某钢石灰窑烧成带耐材损坏原因及改进

某钢石灰窑烧成带耐材损坏原因及改进

Summary：石灰回转窑是钢铁厂重要的石灰产线，供给炼钢和烧结用石灰，但某钢铁炼钢厂2#石灰窑烧成带耐材在生产不到两个月的情况下，挡砖圈处的红柱石砖就出现耐材磨损，运行一年时就出现断裂抽签造成石灰窑停机检修，检修和物料成本陡然提升，同时降低石灰窑的整体使用寿命，更主要的是设备状态不可控，影响到生产计划。通过对耐材砌筑方式、结构方面的改进，延长检修周期，把控设备状态，稳定生产。Keys：石灰窑、烧成带、抽签、改进Abstract：Thelimerotarykilnisanimportantlimeproductionlineinanironandsteelplant,whichsupplieslimeforsteelmakingandsintering.However,whentherefractoryofthefiredbeltofthe2#limekilninanironandsteelplantislessthantwomonthsinproduction,therefractoryoftheredpillarstonebrickatthebrickretainingringisworn,anditbreaksafteroneyearofoperation,resultingintheshutdownandmaintenanceofthelimekiln,andthemaintenanceandmaterialcostsrisesharply,Atthesametime,theoverallservicelifeofthelimekilnisreduced.Moreimportantly,theequipmentstateisuncontrollable,whichaffectstheproductionplan.Throughtheimprovementofrefractorymasonrymethodandstructure,themaintenancecycleisprolonged,theequipmentstateiscontrolledandtheproductionisstable.Keywords：Limekiln,firingzone,drawinglots,improvement1前言目前某钢铁的石灰设计产能为两座1000t/d的石灰回转窑和一座600t/d的双膛竖窑，但是根据目前某钢铁对石灰量的需求，石灰设计产能和石灰需求是有一定的缺口，故提高设备的稳定性，减少检修次数非常重要，如何延长检修周期是我们首要的攻关目标。本文涉及到石灰窑烧成带耐材结构改进、材质选择、砌筑方式等问题。2现象描述某钢炼钢厂的两座石灰窑于2015年8、9月份相继投产，石灰窑烧成带耐材的使用周期设计为3年，但是石灰窑烧成带耐材的生产周期远远未达到检修周期就故障停机检修。炼钢厂2#石灰窑于2016年9月9日出现红窑现象，停机检查发现窑体内衬出现局部脱落，造成红窑，后续1#、2#窑继续先后再次出现掉砖红窑现象，使用寿命1年左右，达不到设计3年寿命，故而造成停窑检修，影响产能。问题主要集中在回转窑的烧成带（高温区域）。

图1烧成带挡砖圈处砖断裂

图2烧成带挡砖圈处砖分层脱落Fig.1brickfractureatthebrickretaining

Fig.2brickdelaminationatfiringwithringduringfiring

retainingring3原因分析通过对石灰窑烧成带耐材损坏现场情况调查及理论分析，总结以下几点主要原因：3.1设计结构原因3.1.1挡砖圈设计石灰窑烧成带第1环、35环、108环砖处设有挡砖圈，高度50mm，用于阻止窑旋转和倾斜对窑锁口浇注料的推力，以及在换砖时因窑的不断转动容易造成砖位向前滑动，发生砌砖圈与圈之间位移，歪斜倒塌而造成不该换的砖亦被迫换掉。挡砖圈部位砖体在挤压过程中，结构应力集中，易造成砖体断裂脱落。3.1.2挡砖圈部位耐材设计石灰窑烧成带材料为镁铝尖晶石镁橄榄石复合砖，镁铝尖晶石部分为工作层，强度较高，镁橄榄石层为保温隔热层，强度较低，镁橄榄石层高度尺寸刚好和挡砖圈的高度尺寸相同，同时复合砖的复合部位本身就是受力的薄弱部位，复合砖在膨胀挤压的作用下，易造成分层脱落。3.3材料尺寸不合格的影响经过对基建材料进行尺寸测量，发现扇形度尺寸存在不达标现象，“小头”尺寸偏大，“大头”尺寸偏小，综合下，砖提趋向于矩形，砌筑后不利于锁死一环砖，后期存在“抽签”隐患。3.4砌筑方式的影响基建时采用的是“拱胎”支模方式砌筑，这种方式如果施工不好则会造成耐火砖与耐火砖、耐火砖与筒体之间贴合不紧密的问题，与材料扇形度不达标问题同时出现，大大增加了砖“抽签”的风险。4改进方案针对以上几点原因，对石灰窑烧成带耐材结构、材质和材料尺寸把控进行改进。4.1挡砖圈部位耐材设计改进一是将挡砖圈部位耐材改为耐压强度更高的镁铝尖晶石材质；二将烧成带挡砖圈两旁耐材改为整砖镁铝尖晶石材质，取消复合砖，避免应力集中于复合部位损坏耐材；4.2材料尺寸把控严格把关材料尺寸问题，要求材料厂家严格控制扇形度尺寸，将砖型尺寸误差控制在允许范围内。4.3砌筑方式改进砌筑方式使用“顶撑”方式砌筑，耐材可更好的贴合筒体，相互之间贴合亦更紧密，减少耐材在生产过程中随筒体转动而产生的滑动。5改进效果通过对烧成带耐材改进，对设备有以下效果：5.1挡砖圈部位耐材使用寿命延长烧成带第35环挡砖圈部位耐材耐压强度增加，延长了使用寿命，原红柱石砖使用2个月就出现磨损，改进后，目前连续使用最长的为1年零4个月；烧成带第35环挡砖圈前后复合砖改为整砖镁铝尖晶石材质，消除了在挡砖圈处，复合砖的复合部位在膨胀挤压作用下分层脱落的隐患。5.2烧成带耐材未再出现“抽签”现象严格控制材料尺寸，同时使用“顶撑”方式砌筑，使耐火砖与耐火砖之间、耐火砖与窑筒体之间接触更为紧密，减少耐材抽签的可能，从改进后，湛钢石灰窑使用3年周期中未再出现过耐材“抽签”现象。图3“顶撑”法砌筑

图4烧成带改进后运行一年状态Fig.3"topbracing"masonry

Fig.4oneyearoperationstatusofburningzoneafterimprovement6结束语通过对石灰窑烧成带耐材结构和砌筑方式的改进，从根本上解决设备存在的安全隐患，提高了设备整体稳定性，更主要的是减少石灰窑故障时间，进而提高石灰窑内衬耐材的整体使用寿命。石灰窑烧成带改进效果显著，完