湛鋼煉鐵廠球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯窯頭鎖口耐材損壞原因分析

湛鋼煉鐵廠球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯窯頭鎖口耐材損壞原因分析

Summary：隨著湛江鋼鐵兩座高爐全面投產(chǎn)，煉鐵廠球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯都要滿負(fù)荷生產(chǎn)，對(duì)球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高的要求。然而，隨著產(chǎn)能提升，回轉(zhuǎn)窯窯頭鎖口設(shè)備出現(xiàn)筒體變形、耐材脫落等現(xiàn)象，使用周期為1個(gè)月左右，頻繁故障停機(jī)嚴(yán)重影響生產(chǎn)節(jié)奏。本文針對(duì)上述問題進(jìn)行詳細(xì)原因分析。Keys：回轉(zhuǎn)窯、原因分析、檢修周期、正壓、壽命Abstract：WiththefullcommissioningoftwoblastfurnacesinZhanjiangIronandSteelCo.,Ltd.,thepelletrotarykilnintheironmakingplantmustbefullyloaded,whichputsforwardhigherrequirementsforthestableoperationofpelletrotarykilnequipment.However,withtheincreaseofproductioncapacity,thelockheadequipmentofrotarykilnappearscylinderdeformation,refractorysheddingandotherphenomena,theusecycleisaboutonemonth,frequentfailureshutdownseriouslyaffectstheproductionrhythm.Thispaperanalyzestheabovereasonsindetail.Keywords：Rotarykiln、Causeanalysis、Maintenancecycle、Positivepressure、Life1前言湛江鋼鐵煉鐵廠共有一條年產(chǎn)量500萬(wàn)噸級(jí)球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)線，生產(chǎn)的球團(tuán)礦主要用于湛江鋼鐵高爐和股份公司煉鐵廠的需求，產(chǎn)能要求非常高。目前球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯的耐材大修的更換周期為1.5-2年時(shí)間，球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯鎖口耐材更換周期更短，故如何延長(zhǎng)和穩(wěn)定球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯鎖口耐材是整個(gè)球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯的瓶頸問題。球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯鎖口耐材使用壽命長(zhǎng)短主要受生產(chǎn)操作、機(jī)械設(shè)備、耐火材料、施工技術(shù)等多方面的因素制約，解決以上問題是一個(gè)比較系統(tǒng)的，涉及眾多專業(yè)的復(fù)雜問題。湛江鋼鐵1#高爐于2015年9月份投產(chǎn)，為了滿足1#高爐投產(chǎn)需求，2015年5月對(duì)球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯耐材進(jìn)行大修。在2016年3月份以前球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯由于其他設(shè)備問題，球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯的產(chǎn)量低，達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)，頻繁停機(jī)影響耐材使用壽命。2016年3月以后的生產(chǎn)停機(jī)，大多表象反映在球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯鎖口耐材的脫落引起生產(chǎn)停機(jī)，為了解決以上問題，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間調(diào)查分析，查明引起球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯鎖口耐材的原因。詳細(xì)情況介紹如下：2現(xiàn)象描述2016年3月隨著球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)能提升，對(duì)回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)線設(shè)備提出更高要求，然而球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯鎖口耐材的使用壽命只有一個(gè)月的時(shí)間，完全達(dá)不到球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯鎖口耐材使用壽命的平均水平，出現(xiàn)上述問題定位為一個(gè)非常不正常的現(xiàn)象。球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯鎖口設(shè)備的異常情況主要有以下幾個(gè)方面的表現(xiàn)形式：（1）球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯窯頭筒體出現(xiàn)高溫變形現(xiàn)象，整個(gè)筒體都呈現(xiàn)喇叭口狀，窯頭筒體變形基本上與水平方向呈45°角；（2）球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯護(hù)口鐵異常脫落，護(hù)口鐵用螺栓連接于窯頭筒體，護(hù)口鐵螺栓孔有被拉大、撕裂的情況，螺栓則有嚴(yán)重氧化的問題；（3）球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯導(dǎo)風(fēng)罩有變形、脫落情況，導(dǎo)風(fēng)罩脫落拉大與筒體的間隔現(xiàn)象；（4）球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯鎖口錨固釘脫焊、耐材脫落現(xiàn)象，主要有兩種形式，一是在護(hù)口鐵沒有脫落耐材出現(xiàn)脫落形式；二是護(hù)口鐵和耐材一起脫落的形式；（5）球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯鎖口耐材沒有脫落，但是鎖口耐材在回轉(zhuǎn)窯的徑向方向出現(xiàn)大的裂縫，影響鎖口耐材的整體穩(wěn)定性；結(jié)合以上5點(diǎn)現(xiàn)象，綜合表現(xiàn)為窯頭鎖口機(jī)械和耐材設(shè)備使用周期短的問題，頻繁進(jìn)行生產(chǎn)停機(jī)維護(hù)。3原因分析3.1窯頭鎖口耐材工況在球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯煅燒的球團(tuán)礦經(jīng)過窯頭鎖口進(jìn)入受料斗，在環(huán)冷機(jī)中進(jìn)行冷卻，再經(jīng)皮帶傳輸至料場(chǎng)堆放。球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯窯頭鎖口耐材工作溫度在1100℃左右，球團(tuán)礦對(duì)鎖口耐材長(zhǎng)期磨損，以及從環(huán)冷機(jī)入窯的二次風(fēng)攜帶大量粉塵也會(huì)對(duì)鎖口耐材造成磨損。隨著回轉(zhuǎn)窯運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的增長(zhǎng)，部分回轉(zhuǎn)窯內(nèi)預(yù)留的膨脹縫被礦粉填充，耐材在生產(chǎn)高溫膨脹下，勢(shì)必增大窯頭鎖口耐材的擠壓剪切力，增大鎖口耐材脫落的可能性。另外，回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)時(shí)經(jīng)常會(huì)有窯皮脫落，大塊的窯皮掉落在窯頭固定篩上，都要將窯頭側(cè)門打開用叉車進(jìn)行輔助清理，此時(shí)窯頭罩部位急劇降溫，頻繁的升降溫都會(huì)對(duì)窯頭鎖口耐材壽命產(chǎn)生影響?？偨Y(jié)上述幾種故障現(xiàn)象，結(jié)合平時(shí)生產(chǎn)過程的跟蹤，查明窯頭鎖口機(jī)械和耐材設(shè)備使用周期短、頻繁進(jìn)行生產(chǎn)停機(jī)維護(hù)的原因，主要原因有窯頭經(jīng)常性正壓、窯頭冷卻效果不佳、窯頭筒體變形、耐材適用性等問題。3.2窯頭經(jīng)常性正壓球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯在正常生產(chǎn)的情況下，生產(chǎn)工藝要求保持微負(fù)壓狀態(tài)，如果相反就會(huì)出現(xiàn)窯頭正壓的情況。窯頭正壓時(shí)，徹底改變回轉(zhuǎn)窯窯頭生產(chǎn)工況，窯頭罩內(nèi)的熱氣就會(huì)從窯頭側(cè)門及導(dǎo)風(fēng)罩的位置溢流，造成窯頭筒體溫度升高，窯頭筒體變形，進(jìn)而導(dǎo)致窯頭筒體和澆注料錨固釘?shù)呐蛎浟吭黾樱斐慑^固釘脫焊，窯頭鎖口澆注料就會(huì)出現(xiàn)脫落。窯頭經(jīng)常性的正壓，加劇窯頭鎖口澆注料脫落的頻率，降低回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)作業(yè)率。3.3窯頭冷卻效果不佳回轉(zhuǎn)窯窯頭筒體是由窯頭兩臺(tái)冷卻風(fēng)機(jī)經(jīng)導(dǎo)風(fēng)罩進(jìn)行冷卻處理，平常在生產(chǎn)時(shí)，采用一用一備的方式進(jìn)行冷卻，當(dāng)窯頭正壓熱氣壓力大于冷卻機(jī)冷卻風(fēng)力時(shí)，窯頭熱氣會(huì)對(duì)筒體造成熱侵蝕、筒體變形等，窯頭冷卻效果不佳。窯頭冷卻效果不佳主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一方面：目前隨著窯頭冷卻風(fēng)機(jī)的投入時(shí)間增長(zhǎng)，經(jīng)冷卻機(jī)風(fēng)力進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)冷卻機(jī)流量和風(fēng)力都達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，當(dāng)冷卻機(jī)的風(fēng)力下降達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)就會(huì)影響到窯頭筒體的冷卻效果；第二方面：窯頭筒體冷卻有專門的冷卻導(dǎo)風(fēng)罩，增強(qiáng)冷卻效果，然而當(dāng)窯頭擋風(fēng)罩脫落或密封效果不佳，冷卻風(fēng)就會(huì)漏風(fēng)，冷卻不到設(shè)計(jì)預(yù)定位置，造成筒體溫度升高，進(jìn)而影響窯頭鎖口和鎖口耐材的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，鎖口耐材使用壽命下降。3.4窯頭筒體變形球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯窯頭筒體在生產(chǎn)經(jīng)常性正壓和窯頭冷卻效果不佳等因素的影響下，窯頭筒體溫度升高，高溫氣氛下窯頭筒體的膨脹增加，導(dǎo)致窯頭筒體出現(xiàn)喇叭口，嚴(yán)重變形。窯頭筒體變形喇叭口主要是三個(gè)方面的影響：第一方面：導(dǎo)致窯頭筒體的耐材撕裂，全部的受力集中在錨固釘上，失去窯頭鎖口耐材的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；第二方面：隨著窯頭筒體喇叭口變大，窯頭鎖口耐材的受力關(guān)系發(fā)生改變，除剪切力外，回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)動(dòng)過程中增加窯頭鎖口耐材向心力，影響鎖口耐材穩(wěn)定；第三方面：窯頭筒體喇叭口導(dǎo)致窯頭鎖口護(hù)口鐵的作用減弱，加速鎖口耐材的脫落，同時(shí)，窯頭鎖口喇叭口造成鎖口之后的錨固釘脫焊，影響耐材的穩(wěn)定性。3.5窯頭鎖口耐材適用性問題球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯鎖口耐材為高鋁低水泥澆注料，目前多家耐材廠家都可以生產(chǎn)制造此類物料，湛江鋼鐵球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯鎖口故障頻繁期間，采購(gòu)高鋁低水泥澆注料為兩家非球團(tuán)專業(yè)的制造商，均未改變球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯鎖口故障頻繁的情況。經(jīng)采購(gòu)球團(tuán)專業(yè)供應(yīng)商鎖口耐材專用澆注料，改變鎖口耐材一個(gè)月脫落一次的現(xiàn)象，鎖口耐材專用澆注料是專門針對(duì)球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯鎖口工況開發(fā)的一種高鋁低水泥澆注料，提高回轉(zhuǎn)窯鎖口耐材的穩(wěn)定性。故窯頭鎖口耐材使用壽命的長(zhǎng)短與鎖口耐材適用性存在重要的關(guān)聯(lián)性。4結(jié)束語(yǔ)球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝復(fù)雜，系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性非常高，耐火材料與生產(chǎn)工藝息息相關(guān)，生產(chǎn)工藝的改變都會(huì)影響耐火材料的穩(wěn)定性，影響使用壽命。球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)過程中，耐火材料脫落是多種因素共同作用下的表象問題，如生產(chǎn)操作的穩(wěn)定性、輔助設(shè)備的可靠性、專用材料的適用性都是影響設(shè)備穩(wěn)定順行的關(guān)鍵影響因素。通過對(duì)球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯鎖口耐材損壞原因分析，提出針對(duì)性的整改措施，經(jīng)整改，目前球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯鎖口耐材壽命預(yù)計(jì)達(dá)到一年以上，為球團(tuán)回轉(zhuǎn)窯的設(shè)備穩(wěn)定順行提供有力支撐。Reference：[1]危木建，球團(tuán)鏈窯系統(tǒng)耐火材料長(zhǎng)壽