH<10;⑤爐內(nèi)溫度控制越高，越會(huì)加快含鉻磚的侵蝕速率，在爐溫900℃時(shí)，每升高100℃，磚的侵蝕速率會(huì)增加4倍。故在保證外排廢氣廢水指標(biāo)合格的前提下，焚燒爐最佳控制溫度為900～910℃;
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