【案例】某水泥厂抗剥落高铝砖损坏的原因分析
发布日期： 2018-08-01 09:39:46 阅读量（883） 作者：某公司2500t/d水泥熟料生产线采用中4mx60m回转窑。在窑尾35.8~59m处选用抗剥落高铝砖衬料，其化学成分如表1。
表1 抗剥落高铝砖衬料的化学成分
在2005年8月l日入窑检查，发现在筒体45~48m处衬料发生炸裂现象。此处抗剥落高铝砖使用寿命仅3个月，现就此事故产生的原因加以分析。
原因分析
1、化学侵蚀损坏
(1)熔融物质的渗入
抗剥落高铝砖的矿物组成主要是莫来石(3Al2O3·2SiO2)、刚玉(Al2O3)和玻璃相。石灰质组成与砖衬之间发生固相反应主要为:
固相反应改变了耐火砖原有的组织结构，当入窑物料成分不当或窑温过高，使液相过多渗入、沉积，导致高铝砖的结构疏松、脆硬，而降低了砖衬的使用寿命。我公司停窑前的入窑生料成分见表2，熟料矿物组成见表3。
表2停窑前入窑生料成分烧失量
表3熟料的矿物组成
因石灰石均化库底，用于原料配料的2台石灰石秤中有1台发生故障，只用另一台石灰石秤配料，石灰石离析量及频率显著增加，使出磨生料成分很不稳定，加上前段时间生料磨故障，窑灰直接入库，造成该入窑物料较软。又由于入窑煤粉细度偏粗(我公司要求煤粉细度为0.080mm方孔筛筛余<12%，而本月的煤粉细度合格率仅为55%，煤粉细度最粗达30%)，煤粉着火点及煤灰沉落点后移，造成窑尾温度高达1200℃，而入窑生料称量仓料位是由操作员手动控制，受称量仓仓重影响，入窑生料量很不稳定，波动范围大约在±20t/h左右，操作员被迫降低窑尾用煤，使C4、C5旋风筒温度不致过高而堵塞，而增加窑头用煤顶烧。当物料较少时，窑内温度过高，物料在刚入窑就出现大量液相;当物料由少增多时，操作员加煤根本无法跟上来料变化，使物料得不到充分的预热和分解，在刚入窑时便粘结成大的生料球，以致物料到窑前也难以烧透，出现f-CaO偏高;操作员继续增加窑头用煤，使窑内温度更高，液相出现更早、量更大，过高的窑温加之过多的液相，熔融物渗入窑砖严重，经检查已渗入窑砖内部达8cm左右，严重破坏砖衬原有的组织结构，使高铝砖砖面脆化。这是造成耐火砖破损的先决条件。
(2)二次莫来石化
因入窑生料成分及入窑生料量不稳定等原因造成窑温过高，物料中的SiO2组分与窑砖中的Al2O3组分生成莫来石，形成重结晶，砖衬体积增大，造成炸裂。
2、机械性损坏
从炸裂的耐火砖表面看，砖体有裂纹、掉边、掉角情况，甚至有许多砖掉半块，这说明耐火砖是受机械应力损坏的;从衬料脱落的部位看，发生在传动大齿圈处及附近区域。我公司回转窑从7月24日开始窑电流出现异常波动情况，电流在300~600A波动(窑况正常时电流在200~300A波动)。经检查发现大齿圈连接螺栓松动，即使最紧固的螺栓，松动量也在2mm左右(大齿圈与传动小齿轮配合间隙要求小于1.5mm)，造成窑体振动，窑主电机转矩波动过大。由于螺母周围铣孔过小，没有专用扳手，只是停窑做了简单处理，便又重新投料生产，此时窑体振动消失，窑主电机转矩正常。在窑运转20小时后螺栓又发生松动，再次停窑处理。从7月24日到7月28日停窑检修，先后停窑紧固了三次。分析结果应是:因大齿圈连接螺栓松动，使传动小齿轮对大齿圈产生了扭力，此巨大扭力对砖衬造成压缩、弯曲、拉伸、剪切等应力的复杂综合作用，使耐火砖内裂纹扩大，导致耐火砖结构破坏。
3、热应力损坏
此次停窑时，由于IBAU生料均化库库存较少，所以决定利用停窑后的余热继续开生料磨，使冷空气迅速进入窑内。砖衬温度骤然降低，砖面层收缩，砖表面层与窑体热砖层之间热应力过大而脱离，造成大面积的砖面在其化学侵蚀后而脆化的界面处断裂，剥落。
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