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2021-05-13 次阅读 行业新闻

水泥燃烧器内衬出现起皮、剥落的原因

水泥燃烧器直接关系到水泥回转窑能耗的大小,熟料产量的高低,氮氧化物排放等问题,其内衬用的耐火材料会出现起皮、剥落的现象,我们来分析下水泥燃烧器内衬出现起皮、剥落的原因。

水泥燃烧器内衬出现起皮、剥落的原因

浇注料外观分析

从样品的截面可以看出,一层呈淡黄色,有明显的腐蚀现象,说明浇注料表面产生液相;二层为白色,结构X松散,浇注料完全变质,基本上是碱盐结晶堆积;三层为淡黑色,结构致密,可以看到浇注料成分中的骨粒;四层为灰色,结构致密,未发现结晶物可清晰看到浇注料的基质部分和骨粒。

浇注料的物相组成分析

显示了衬里浇注料样品的XRD图谱。如图所示,1层矿物组成主要是钙长石(CAS)、硅灰石(CAS)和钾长石(KAS6)相。根据分析,该位置出现的硅灰石(C)是由于水泥熟料在燃烧器衬里中的粘附而产生的。钙质长石(CAS)的产生可能是由于水泥熟料中的钙质渗入衬里浇注料中,与浇注料基质部分发生反应而产生的。钾长石(KAS6)的产生过程可能是由于原燃料中的碱性物质在高温锻烧过程中挥发出含K的气相物质,与燃烧器浇注料相遇后,与浇注料表面凝聚沉积,与浇注料基质在高温下反应而产生的。两种矿物都是低熔体,在高温下熔化产生液相,导致衬里表面熔化,减少浇注料的磨损,从而加速其磨损。

在1层中矿物组成中未发现碳化硅(SiC)相,说明该层中SiC在高温条件下发生了氧化。2层的矿物组成主要是刚玉、碳化硅和白榴石相(KAS₄体积膨胀29%)和钾刚玉KAlO₂体积膨胀约27.8%)。分析认为是原燃材料中的K、Na在高温状态下与浇注料中的α-Al₂O₃和硅微粉发生如下反应:3Al₂O₃+3K₂O+8SiO₂→3(K₂O•Al₂O₃•4SiO₂),体积膨胀29%。钾刚玉KAlO₂是由于浇注料基质中的Al₂O₃与进入浇注料内部的K₂O反应生成理论上会产生27.8%的体积膨胀;高温下Al₂O₃与K₂O反应还可能生成KAl₉O₁₄,在冷却过程中会转变成KAl₁₂O₁₉,也会带来一定的体积变化。二者综合作用导致衬体结构的破坏,致使衬体浇注料的损毁。

碳化硅(SiC)相SiC)相,其原因是一层中的SiC氧化后,在衬里表面形成一层SiO薄膜,从而限制了内部SiC相氧化。理论上,一层SiC氧化形成的SiO薄膜也可以防止碱蒸汽进入浇注料,但在二层中也发现了碱金属的存在。原因可能是燃烧器位于窑头罩的空间,衬里浇注料长期被夹杂着飞砂的高温二次风冲刷,破坏了衬里表面的SiO薄膜,导致碱蒸汽进入浇注料内部形成连续腐蚀。

3、4层中主要是刚玉(Al、O)、碳化硅(SiC)相,这与Al、O-SiC系列浇注料的主要矿相一致,表明3、4层不受碱盐侵蚀。

浇注物的化学成分分析

衬里浇注料样品的X射线荧光光谱分析。从表1中的数据可以看出,1层和2层含有大量的K盐和Na盐,而浇注料中原有的Al和Si成分明显低于正常值,说明已经被碱性物质严重腐蚀。一层CaO的量明显高于正常值,分析其来源是水泥熟料。其过程可能是燃烧器衬里浇注料的表层在K、Na等物质的作用下高温产生液相,水泥熟料飞砂粘附在浇注料表面造成的。从1层到3层,Na的含量明显减少,而K在3层仍有相当数量的存在,K的渗透性可能强于Na。二层中,K的含量远高于Na,因此推断浇注料内部基质的化学腐蚀和破坏主要是K盐。

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