耐火材料的應(yīng)用 中鋁山東分公司為提高氧化鋁生產(chǎn)工藝和技術(shù)裝備水平，從德國(guó)盧奇公司引進(jìn)一套產(chǎn)能為1600t／d氧化鋁工藝技術(shù)及自動(dòng)化水平高的流態(tài)化循環(huán)沸騰焙燒爐。1997年9月點(diǎn)火烘爐、投運(yùn)。隨后安裝的一套于2001年11月點(diǎn)火。此套裝置所用的耐火材料內(nèi)襯為硅酸鈣板、輕質(zhì)澆注料、耐火澆注料、耐火粘土磚和耐火纖維及錨固件。 一、氧化鋁循環(huán)沸騰焙燒爐及其耐火材料的選擇 1、氧化鋁循環(huán)沸騰焙燒爐的組成氧化鋁循環(huán)沸騰焙燒爐用來(lái)焙燒氫氧化鋁，由圓錐形旋風(fēng)筒、文丘里烘干器、沸騰焙燒爐、喂料螺旋、流態(tài)化冷卻機(jī)、循環(huán)床、卸料槽、下料管及風(fēng)管和煙道組成。設(shè)備形狀基本為圓筒形，最大設(shè)備外徑5.8m，高度32m，設(shè)備外殼由鋼板焊制，內(nèi)襯采用不定形耐火材料、耐火磚、硅酸鈣板及耐火纖維組成，并有錨固件聯(lián)接固定，整個(gè)裝置各個(gè)設(shè)備之間相互聯(lián)接，構(gòu)成一個(gè)密封的、整體性較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)裝置。 2、氧化鋁沸騰焙燒爐用耐火材料的選擇 本裝置最高爐溫約1100℃，最高壓力約12.5kPa，最高流速48.5m／s，焙燒時(shí)間約30min，即整個(gè)焙燒過(guò)程在高速、高溫下完成。由于所處理的氧化鋁物料硬度較大，流動(dòng)性好，對(duì)氧化鋁產(chǎn)品質(zhì)量的要求嚴(yán)格，任何內(nèi)襯雜質(zhì)的混入都直接影響產(chǎn)品的性能，因此，要求耐火材料必須滿(mǎn)足下列條件：耐高溫、耐磨損、高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性能好，整體性及密封性強(qiáng)。 在選用國(guó)產(chǎn)代用耐火材料時(shí)，應(yīng)遵循三條原則：①保證所選各種耐火材料的理化指標(biāo)滿(mǎn)足盧奇公司的要求；②保證所選耐火材料有良好的施工性能，尤其是耐火燒注料；③所選耐火材料必須經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證。根據(jù)這三條原則，經(jīng)對(duì)國(guó)內(nèi)十幾家有實(shí)力的耐火材料生產(chǎn)廠(chǎng)家進(jìn)行實(shí)地考察、比較篩選后，最終選擇了6家耐火材料廠(chǎng)，經(jīng)過(guò)與國(guó)外耐火材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，所選用的國(guó)內(nèi)耐火材料和盧奇公司的耐火材料性能指標(biāo)接近，有些性能指標(biāo)甚至超過(guò)了國(guó)外指標(biāo)（見(jiàn)表1）。 二、氧化鋁循環(huán)沸騰焙燒爐耐火材料的應(yīng)用 循環(huán)沸騰焙燒爐整個(gè)裝置所用耐火材料共計(jì)762t，主要有澆注料、耐火磚、硅酸鈣板、硅酸鋁纖維和耐火泥五大類(lèi)，以及固定耐火材料的錨固件。 1、工作層用耐火材料耐火澆注料共計(jì)351t，用于一級(jí)文丘里、冷卻旋風(fēng)筒、流化床冷卻機(jī)、所有管道、煙道及沸騰焙燒爐下部和旋風(fēng)筒的錐體部分，多為雙層或三層。 耐火磚共用269t，主要用在沸騰焙燒爐、循環(huán)旋風(fēng)筒、二級(jí)旋風(fēng)分離器、二級(jí)文丘里干燥器以及煙道等。 根據(jù)沸騰焙燒爐的工藝特點(diǎn)和不同的工藝參數(shù)及工況條件，工作層所用耐火材料的種類(lèi)及層數(shù)不同。根據(jù)使用溫度、物料性質(zhì)，所有工藝管道進(jìn)行輕質(zhì)和重質(zhì)澆注的配置，主要設(shè)備內(nèi)襯采用絕熱＋隔熱＋耐火磚的工作層配置，使耐火材料節(jié)能效果更好。 2、隔熱耐火材料隔熱耐火材料有輕質(zhì)澆注料、輕質(zhì)隔熱磚、硅酸鈣板和耐火纖維。 澆注料主要用在流化床冷卻機(jī)、冷卻旋風(fēng)筒、一級(jí)文丘里干燥器及二級(jí)文丘里干燥器等主要設(shè)備的頂部和所有管道和煙道里面。 保溫磚保溫磚共用41.76t，主要用在流化床冷卻機(jī)、一級(jí)文丘里干燥器和二級(jí)旋風(fēng)分離器。 硅酸鈣板硅酸鈣板共用97.5m3，有50mm厚和30mm厚兩種規(guī)格，主要用在沸騰焙燒爐、循環(huán)旋風(fēng)筒、冷卻旋風(fēng)筒及一級(jí)文丘里干燥器等。 耐火纖維耐火纖維共用2.5t，分為板類(lèi)、氈類(lèi)和毯類(lèi)，主要用在膨脹縫、伸縮節(jié)、支架和入孔以及各種工藝孔周?chē)?錨固件錨固件是內(nèi)襯的主要組成部分，其作用是使內(nèi)襯與爐壁牢固地結(jié)合。 錨固件的分布與爐溫、耐火材料的性質(zhì)、爐襯厚度、使用部位和所選用的錨固件形狀及材料有關(guān)，有15種類(lèi)型、40種規(guī)格，重量約3000kg的錨固件系統(tǒng)對(duì)爐襯的應(yīng)力分布及熱脹冷縮熱應(yīng)力的均衡、延長(zhǎng)爐襯壽命，起至關(guān)重要的作用。 三、效果及存在的問(wèn)題 1、效果與啟示①該爐子在耐火材料使用中注重隔熱材料的使用，在高溫設(shè)備沸騰焙燒爐和循環(huán)旋風(fēng)筒上均采用五層耐火材料，四層隔熱材料，保溫效果很好。盡管爐子內(nèi)部溫度高達(dá)1100℃，但爐體外表溫度僅為70℃左右。其它部位均有二層或三層隔熱材料，故爐子整體熱效率很高。 ②不同設(shè)備、不同工況條件，選用不同的耐火材料，使耐火材料的使用比較經(jīng)濟(jì)、合理，對(duì)今后耐火材料的選用有一定的啟示。 ③不同爐溫、不同耐火材質(zhì)、不同爐襯厚度、不同使用部位，所用錨固件的形狀、分布及材質(zhì)不同。 5沸騰焙燒爐、循環(huán)旋風(fēng)筒、二級(jí)旋風(fēng)分離器、二級(jí)文丘里等拱頂采用異型磚逐環(huán)砌筑，環(huán)與環(huán)之間子母相扣，保障了球形拱頂?shù)恼w性能。解決了澆注料施工麻煩、養(yǎng)護(hù)時(shí)間長(zhǎng)、損毀后難修補(bǔ)的問(wèn)題。 2、存在問(wèn)題在不到3年的應(yīng)用中，沸騰焙燒爐內(nèi)因二級(jí)文丘里干燥器、煙道等處紅爐，曾停爐檢修4次，原因有以下幾點(diǎn)。