直接还原铁回转窑耐火材料的选配、设计与施工.pdf

有色金属 冶炼部分 2 0 1 0 年5 期 4 9 直接还原铁回转窑耐火材料的选配、设计与施工 霍慧芳，彭达顺，常耀超，袁朝新，王云 北京矿冶研究总院，北京1 0 0 0 4 4 摘要简述在某直接还原铁项目中回转窑的耐火材料选配、设计和施工中的要点，说明此类窑采用于法 砌筑的可行性。 关键词直接还原铁；回转窑；耐火材料；干砌 中图分类号T F 0 6 5文献标识码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 0 0 5 - - 0 0 4 9 0 2 S e l e c t i o n ，D e s i g na n dC o n s t r u c t i o no fR e f r a c t o r yi nD R I K i l n s H U 0H u i - f a n g ，P E N GD a s h u n ，Y U A NC h a o - x i n ，W A N GY u n B e i j i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n ga n dM e t a l l u r g y ，B e i j i n g1 0 0 0 4 4 ，C h i n a A b s t r a c t M a i np o i n t sared e s c r i b e da b o u ts e l e c t i o n ，d e s i g na n dc o n s t r u c t i o no fr e f r a c t o r yi nd i r e c tr e d u e t i o ni r o n D R I k i l n s ，w h i c hp r o v e dt h ep o s s i b i l i t yo fd r y l a i dc a s t i n gi nt h es a m ek i n do fk i l n s ． K e y w o r d s D R I ；R o t a r yk i l n ；R e f r a c t o r y ；D r y l a i d 直接还原铁 D R I 回转窑是使用固体还原剂 煤炭 进行铁矿石直接还原的主要设备，其内衬与 物料直接接触，承受着持续的磨损震动、冷热交替和 多种化学侵蚀，工况十分恶劣。在直接还原铁厂的 实际运行中，窑内衬的寿命直接关系到停窑检修频 率，进而影响企业经济效益E l i 。这就要求从合理选 择回转窑耐火材料、优化砌筑的设计和采用先进的 施工工艺3 方面入手，以实现延长窑衬的使用寿命。 1 耐火材料的选择 南非M i t t a l 直接还原铁项目规模为2 条回转 窑，年产3 0 万t 还原铁，窑尺寸为①4 ．8m 8 0m 。 根据直接还原铁回转窑的特点，将内衬耐火材料按 如下配置窑体直筒段为高铝砖，窑尾锥段为抗C O 浇注料，窑头锥段为高耐磨浇注料，窑体上大尺寸接 管局部预浇注采用高强度氧化铝浇注料。 所有内衬耐火材料均由国内耐火材料厂家提 供，高铝砖主要理化指标如下A 1 z O 。8 0 ％～8 5 ％、 S i O 。8 ％～9 ．7 ％、表面空隙率 1 9 ％、体积密度2 ．7 “ - - 2 ．9g ／c m 3 、P C E 测温三角锥～ 3 6 、耐压强度8 0 作者简介霍慧芳 1 9 7 8 ～ ．女，宁夏银川人。硕士研究生，工程师 ～1 1 0M P a 。 2回转窑砌筑的设计 目前在国际上应用较多的回转窑砌筑有两种配 置两种楔形砖进行配砌和只用一种楔形砖。本项 目的回转窑直筒段要求分段采用两种配置在没有 接管的管段采用一种楔形砖 B 1 9 1 1 2 3 0 2 3 0 ／ 2 0 7 ．6 1 0 2 ；在设有进风接管、人孑L 、热电偶等接管 的管段采用两种I S O 砖配砌 I S 0 4 2 5 2 5 0 1 0 3 ／9 0 1 9 8 和I S 0 6 2 5 2 5 0 1 0 3 ／9 4 ．5 1 9 8 。上述砖 型是目前在国际上使用最多的两个标准系列，既 V D Z 系列 德国D I N 标准 和I S 0 系列 国际标 准 [ 2 1 。不同管段间设有焊接于窑壳体内的挡砖环， 砖环高度低于砖厚，缝隙处填充浇注料。 窑头、窑尾锥段浇注料厚度为2 5 0m m ，由锚固 件与窑壳体连接。锚固件材料为3 1 0 S ，Y 形，尺寸 见图1 。锚固件横纵间隔均布焊接于锥段壳体内。 3 耐火材料的施工要求 回转窑砌筑采用干砌法，环缝和纵缝中都不使 万方数据 5 0 有色金属 冶炼部分 2 0 1 0 年5 期 图1 锚固件图 F i g ．1 S c h e m eo fa n c h o r s 用泥浆，砖与砖之间要尽量密实。这可以减轻湿砌 法中由于耐火砖和耐火泥的性能差异，长期运转后 由于冷热收缩不均产生较大砖缝、进而发生砖松动 或抽沉甚至脱落的现象。 回转窑耐火砖的排布，采用横向环形砌法，两相 邻转圈砖缝交错 图2 ，应严格按不同厚度分类选 砖。耐火砖按要求，已在出厂时按照不同厚度区间 分别用不同颜色标示在砖上，便于施工时选用。 图2 砌砖错缝砌筑示意图 F i g ．2 S k e t c hm a po fs t a g g e r e dj o i n t so fb r i c k s 合门采用加工合门砖和钢片‘3 3 材质为G B 4 5 ， 厚度2r a m 。合门砖工作面不允许加工，其余切割 需满足要求。需要用几块合门砖时，不能将它们在 轴向或环向上连续并排使用，要用标准的主砖将它 们隔开。用钢板锁缝时，每圈使用钢片数不得超过 3 个，每条缝内只允许使用一块钢片。钢片的一边 需磨尖，其厚度不大于2m m 。如需几块钢片来锁 砖，同样应把它们均匀地分布在整个合门砖区内。 要尽量避免在合门砖边打入钢片。 砌砖采用固定法，上半圈砖用砌砖机进行固定。 砌砖过程中不需转窑。施工速度快、效率高、操作安 全。 4 小结与建议 国内类似工程有天津钢管公司直接还原铁厂的 回转窑 e 9 5m 8 0m ，其内衬采用的是整体浇注， 耐火材料由洛阳耐火材料集团有限责任公司提 供[ 1 “] 。定型砖与浇注料在施工、维护上各有利弊。 本工程厂家原有4 条还原铁回转窑，业主已经逐渐 使用定型砖取代了筒体部分的浇注料。虽然定型砖 的首次砌筑施工时间要长于浇注料，但维护、更换时 更为简单和快捷。 就目前安装、运行情况来看，在直接还原铁回转 窑的干法砌筑是可行的。 参考文献 [ 1 ] 岳立新，李宏伟．直接还原炼铁回转窑整体浇注用耐火 浇注料[ J ] ．耐火材料，2 0 0 5 3 2 3 6 ． [ 2 ] 易敏窑．用耐火材料的选用原则[ J ] ．中国水泥，2 0 0 6 8 7 6 ． [ 3 ] 蒋辉．回转窑砌筑工艺及质量控制[ J ] ．云南冶金， 2 0 0 5 ，3 4 6 4 0 4 3 ． [ 4 ] 陈克功，孙忠，李云．耐火浇注料在直接还原铁回转窑的 应用[ J ] ．山西冶金，1 9 9 8 2 ；2 3 2 4 ． 万方数据