預分解回轉窯筒體腐蝕的原因及處理
筒體腐蝕是水泥廠更換筒體的主要原因。許多預分解窯都存在筒體腐蝕問題,一般是在設備大修、停窯檢修、更換窯襯耐火磚時發現的,從筒體内壁上取下來的片狀腐蝕物具有多層結構:緊靠筒體一面呈紅褐色和黑色,靠近窯襯一面因粘有熟料呈現灰色,中間各層交織着紅褐色、黑色、黃銅色,各層均有亮晶質點零星散落或成片分布在上面。
回轉窯筒體腐蝕,一般呈片狀剝落,鏽片疏松易脆,經超聲波測厚儀測定可發現,筒體有不同程度的減薄,有的還會在筒體内側表面出現環向不均勻溝槽,如窯前段大齒輪處就經常發現筒體内側有溝槽。筒體腐蝕較嚴重的區域是回轉窯的過渡帶大牙輪附近筒體,年腐蝕速度高達1-2mm。
1.原因分析
分析腐蝕片狀物發現,鏽層的主要成分是鐵的氧化物及少量的氯化物和硫化物。所以,窯筒體内壁的腐蝕物質是氧、硫和氯化物。
(1)高溫氧化使筒體内壁腐蝕
回轉窯筒體一般由普通鋼制成,而普通鋼并不耐高溫氧化,在200-300℃時,就産生了可見的具有“保護性”的氧化物薄膜。但這種氧化膜結構疏松,難以阻止金屬筒體進一步被氧化,尤其是溫度較高時,如A3鋼在400℃下年氧化率為0.58mm,在600℃時就高達5.84mm。而回轉窯過渡帶筒體溫度通常都為300-400℃,甚至更高溫,因此,筒體内表面氧化腐蝕在所難免。
(2)高溫硫化使筒體内壁腐蝕
據介紹,高溫硫化腐蝕與高溫氧化腐蝕不同,這種腐蝕可以在金屬表皮下面進行,皮下腐蝕産物中含有未被氧化的金屬。熱腐蝕溫度應為600-950℃,但在含C1—和S2—等離子強腐蝕介質中,在400℃左右就可能發生高溫硫化,緻使内壁被腐蝕。
(3)高溫氯化使筒體内壁腐蝕
據介紹,在高溫環境下,氯和氯化物對鋼鐵的腐蝕作用特别強烈,在氯化條件下,會形成沸點較低(324℃)的易揮發的FeCl3,從而加劇回轉窯筒體的腐蝕。
應該指出的是,在回轉窯煅燒水泥熟料過程中,窯内氣氛是非常複雜的,各種造成筒體腐蝕的因素幾乎同時存在,共同作用,使得回轉窯筒體“不堪重負”而被腐蝕。
2.處理方法
預分解窯筒體腐蝕是一個較為複雜的技術難題,要從工藝條件、設備操作、耐火材料性能及筒體材料選擇等多方面進行綜合治理:
1)改進配料方案,降低原、燃料中有害組分的含量或調整好硫堿匹配,減少有害組分在窯内的富集,進而減少能夠到達筒體内表面的有害組分特别是氯鹽含量,減輕同體腐蝕。
2)對于腐蝕嚴重的筒體,要進行更換; 對于腐蝕較為輕微的筒體,可在筒體内壁腐蝕部位進行防蝕處理。
3)為延長回轉窯筒體使用壽命,可在容易腐蝕的部位進行防蝕處理,具體方法是:
①對筒體内表面進行處理,清除鏽迹、污迹,使之整潔幹淨,露出金屬光澤。
②在筒體内表面(已進行過處理)噴塗無機材料或刷塗水泥槳。可選用上海材料研究所研制的Y-3型重防蝕塗料等等。
4)合理選擇耐火材料,改進窯材質量和砌築方法。在選取耐火材料時,既要考慮耐久性,又要考慮隔熱性,還要考慮全窯系統耐火磚的匹配問題,以增加窯襯的屏蔽作用。在腐蝕嚴重的敏感部位,宜采用濕砌的方法來砌築窯襯耐火材料。據介紹,濕砌窯襯後筒體腐蝕大為減輕。
5)提高窯系統主輔機運行可靠性,力避停窯,減少因停窯而造成的RC1吸潮腐蝕筒體。
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