烧结点火炉是生产高炉用烧结矿和球团矿的重要热工设备,生产过程中将铁矿粉、燃料、熔剂按一定比例配成混合料后,装入烧结机点火烧成。点火温度一般为1200~1300℃烧成温度可达1300~1500℃。高温下烧结混合料和点火炉炉衬接触,粘附在炉墙上,并与耐火材料发生反应,造成化学侵蚀,对点火炉使用寿命影响很大。目前点火炉普遍采用吊挂砖、浇注料、保温材料的复合炉衬结构,炉墙内侧采用低水泥高铝质浇注料,炉衬寿命较短,一般不到2 年。通过调研发现点火炉炉顶、横梁挂渣严重,并且有耐火浇注料局部脱落的现象,烧嘴区域也有裂纹。
通过取样调查分析,结果表明烧结混合料在高温下与点火炉炉衬接触,粘附到点火炉炉墙上,形成挂渣。渣主要物像为深灰色,以AL2O3、SiO2为主,并含有CaO、Ti、Fe 等杂质,为莫来石材质。砖和挂渣交界处以浅灰色物像为主,主要为AL2O3、Fe的氧化物和少量CaO,推断为铁铝酸盐,是莫来石砖与以Fe为主要成分的渣在高温下反应形成。渣中存在3种物像,白色物像较多,深灰色、浅灰色物像较少。白色物像主要为Fe的氧化物,并含有少量AL2O3、TiO2。深灰色区域以SiO2、AL23O为主,还含有CaO,推断为被渣侵蚀析出的莫来石颗粒。浅灰色区域主要为AL2O3、Fe的氧化物和少量CaO,为砖、渣反应产物。分析推断,点火炉炉衬损毁的主要原因是由于炉衬挂渣中氧化铁的扩散,它侵蚀了耐火材料的基体。粘附在炉墙上的挂渣通过耐火炉衬上的孔隙、裂缝进入其内部,主要成分氧化铁逐渐扩散,与耐火材料发生反应,使其变质、侵蚀直至开裂、脱落。
根据点火炉内衬的工作条件 ,其炉衬耐火浇注料必须具有以下特点 : (1)能长期在1200~1300 ℃的温度下使用(2)强度高,具有良好的抗冲刷性(3)荷重软化温度高,抗热震性好(4)抗渣侵蚀性好(5)材料流动性好,易于施工。由于莫来石具有低膨胀性、低热传导性、极好的抗蠕变性和良好的化学稳定性以及耐高温性,结合点火炉用低水泥浇注料的成熟经验 同时考虑矾土骨料的性能和莫来石材料的性价比,选用优质的矾土骨料和莫来石细粉作为主原料,以保证在1200~1300 ℃下材料的高温强度和抗冲刷性能。