通常情況下花鹅,陽(yáng)極焙燒爐的使用壽命為8~10年涌粱,但在實(shí)際運(yùn)行中,要達(dá)到8年的使用壽命很困難栅告,因?yàn)橛绊懕簾隣t使用壽命的因素非常多,這些因素主要包括筑爐材料質(zhì)量、筑爐質(zhì)量骨宠、烘爐質(zhì)量、操作質(zhì)量相满、陽(yáng)極炭塊中堿金屬含量和日常維護(hù)管理等层亿。
一、筑爐材料質(zhì)量的影響
筑爐材料質(zhì)量對(duì)陽(yáng)極焙燒爐使用壽命有重要影響。陽(yáng)極焙燒爐用筑爐材料主要是Al2O3-SiO2系列耐火材料及其制品匿又,如火道墻磚方灾、火道墻拉磚和橫墻磚等。耐火磚制品的質(zhì)量要求項(xiàng)目包括Al2O3含量稿屏、Fe2O3含量播托、K2O+Na2O含量、耐火溫度滋冀、0.2MPa荷重軟化開(kāi)始溫度丙藤、顯氣孔率、體積密度凿食、常溫耐壓強(qiáng)度窘螃、高溫抗折強(qiáng)度、高溫蠕變率馒俊、加熱永久線變化率和熱震穩(wěn)定性册向。然而,在實(shí)際應(yīng)用中避揍,炭素廠所購(gòu)買的陽(yáng)極焙燒爐耐火制品往往無(wú)法完全滿足所有的性能指標(biāo)要求瘸卦,從而給焙燒爐使用壽命埋下了隱患。
此外霉处,由于耐火材料市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)跋擅,一些小型耐火材料生產(chǎn)廠以低于市場(chǎng)價(jià)格的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),利用回收的廢舊陽(yáng)極焙燒爐耐火磚嫌松,經(jīng)過(guò)重新加工生產(chǎn)耐火制品沪曙,也對(duì)一些炭素制品生產(chǎn)廠造成了很大影響。因?yàn)樵陂L(zhǎng)達(dá)5~8年的陽(yáng)極焙燒生產(chǎn)過(guò)程中萎羔,大量來(lái)自陽(yáng)極炭塊的堿金屬K和Na被Al2O3-SiO2耐火材料所吸收液走,并與耐火材料的組織發(fā)生反應(yīng),形成新的膨脹相鉀霞石(含K)和霞石(含Na)贾陷,而這兩種新的膨脹相均會(huì)造成耐火材料結(jié)構(gòu)的損害缘眶,從而加速陽(yáng)極焙燒爐耐火磚的失效。由于失效后的鋁硅酸鹽耐火材料中含有數(shù)量較多(遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求)的堿金屬K和Na髓废,從而使得利用回收廢舊陽(yáng)極焙燒爐耐火磚所生產(chǎn)的“新”火道墻磚的應(yīng)用巷懈,從一開(kāi)始就給陽(yáng)極焙燒爐使用壽命帶來(lái)了極大的隱患。
目前慌洪,在陽(yáng)極焙燒爐砌筑時(shí)顶燕,有的炭素廠采用包工包料的交鑰匙工程,有的則采用由炭素廠提供筑爐材料冈爹,由施工方負(fù)責(zé)筑爐操作涌攻。后者為保證陽(yáng)極焙燒爐質(zhì)量欧引,可以采購(gòu)高品質(zhì)的筑爐材料,然而鹊尤,如果采用前者迈招,施工方為降低筑爐成本獲取更大的利潤(rùn)空間,很可能采購(gòu)不符合筑爐要求的筑爐材料衣剂,再加之如果炭素廠方對(duì)筑爐材料質(zhì)量監(jiān)督不力缘赋,就會(huì)將不合格的耐火磚用于陽(yáng)極焙燒爐的火道墻中。不合格耐火磚的使用必然導(dǎo)致陽(yáng)極焙燒爐使用壽命縮短拷治。如果耐火材料的氧化鋁含量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)兰歼、顯氣孔率高、0.2MPa荷重軟化開(kāi)始溫度低胃琴、常溫耐壓強(qiáng)度低廊擦、高溫抗折強(qiáng)度低以及耐熱震性能差等,很容易導(dǎo)致火道墻變形與塌陷遥附。
二觉浦、筑爐工序
在耐火材料質(zhì)量得到保證的前提下,筑爐工序是陽(yáng)極焙燒爐使用壽命的重要影響因素之一跋岳。從理論上講院仿,砌筑時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照事先制定的砌筑方案進(jìn)行砌筑施工,然而速和,在實(shí)際操作中歹垫,很可能出現(xiàn)磚縫的砂漿飽和度不夠、應(yīng)該使用石棉氈進(jìn)行密封的地方?jīng)]有用石棉氈等問(wèn)題颠放,從而造成火道墻磚之間縫隙過(guò)大排惨、密封程度不夠,導(dǎo)致焙燒爐正常使用過(guò)程中漏風(fēng)嚴(yán)重以及填充料滲漏嚴(yán)重碰凶,這些砌筑缺陷均會(huì)對(duì)陽(yáng)極焙燒爐的使用壽命產(chǎn)生不利的影響暮芭。
三、烘爐質(zhì)量的影響
焙燒爐烘爐的目的是排出爐體內(nèi)的水分欲低,使整個(gè)爐室形成一個(gè)整體達(dá)到使用效果辕宏,因而焙燒爐烘爐質(zhì)量的好壞,直接影響焙燒爐的使用壽命砾莱。從理論上來(lái)講瑞筐,要保證焙燒爐的烘爐質(zhì)量,只需要考慮耐火材料的熱膨脹系數(shù)即可腊瑟,即在新建或大修的焙燒爐爐室內(nèi)全部填裝廢的熟塊聚假,然后按一定的升溫速率進(jìn)行升溫,就能保證焙燒爐的烘爐質(zhì)量绷煎,也就是說(shuō)筹唠,在升溫過(guò)程中,除了燃料燃燒外火毕,沒(méi)有揮發(fā)分的逸出與燃燒發(fā)生傀蒲。然而,企業(yè)必定是要追求最大的經(jīng)濟(jì)效益剃炬,在烘爐的同時(shí)進(jìn)行生陽(yáng)極的焙燒攒坊,可使經(jīng)濟(jì)效益最大化,但如此一來(lái)莫诲,就使得烘爐過(guò)程復(fù)雜化泰涡。
從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度出發(fā),首先必須考慮的是烘爐質(zhì)量撇涡;另一方面像兆,也必須兼顧烘爐過(guò)程所焙燒陽(yáng)極的質(zhì)量能夠滿足鋁電解過(guò)程的要求。在焙燒爐烘爐過(guò)程中糜曲,火道溫度會(huì)達(dá)到或超過(guò)1200℃河哑,因此有人認(rèn)為如此處理就可以穩(wěn)定耐火材料的使用性能,但其實(shí)這卻嚴(yán)重破壞了耐火材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)龟虎,導(dǎo)致荷重軟化性能遭到破壞璃谨,嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致基礎(chǔ)薄弱的爐墻發(fā)生坍塌。升溫速率對(duì)焙燒爐的烘爐效果影響極大鲤妥,特別是在烘爐初始階段佳吞,由于砌體處于常溫,如果升溫速率太快棉安,將會(huì)在耐火材料體內(nèi)形成較大的熱應(yīng)力和應(yīng)力集中底扳,造成砌體開(kāi)裂,從而導(dǎo)致焙燒爐使用壽命降低垂券。此外花盐,在焙燒爐烘爐結(jié)束后,如果在爐溫比較高的情況下出爐菇爪,同樣冷卻速率過(guò)快也會(huì)造成爐體產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中算芯,導(dǎo)致?tīng)t體開(kāi)裂,二者均會(huì)對(duì)焙燒爐使用壽命造成嚴(yán)重影響凳宙。
四属圃、操作質(zhì)量的影響
在實(shí)際生產(chǎn)操作中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)以下幾種影響焙燒爐使用壽命的不規(guī)范操作:
1尽诀、火道墻修理與裝爐操作同步進(jìn)行叉砰,導(dǎo)致施工材料混入陽(yáng)極填充料中。
2陆宝、裝爐的陽(yáng)極炭塊與兩側(cè)火道墻之間的距離不均勻众抽,一些炭塊非充坦郏靠近火道墻,而另一些炭塊則與火道墻的距離較大尺桅,從而造成填充料分布不均勻梳让。
3、在裝裂瘤、出爐過(guò)程中喻名,由于天車工操作和爐面指揮人員失誤,造成炭塊與火道墻之間的機(jī)械碰撞薇雳,導(dǎo)致火道墻變形疚筋,尤其是在高溫出爐時(shí)發(fā)生碰撞危害更大。
4足绅、布料管和吸料管操作不當(dāng)損傷爐面砌塊和料箱捷绑。
5、長(zhǎng)期采用同一燃燒方向運(yùn)行焙燒爐编检,造成焙燒爐局部由于應(yīng)力集中而產(chǎn)生火道墻嚴(yán)重變形胎食,導(dǎo)致裝卸爐困難而損傷火道墻。上述不規(guī)范操作均會(huì)影響焙燒爐使用壽命允懂,因此厕怜,焙燒爐的操作運(yùn)行質(zhì)量對(duì)焙燒爐使用壽命的影響不容忽視。
五蕾总、陽(yáng)極炭塊中堿金屬含量的影響
預(yù)焙陽(yáng)極中的堿金屬K粥航、Na不僅對(duì)火道墻磚有很大的危害,而且對(duì)陽(yáng)極炭塊的CO?反應(yīng)性和空氣反應(yīng)性有極大的影響生百,Na的存在使得電解過(guò)程中的陽(yáng)極消耗增加递雀。因此,必須控制通過(guò)各種途徑進(jìn)入陽(yáng)極焙燒爐中的堿金屬含量蚀浆。
1缀程、控制耐火材料中的堿金屬含量。陽(yáng)極焙燒爐砌筑時(shí)箍伏,要嚴(yán)格按照行業(yè)規(guī)定的工業(yè)爐窯耐火材料標(biāo)準(zhǔn)選擇耐火磚裤狱。對(duì)于所采購(gòu)的耐火磚,必須進(jìn)行雜質(zhì)含量分析檢測(cè)揪馅,將包括堿金屬在內(nèi)的雜質(zhì)含量控制在最低程度殃秽。
2、控制回收殘極中的堿金屬含量瞳州。由于陽(yáng)極焙燒爐中的鈉主要來(lái)源于回收利用的殘極瞬拆,而在火道墻磚的腐蝕中,來(lái)自殘極的高鈉含量起著至關(guān)重要的作用寒护。因此削父,殘極清理是控制火道墻耐火磚中鈉含量的重要途徑纸谤。采用人工清理往往使得殘極中仍然保持較高含量的鈉;而采用殘極自動(dòng)清理機(jī)則可以將殘極中的鈉含量降低至(60~83)×10-?朗夺,從而大大減少了通過(guò)生陽(yáng)極進(jìn)入焙燒爐的鈉含量极阴。
3、作為預(yù)焙陽(yáng)極的粘結(jié)劑诡泌,“無(wú)鈉低灰”煤瀝青中的鈉含量(3×10-?~10×10-?)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于常用煤瀝青中的鈉含量0.0003%~0.1%,因此啄枕,用“無(wú)鈉低灰”煤瀝青代替常用煤瀝青作為預(yù)焙陽(yáng)極粘結(jié)劑婚陪,也可以在一定程度上減少通過(guò)生陽(yáng)極進(jìn)入火道墻磚中的鈉含量。
六频祝、日常維護(hù)管理的影響
陽(yáng)極焙燒爐的日常維護(hù)管理對(duì)于延長(zhǎng)其使用壽命非常重要泌参。在焙燒爐的運(yùn)行過(guò)程中,由于種種原因常空,不可避免地會(huì)出現(xiàn)火道墻的局部破損沽一、變形甚至爐面砌塊塌陷等,如果對(duì)于剛剛出現(xiàn)的較小缺陷不記錄和及時(shí)處理漓糙,那么铣缠,時(shí)間稍長(zhǎng),小缺陷將會(huì)發(fā)展成大缺陷昆禽,不但會(huì)増加焙燒爐維護(hù)保養(yǎng)的難度和工作量蝗蛙,還將對(duì)焙燒爐的使用壽命造成影響。對(duì)于管理嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的焙燒車間來(lái)說(shuō)醉鳖,焙燒爐運(yùn)行工況的建檔捡硅、設(shè)備故障的及時(shí)檢查與登記、故障出現(xiàn)時(shí)間剪炮、類型與產(chǎn)生原因讶瘩、處理方法以及處理效果等,應(yīng)該在設(shè)備檔案中一目了然藤门,以便再次出現(xiàn)類似事故進(jìn)行處理時(shí)有可以查閱和借鑒的依據(jù)欺划。