随着筑炉技术的完善,内衬材料性能的提高,焙烧炉耐火保温效果也比以往低产能气态悬浮焙烧炉有了较大改进及提高。
t/d氢氧化铝焙烧炉工艺流程
氢氧化铝焙烧是氧化铝生产工艺过程中最后一道工序,焙烧过程主要是在气态悬浮炉内氢氧化铝滤饼在高温作用下逐步经过除去附着水及结晶水,并使其γ型氧化铝发生部分晶型转变形成α型氧化铝,以获得适合电解所要求的砂状氧化铝的过程。
焙烧炉内衬结构
t/d焙烧炉内衬的显著特点是采用大量的不同材质的耐火材料。既有传统的定型耐火砖,又有不同性能的不定形耐火材料、还有不同性能的保温隔热材料,根据焙烧炉各旋风筒筒内温度及热耗损失的不同对P02、P03、P04、C01、C02、C03旋风筒、旋风筒上升管、下料腿等部位分别以不同的内衬结构进行浇注。
2.1P02、C03旋风筒内衬结构
P02、C03旋风筒及上升管的长期使用温度为℃~℃之间,温度相对不高,内衬厚度以mm为基准,内衬材料选用粘土制耐火砖、低水泥耐火浇注料、保温块。在筒体、蜗壳、切线墙体、上升管内部砌筑mm厚的粘土制耐火砖,耐火砖与钢结构之间用38mm厚的保温块作为保温材料。旋风筒锥部、蜗壳过渡段等斜面内浇注mm低水泥耐火浇注料,浇注料与钢结构之间铺设38mm保温块。蜗壳顶部在工型钢挂mm吊挂砖,吊挂砖与顶部钢结构之间铺设38mm保温块。
2.2焙烧炉C01、C02旋风筒内衬结构
焙烧炉C01、C02旋风筒长期使用温度为℃~℃之间,温度较高。在筒体、蜗壳、切线墙体、上升管内部砌筑mm厚的粘土制耐火砖,耐火砖与钢结构之间用mm厚的保温块作为保温材料(图1)。旋风筒锥部、蜗壳过渡段等斜面内浇注mm低水泥耐火浇注料,浇注料与钢结构之间铺设mm保温块。蜗壳顶部在工型钢挂mm吊挂砖,吊挂砖与顶部钢结构之间铺设38mm保温块。
图1C02内衬结构
2.3焙烧炉P03、P04旋风筒内衬结构
P03、P04旋风筒内的长期使用温度为℃~℃之间,瞬时温度最高可达℃。内衬材料的选用相对其它旋风筒要求较高,因此内衬厚度增加至mm厚,内衬材料选用mm厚的锚固砖,保温材料选用理化性能更好的多晶纤维板,再加一层对辐射热反射率高的纳米隔热板。具体内衬结构为:钢结构上铺设一层20mm纳米板在纳米板外层用锚固钉挂mm锚固砖,锚固砖之间铺设一层50mm多晶纤维板I、一层50mm多晶纤维板II,剩余空隙用mm浇注料填充。旋风筒锥面及P03、P04过渡段斜面为方便施工,全部选用浇注料,厚度依然为mm。
焙烧炉内衬材料
3.1粘土制耐火砖
粘土制耐火砖是气态悬浮焙烧炉常用的耐火材料。它是指Al2O3含量为30%~48%硅酸铝材料的粘土质制品,其耐火度取决于制品的化学组成。一般随着铝硅含量比值的增大而提高,耐火度波动在℃~℃。其良好的耐高温、隔热、隔声、吸潮等特点被广泛使用。
3.2纳米耐火板
纳米板内部由细密的粉状和纤维状材料构成,再由一层反射率较强的铝箔构成,具有比静止空气还低的导热系数,它比传统保温材料要好4倍~6倍,对辐射热的反射率达87%,是迄今为止最好的隔热材料。具有优良的隔绝热传导、热辐射能力,用在焙烧炉P03、P04能有效减少热能损失,减少能耗。
3.3耐火保温块
耐火保温块是一种高效绝热材料,具有超轻质、抗氧化、低导热率、低热容量、柔软性好、耐腐蚀、吸音性能好、优良的化学稳定性、优良的热稳定性及抗热震性、优良的抗拉强度等优良特点。
3.4低水泥耐火浇注料
浇注料是选用耐火骨料、粉料为耐火原料,加入结合剂、添加剂,经混合后制作而成,浇注料一般使用的结合剂为铝酸盐水泥,水泥的加入量可影响浇注料的整体使用性能、高温强度、抗侵蚀能力等。通常耐火水泥浇注料的水泥用量一般是15%~20%,低水泥浇注料的水泥用量则是5%左右,有的甚至降低到1%~2%。降低水泥用量的目的是提高浇注料的耐火性能。
焙烧炉砌筑
良好的砌筑质量决定了焙烧炉今后的使用寿命和维护成本。其砌筑应严格执行《化学工业炉砌筑技术条件》HG/T-6、《工业炉砌筑施工及验收规范》GB-相关行业标准,规范施工。具体施工要求应做到以下相关要求。
4.1砌筑前的准备
(1)确保耐火材料和相关施工材料供应充足,保证施工连续进行。
(2)确保耐火材料做好防雨措施,严禁易受潮变形耐火材料直接放在地上。
(3)做好砌筑前的检测记录,如焙烧炉中心线和控制标高测量记录、管道及炉壳验收记录、钢结构、挡托及锚固件的焊接记录。
(4)与砌体接触的钢结构要做好除锈准备,除锈等级应不低于GB/T规定的St2级。
4.2砌筑技术要求
4.2.1耐火砖砌体要求
(1)耐火砖每个砖缝应小于3mm。
(2)耐火砖墙体垂直误差每米应小于3mm,全高应小于15mm。
(3)耐火砖应错缝砌筑,不得有通缝情况,同一圆形墙体严禁多层同时起筑。
(4)耐火砖砌筑灰浆饱和度应大于90%。
(5)炉顶吊挂砖平面应保持平整,个别砖的错牙不得超过3mm。
(6)炉顶吊挂砖与墙体之间应设置膨胀缝。
(7)耐火砖必须用专用设备加工,加工面应保证光滑平整,加工后的厚度不得小于原始砖厚的1/2,长度不应小于原始砖长的1/耐火砖包括吊挂砖砌筑前应先预砌筑。
4.2.2浇注料砌筑要求
(1)施工用水应使用洁净水,沿海地区还应化验施工用水的氯离子(Cl-),氯离子(Cl-)含量应小于mg/L。
(2)浇注料用锚固钉紧固防脱,锚固钉应于炉体焊接牢固,并且锚固钉表面需涂抹一层0.5mm~1mm厚的沥青来补偿热膨胀量。
(3)浇注料搅拌必须在搅拌机内搅拌完成,严禁手工搅拌。
(4)严格执行浇注料、结合剂与水的配料比,并在30min内浇注完毕。
(5)为消除加热时体积变化所造成的应力损害,浇注应在1.5m2内的模板内完成,且模板的最长边不得超过1.2m。
4.2.3保温层铺筑
铺筑前应需对炉体直接与保温层解除的内表面进行除锈处理。(除锈等级不低于GB/T规定的St2级)。如需对保温块加工,必须使用专业刀具加工,保证加工面平整光滑,严禁手工撕扯。保温块应做好防雨防潮措施。如有打湿或受潮严重情况,应立即报废,不得使用[1]。耐火纤维保温块铺筑应遵循交错铺筑原则,且层间错缝应大于mm,不得出现通缝现象。
4.2.4内衬保养
焙烧炉内衬养护是决定最终施工质量的最后一步,其作用至关重要。具体养护工作应从浇注料开始硬化开始做起,比如浇注料内衬表面盖一层塑料薄膜,以防止水分蒸发造成的浇注料结合不彻底。浇注料浇注必须在5℃~30℃的环境下浇注完成,并且养护24h~72h以上,具体以实际环境温度为准,温度越低要求养护时间越长。一般的讲不承重的模板应在耐火浇注料的强度达到其表面及棱角不因拆模而损坏时,方可拆除;承重的模板,应在耐火浇注料的强度达到设计标号的70%后,方可拆除。为了确定耐火浇注料的硬化程度,一般在浇捣过程中,同时制作检验用的试样,并与所浇捣的耐火材料在相同的条件下养护。到龄期后,测得浇注料试样的强度与设计强度的比达到上述要求时,方可拆除。
结语
焙烧炉砌筑是一个浩大的工程,从内衬结构设计,到施工方案,到工程验收,每一项都至关重要。只有合理的设计,高品质的耐材,完善的施工技术要求才能确保施工质量。
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