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管式回转窑炉的介绍和种类

2014-11-1 14:42:16

管式回转窑炉的介绍和种类
锌浸出渣和铅鼓风炉渣挥发回转窑,管式炉,是各类回转窑中对耐火材料损坏最严重的一种回转窑,窑衬寿命非常短。由于炉料中ZnO·Fe2O3分解还原成FeO,与耐火材料中的SiO2起造渣反应,严重腐蚀耐火材料,在高温下腐蚀程度更大。高铁炉渣物料中生成的低熔点硫化物,极易渗透到耐火材料中,使砌体腐蚀面膨胀疏松,易受炉料冲刷而剥落。挥发回转窑中的还原剂多用焦炭,焦炭虽然以粉状掺入炉料中,但在反应前,它仍然是硬度很大的颗粒料,对砌体腐蚀面的非常厉害。在挥发回转窑,管式炉中以上几种作用同时存在,窑体内衬的高温带在这些作用的综合影响下,工作条件非常恶劣。
挥发回转窑,管式炉,分为干燥带、预热带、高温反应带、冷却带,总长45m的窑体,前面17~20m为干燥带和预热带,其后约16m为高温反应带,后是冷却带,各带的工作条件不同,对耐火材料的损坏程度差别很大。如干燥带,无论是用粘土还是普通高铝砖,其寿命都可达到1年以上,而锌浸出渣挥发回转窑的高温反应带用粘土砖寿命为7~10天,高铝砖为15~20天,镁铝砖为60~80天,铝铬砖可达100天以上。不同的炉料对炉衬的腐蚀程度差别也很在。如预热带同样用粘土砖,锌浸出挥发回转窑寿命为1~2个月,铅鼓风炉渣挥发回转寿命为100~200天,罐渣挥发回转窑寿命可达1年。几种主要渣挥发回转窑各带用砖见表2
表2主要渣挥发回转窑各带用砖

项目

干燥带

预热带

高温反应带

冷却带

锌浸出渣挥发回转窑

粘土砖

镁铝砖

镁砖或铝铬砖

镁铝砖

铅鼓风炉渣挥发回转窑

粘土砖

高铝砖

镁铝砖

高铝砖

罐渣挥发回转窑

粘土砖

粘土砖

粘土砖

粘土砖


回转窑,管式炉是有色冶金工厂广泛使用的一种热工设备。有色冶金过程中,各种物料如精矿、熔剂、固体燃料、各种渣料等等,往往需要干燥后才能入炉,干燥物料的主要设备就是回转窑。回转窑学是一些特定有色冶金过程中主要的冶炼设备,如一些难选氧化铜矿的离析过程所用的离析回转窑;锌焙砂浸出残渣、含锌的铅、铜鼓风炉渣,在回转窑内进行还原挥发,以得到锌、铅氧化物,回收锌、铅等金属;锌烟尘的二次脱硫焙烧、镍锍的二次焙烧、含硒阳极泥的硫酸化焙烧等许多焙烧过程多在回转窑内进行。这些冶炼过程所用回转窑品种繁多,窑内温度、气氛、压力、烟气量、燃料种类、燃料消耗量等参数差别很大,但总的来说,其基本结构相似,均是一套传动装置通过小齿轮带动一个直筒上的大齿轮,使之不停地转动,而筒体是由两组或更多组托轮支撑,物料从筒体一端进入,从另一端排出,由窑头供给热量或供给自热所需的空气,从而完成干燥或冶炼过程。由于窑内完成的过程不同,处理数量大小不等、窑体的直径和长度差异极大,筒体内砌筑的耐火材料也是各种各样。以往都是用230mm或是250mm长的砖砌筑,近年来使用大砖,回转窑,管式炉的寿命有显著的提高。
 
在一些高温回转窑内,由于抵御高温物料的腐蚀、冲刷、磨损,多使用镁铬砖、镁铝砖、高铝砖等,这些砖的热导率大,窑体散热损失大,为了节约能源,延长窑衬寿命,在工作层外要砌隔热砖。这两种砖只能分别砌成两个互不联结的圆环,不可能使窑砌体形成一个整体。内层砖体经常不是由于磨损和腐蚀损坏,而是因温度波动变化,使之涨缩不均,特别是与隔热层的砖体分离,很容易单块掉落,严重时可引起整环脱落,对窑衬体寿命影响很大。
为解决上述问题,已研制了复合砖,该砖将重质工作层与轻质隔热层有机地融为一体,即在一块砖上两端用不同性质的材料:一端为抗高温、抗磨损、抗腐蚀的材料组成;另一端则是轻质隔热材料组成。同一块砖,工作层可适应高温、冲刷、腐蚀等窑内恶劣环境的工作状态,隔热层则因热导率小,减少了热损失。由于是一块砖,砖是完整的,不会因工作时的条件变化而影响砌体本身。因此,窑体使用周期延长、窑壳外表面温度降低(降低约50~100℃),热损失大为减少。该砖的理化性能见表1
铝铬砖是用铝热法炼铬生成的渣做原料,它的成分主要是铝铬尖晶石,具有极好的耐冲刷、耐腐蚀性,耐火度大于1800℃,因是炼铬的融渣,其性质与电熔镁砂一样。用这种原料经过粉碎加上不同的结合剂,高温烧成不同品牌的铝铬砖。其优点是耐高温、耐冲刷、抗酸碱渣性能好,因炼铬渣数量较少,砖量不大,在一些特殊窑炉,管式炉。如锌浸出渣挥发回转窑高温部位,使用这种砖,寿命从7~10天,延长到100天以上。
表1HF-755复合砖理化指标

项目

工作层

隔热层

A12O3%

>75

48

耐火度/℃

>1770

1750

体积密度/g·cm-3

>2.5

<1.8

耐压强度/MPa

>65

>20

热导率/W·(m·K)-1

 

0.75

 


回转干燥窑
回转窑干燥均有窑头燃烧室,燃烧室内产生的高温烟气进入窑内作为干燥物料的热源。由于入窑烟气温度一般在1000℃以上,故燃烧室与窑体之间还有兑入冷风的混合室,燃烧室和混合室均是用粘土砖砌筑,外部用绝热砖保温。
回转干燥窑窑体内一般不衬耐火材料,只是一些入窑温度在1000℃以上逆流式干燥窑内,高温部分衬一段粘土砖。
其他各种回转窑,管式炉
各种焙烧窑如锡氯化焙烧窑、锌氧化焙烧窑、硫化铜精矿氧化焙烧窑等,焙烧温度都小于1050℃,且没有造渣反应,因此内衬粘土砖其寿命也达1年以上,可以适用,若在高温带衬以高铝砖,则管式炉的寿命将可以更长些。
难选氧化铜矿析窑,虽然也有焦炭掺入作还原剂,但由于温度不高,因此干燥带用粘土砖,其他各带砌高铝砖。

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