耐火材料篇
小薇:含Cr耐材會(huì)由于環(huán)保問題而受限制么?什么原因?有什么替代解決辦法?
周:鉻是重金屬,六價(jià)鉻會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次危害。中央供給側(cè)改革淘汰落后產(chǎn)能名錄中已明確標(biāo)注有鉻剛玉磚,所以在不久的將來一定會(huì)不允許生產(chǎn)。鉻剛玉磚中的鉻元素在剛玉磚工藝上有促進(jìn)燒結(jié)、適當(dāng)降低燒結(jié)溫度、有一定的抗侵蝕性。現(xiàn)在由于耐火材料工藝的發(fā)展,在危廢焚燒裝置中,鋯剛玉磚、剛玉莫來石磚從強(qiáng)度上、抗侵蝕性和熱震穩(wěn)定性都完全可以取代鉻剛玉磚的效果。
慕:應(yīng)該會(huì)!主要是六價(jià)鉻的問題!再者含鉻廢磚也是危廢!
王: 準(zhǔn)確來說因該是材料晶界生成生態(tài)學(xué)上有害的CrO3、Cr6+(六價(jià)鉻)對(duì)人體和環(huán)境有害,六價(jià)鉻為吞入性毒物/吸入性極毒物,皮膚接觸可能導(dǎo)致過敏;更可能造成遺傳性基因缺陷,吸入可能致癌,對(duì)環(huán)境有持久危險(xiǎn)性;所以耐材無鉻化是大趨勢(shì);目前已在水泥行業(yè)全面實(shí)行,在燒成帶用鎂鐵和鎂鈣磚都能替代原先的鎂鉻磚,但仍有許多行業(yè)目前沒有可行替代方案,如不銹鋼冶煉,有色冶金等。
小薇:一層復(fù)合磚相比于原來兩層設(shè)計(jì)有哪些優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)?
周:?jiǎn)螌哟u優(yōu)勢(shì):①整體性好,不容易掉磚。
單層磚劣勢(shì):①由于工作層和保溫層前后不同材質(zhì),無法統(tǒng)一燒結(jié),反而使工作層燒結(jié)不完全,影響工作層使用壽命。②保溫性能差 。
雙層磚優(yōu)勢(shì):①耐腐蝕工作層燒結(jié)良好,抗腐蝕性好。②維修時(shí)輕質(zhì)層不需更換。③保溫性能好。
雙層磚劣勢(shì):① 施工麻煩,如果沒有熟練經(jīng)驗(yàn)砌筑相對(duì)容易掉磚。
慕:一層復(fù)合磚結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好一些!但導(dǎo)熱率會(huì)比多層復(fù)合磚大些。
王: 優(yōu)勢(shì)有a. 結(jié)構(gòu)更穩(wěn)固;b. 砌筑更方便快捷;
劣勢(shì):a、復(fù)合磚的前后端密度差不能太大,有斷磚風(fēng)險(xiǎn),導(dǎo)致使用局限性;b、運(yùn)行成本更高,雙層磚的背襯可重復(fù)使用
小薇:定型磚施工中花砌和平砌的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)?
周:由于危廢回轉(zhuǎn)窯一般較短,且造耐火磚以抗壓強(qiáng)度大的耐酸性耐材為主比如高鋁磚一般強(qiáng)度≥100MPa,剛玉磚一般強(qiáng)度在≥150MPa,而花砌是主要目的在保護(hù)磚角。由于磚強(qiáng)度高,花砌與平砌在危廢窯中不含有明顯的優(yōu)劣勢(shì)區(qū)分,都可以采用。
慕:花砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好,大施工麻煩一些,平砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差一些,但施工相對(duì)較方便!砌筑方法以下圖為佳:
下圖這種砌筑方法維修不方便:
王:花式砌筑就是直接用磚石砌體材料,通過平面立面的方向、凹凸等變化砌出花式形狀?;ㄊ狡鲋淖龇ㄊ窃趬w漏空部位用砌體等砌成各種花樣,或是將整個(gè)墻面做成漏空的花樣,還有的干脆先燒好花式預(yù)制件,然后砌筑。花式砌筑做法繁雜,勞動(dòng)強(qiáng)度大,對(duì)砌筑工匠要求高,部分結(jié)構(gòu)強(qiáng)度差(漏空),主要用來滿足爐窯特殊的工藝要求。
平砌是砌體工程施工中,將大面平行于水平面的砌筑方法;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用,砌筑快速;
組砌原則:磚縫橫平豎直、錯(cuò)縫搭接、避免通縫、砂漿飽滿、厚薄均勻。
小薇:危險(xiǎn)廢棄物中哪些元素對(duì)耐材壽命影響較大?
周:鉀、 鈉、 氟、 氯、 溴 、硫。
慕:堿金屬、鹵素、硫、水分。
王: 常見的主危害害元素包括Na, K, F, Cl, Br,S, P, CO。Na\K等堿金屬與耐材中的Al2O3 / SiO2形成堿爆,導(dǎo)致耐材剝落損毀;F、Cl、Br等鹵素可以與堿金屬及H形成堿鹽及HCl,堿侵耐材;HCl可以與澆注料中的水泥反應(yīng),并侵蝕錨固件及其他鐵結(jié)構(gòu);鹵素在高溫下可以加速堿侵反應(yīng);F可以與Al2O3 / SiO2系耐材中的SiO2反應(yīng),侵蝕尤為厲害。CO侵蝕發(fā)生在耐材中有含鐵的環(huán)境,2CO + (Fe, FexOy)---- CO2 + C,損害耐材本體。
小薇:危廢焚燒系統(tǒng)中耐火材料的損毀形式有哪些?
周:1、爆頭,2、開裂,3、剝落,4、侵蝕。
慕:主要是化學(xué)腐蝕、熱震和機(jī)械沖刷。
王: 磨損,渣侵蝕,層狀剝落,開裂、鼓包和脫落;結(jié)焦造成堵塞,機(jī)械清渣,將耐材帶掉;
小薇:如何將渣侵蝕降到最低?
周:一般地說,采用優(yōu)質(zhì)的雜質(zhì)含量較少的,和針對(duì)性抗腐蝕性好的耐火原料,來遵循嚴(yán)格科學(xué)的生產(chǎn)工藝,制成致密氣孔率低的耐火材料產(chǎn)品,能有效降低渣侵蝕。
慕:選擇合理的磚成分、優(yōu)化顆粒級(jí)配、降低氣孔率。
王: 不同的物料對(duì)耐火材料的侵蝕機(jī)理各不相同,同一種材料的成功不一定能夠復(fù)制,所以對(duì)于不同的客戶/業(yè)主需要選擇與焚燒物料/渣相匹配的耐材,最直觀的方法是通過抗渣實(shí)驗(yàn)對(duì)比,選擇合適的材料;以及通過配伍穩(wěn)定焚燒爐況控制侵蝕物大的影響。
小薇:哪些組分有利于提高耐火材料性能?
周:白剛玉、莫來石、氧化鋯、碳化硅、鉻等能提高耐火材料性能。
慕:不能一概而論,要看具體的使用環(huán)境。
王:碳、石墨、碳化硅、氧化鋯、氧化鉻等;
碳、石墨的加入均可以使碳復(fù)合耐材具有優(yōu)良的韌性和抗熱震及抗腐蝕性能;碳化硅耐火材料具有強(qiáng)度高,導(dǎo)熱系數(shù)大、抗震性好、抗氧化、耐磨損、抗侵蝕等優(yōu)良的高溫性能,是一種優(yōu)質(zhì)耐火材料;氧化鋯導(dǎo)熱低、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、抗堿性礦渣浸潤,抗熱震性能優(yōu)異;氧化鉻具有最優(yōu)異的抗侵蝕性能,但是其六價(jià)鉻對(duì)生態(tài)及人體健康的破壞,在促使業(yè)界無鉻化。
小薇:為什么不用氧化鎂質(zhì)耐材?
周:①鎂質(zhì)材料為堿性材料,危廢爐中除堿性材料外有酸、有鹽,元素復(fù)雜,所以不適宜使用。②鎂質(zhì)材料遇水容易粉化。
慕:高水分、高硫條件下不宜使用純堿性耐火材料。
王: 鎂質(zhì)耐材存在易水化問題;鎂質(zhì)耐材不適應(yīng)酸性爐渣;鎂質(zhì)耐材的熱震性能極差,極大的限制了鎂質(zhì)耐材的使用。
小薇:二燃室煙道容易結(jié)焦堵塞,應(yīng)如何改善?
周:從耐材選材來看:1、可以選碳化硅質(zhì)耐材。2、還可以選用莫來石質(zhì)耐材。
慕:結(jié)交主要是飛灰熔粘引起,適當(dāng)增大氣流速度、合理配伍焚燒物、選擇適合的耐火材料。
王: 針對(duì)結(jié)焦成分選用抗結(jié)焦耐材,降低氣孔率,減少浸潤;優(yōu)化煙道設(shè)計(jì)(增大截面,減少彎道);
小薇:急冷塔耐材應(yīng)如何選擇?
周:急冷塔選用低鋁高硅、致密的耐酸性好的原料制成的 耐酸澆注料。
慕:致密高抗酸堿、水侵蝕材料。
王: 急冷塔為酸性氣氛,溫度梯度大,熱震頻繁;應(yīng)選用耐熱震耐酸澆注料。