炼锌用耐火材料损毁因素及炼锌回转窑结球处理方法

随着我国湿法炼锌工艺的发展，锌浸渣量不断增加，锌挥发窑也逐渐扩大。加强冶炼使窑衬的工作环境更加恶劣。此外，锌浸渣成分波动较大，反应带耐火衬的使用寿命只能达到200d左右。因此，了解大型锌挥发窑的破坏机制是开发新型锌挥发窑衬里、提高窑寿命的关键问题。

 

 

1.强氧化和还原反应气氛对耐火衬里的影响

锌挥发窑燃料燃烧产生的温度一般在1200~1350℃之间。在这种情况下，浸出渣中的锌、铅、锑、销等被一氧化碳还原进入烟气，烟气中氧化成氧化锌等氧化物随烟气离开挥发窑。由于材料在挥发窑中的频繁旋转，其化学反应在材料层和材料层之间有很大的差异。

由于富含焦粉，材料层呈现出强烈的还原氛围，而材料层上空由于空气补充快，呈现出强烈的氧化氛围。随着窑的连续旋转(转速0.5-1r/min)，衬里材料交替出现在这两种完全不同的氛围中。Cr2O3和SiO2是高温衬里材料中所含的、Fe2O3在强还原氛围中发生还原和价格变化反应。同时，随着体积效应的发生，Cr2O3在强氧化氛围中挥发，增加了砖的孔隙。因此，氧化还原反应导致衬里材料的结构变化和剥落损坏。

 

2.锌挥发窑运行过程中的热冲击

受窑体旋转和运行变化的影响，即使挥发窑连续工作，衬里材料也周期性地被高温材料覆盖，经历1150-1450-1150℃频繁的温度变化，产生周期性的拉应力和挤压应力。这种频繁而持久的热应力变化是衬里材料剥落和损坏的另一个重要原因。

 

3.高温熔渣的冲刷和磨损

由于锌挥发窑窑径的增加，φ4.15X58m2锌挥发窑的日处理量达到700-800t，内衬被进窑金属氧化物和焦粉周期性冲刷磨损。

 

4.酸浸出渣的侵蚀作用

窑内高温反应带产生酸浸出渣、Fe等液体熔化物质对耐火材料有一定的渗透和侵蚀作用，形成较薄的变质层。变质层中矿物的热膨胀系数差异较大，密度等物理性能也不同。当温度波动时，会产生较大的应力。当应力超过产品的强度上限时，变质层内部会发生腐蚀、裂纹和脱落，导致耐火材料结构剥落和损坏。

 

氧化锌回转窑结球怎么办？

氧化锌回转窑结球的主要原因有：原料成分波动，液相过多；加料不稳定，导致窑尾分解炉温度高低，难以控制；设备故障率高，停机频繁；原燃料中硫、氯、碱等有害成分含量高；煤粉质量波动大，均化效果差；窑灰混合不均匀；操作人员疏忽、温度控制不当或长时间缓慢。氧化锌回转窑结球可采取以下措施进行预防和处理。

 

(1)预防措施。

1.选择合适的配料方案，稳定原料成分。一般来说，高石灰饱和系数、高硅率的原料不易结球，熟料质量好，但耐火，操作要求高。如果回转窑石灰饱和系数低，铝率低，氧化锌回转窑结球烧结范围窄，液相量大，结粒粗大，稍有不慎就会导致结球。因此，在生产中，尽量选择两高一中的配料方案，即高KH、高SM、中国IM，该成分操作方便，熟料质量相对稳定。2、尽量选择低有害成分、氧化锌回转窑设备，特别是煤，加强煤均化，尽量减少煤粉细度，尽量加强风煤混合，避免煤粉过厚造成不完全燃烧；如果使用低挥发性煤粉，氧化锌回转窑设备着火速度慢，燃烧时间长，火力强度不集中，应尽量减少煤粉的细度和水分。

 

(2)处理措施。

如果氧化锌回转窑设备中已形成料球，应对成球原因进行整体分析、取样试验，并分别对球核和球壳进行整体化学分析，找出原因，正确补救。如果氧化锌回转窑球相对较小，应适当增加窑内通风，使火焰平稳，但须注意氧化锌回转窑设备尾部温度的控制，不要过高；可以稍微减少窑煤，但须确保煤粉完全燃烧，适当减少进料量，稍微降低窑速，氧化锌回转窑设备让窑球滚入烧成带；材料球烧成带后，降低窑速，用火在短时间内燃烧或减少，避免进入冷却器堵塞或破坏炉排板，但此时应特别注意窑皮。结球较大时，可采用冷热交替法（如高压水枪）进行处理;当料球在过渡带时不易向前进入烧成带时，回转窑设备此时可伸入喷煤管，适当减少进料量，烧1～2小时后，将煤管拉出再烧1小时～2h，一次又一次，直到料球破裂；如果氧化锌回转窑设备不能破裂，可停窑冷却1次～2小时后点火加热，使料球因温差过大而破裂。注意氧化锌回转窑在处理过程中，不要让大料球滚入冷却器，否则会对冷却器造成很大的损坏；另外，窑尾温度不宜过高，以免后面的小料球连续出现。