氯化赔烧回转容内衬的优化设计探究范文

［摘要］回转窑氯化焙烧银锰精矿，烟气中氯等组分容易导致耐火砖损坏，使回转窑运转率低。通过采用髙强浇注料在回转窑筒体的内表面上浇注和同缝砌筑结构对回转窑内衬进行优化设计，提髙了回转窑内衬的使用寿命和回转窑的运转率。

［关键词］氯化焙烧；回转窑内衬；髙强浇注料；优化设计

0前言

我国云南省锰矿区锰银资源较为丰富，若充分开发利用这些资源，可以使国家、地方和企业多方受益。但是，这类矿石中银和锰矿物的共生关系密切，很难通过选矿法得到精矿，直接氰化浸出的效果也不明显，银的浸出率只有20％左右。根据张晋霞［1］等试验研究发现，精矿经回转窑氯化焙烧后，银的浸出率可达到88．54％，极大地提高了企业的经济效益。回转窑在使用过程中存在一系列问题，影响回转窑的效率，尤其是回转窑内衬，它不仅是保证回转窑正常生产的基础，更是保障回转窑使用寿命的防弹衣。回转窑内衬的主要作用是保护窑筒体不受高温气体和高温物料的损害。在实际生产中，由于窑内气体温度比物料温度高，回转窑每旋转一圈，窑内衬表面会受到周期性的热冲击，温度变化幅度约150丈，窑内衬10~20mm表层内产生热应力，同时受到旋转产生的径向和轴向机械应力，以及焙烧物料的冲刷磨损，尤其是当窑内形成局部高温时，高温区热表面层状剥离使内衬脱落，造成塌窑，导致计划外停窑检修，是影响回转窑年作业率的关键因素。氯化焙烧工艺过程中产生，在高温高湿环境中产生氯酸，进一步加剧侵蚀粉化回转窑内衬，并缩短回转窑内衬的使用寿命，因此优化氯化焙烧回转窑内衬势在必行。

1氯化焙烧工艺存在的问题

由精矿配料工序送来的混合料通过料斗送入回转窑内氯化焙烧，混合料在回转窑内还原性气氛中的停留时间为30~60min，焙烧温度为780±50丈，其发生的主要反应如下［2］：2C＋02＝2C0（1）Ag－Mn02＋CO＝Ag＋MnO＋C02（2）2Ag＋2NaCl＋S02＋02＝2AgCl＋Na2S04（3）在上述生产过程中产生含AgCl的气体，在高温高湿环境易生成氯酸。传统回转窑采用环砌耐火砖内衬，其主要优点是易砌易拆、抗扭矩性能好，但环缝是直通缝，抗含C1＿气体的能力较弱，易受氯盐腐蚀，造成局部耐火材料损坏导致回转窃：砌体跨塌，被迫停窑，作业率较低。另外，若简单地在内衬内设置由钢材制成的锚固件，钢材与浇注料内衬热胀冷缩系数不一致，容易产生裂缝，氯酸易沿内衬的缝隙渗入到窑衬的内部，加剧回转窑内衬粉化，回转窑内衬长期处于这种工作环境，会导致窑内衬逐渐由厚变薄，甚至完全脱落，窑体局部出现“红窑”现象。而且氯酸在600丈高温下会进一步腐蚀回转窑的筒体，降低回转窑筒体的强度，可能产生筒体断裂事故，造成更大的损失。因此氯化焙烧回转窑内衬不仅是保证回转窑正常生产的基础，更是保障回转窑使用寿命的防弹衣。

2氯化焙烧回转窑耐火材料的选择

2．1耐火材料应具备的特点

氯化焙烧工艺导致窑内衬损坏的主要因素有机械应力、热应力和化学侵蚀，随着窑型、操作、窑衬在窑内不同位置以及火焰、窑料和窑筒体在运转中的变形状态，衬里承受的各种应力也不同［3］。为了减轻对窑内衬和筒体的侵蚀，提高运转率，回转窑内衬的耐火材料应具备如下特点：

（1）耐高温。能够长期在800丈左右的高温环境下运行。

（2）高强度和优良的耐磨性。耐火材料需要具有一定的机械强度，能够承受高温时的膨胀应力及回转窑壳体变形产生的应力。

（3）良好的化学稳定性和热稳定性。能够阻止烟气中化学物质的腐蚀，而且能承受交变热应力。

（4）受热膨胀稳定性好。回转窑壳体的热膨胀系数虽然大于回转窑耐火材料的热膨胀系数，但是壳体温度一般为150~300丈，而耐火材料承受的温度一般在800丈左右，这样可能会导致耐火材料比回转窑壳体的热膨胀要大，故容易脱落。

（5）气孔率低。气孔率高会导致烟气易渗入耐火材料，进而侵蚀耐火材料。

2．2高强浇注料的理化性能

针对某项目氯化焙烧工艺要求，氯化焙烧回转窑采用废酸碱渣料的高强浇注料作为回转窑炉衬的基本材料，高强浇注料有如下特点：（1）主要化学成分为A1203，占比為78％，强度高、耐高温、耐酸性物质侵蚀。（2）根据体积密度和显气孔率的关系，体积密度為2．85g／cm3，则显气孔率＜20％，耐火温度＞1550T；，可避免低熔点物质粘附窑内衬。（3）抗热负荷和热态磨损的高温稳定性好。综上所述，高强浇注料符合做内衬的要求，且其物理性能的好坏直接关系到窑衬的使用寿命。

3氯化焙烧回转内衬的优化设计

采用上述浇注料在回转窑筒体的内表面上浇注厚度不低于250mm。内衬包括多块呈轴向均匀分布固定于筒体内表面的酸性或中性锚固砖，锚固砖两侧的筒体内表面固定有多个均匀分布的金属锚固件，再用耐酸碱高温浇注料，该耐酸碱高强浇注料通过锚固砖和金属锚固件与筒体连接为一体。有利于筒体上的金属锚固件带动耐酸碱高温浇筑体随筒体一起滚动旋转，同时由于锚固砖热膨胀系数与耐酸碱高温浇筑体内衬相近，热匹配性较好，可避免因钢材与浇注料内衬热胀冷缩系数不一致而产生裂缝。另外，回转窑在反复启停或不正常的运行状态下，回转窑内的耐火材料始终保持最佳的膨胀平衡，减少耐酸碱高温浇筑体与筒体之间由于相对运动而受损坏，使整个回转窑耐火材料不变形移位，保证整衬结构的稳定性，提畜回转窑内衬的使用寿命。与常规的耐火砖错缝砌筑规则不同，锚固砖采用同缝砌筑，每圈自成，不与前后圈搭接，以保证在匈转窑起停时因不同步位移剪断耐火砖。通过上述技术措施，保护了筒体免受的腐蚀，大大提高回转窑内衬的使用寿命，有效地解决了回转窑耐火材料脱落的问题。

4结束语

结合氯化焙烧的工艺要求，分析了耐火材料对回转窑寿命的影响，给出了较为适用的耐火材料的理化性能指标。通过对回转窑内衬结构进行优化设计，提髙其耐热性和耐温强度，同时能够抗酸碱和．盐的＝優蚀，有效增加回转窑耐火内衬的使用寿命。

作者:陈艳梅 胡东华 单位:长沙有色冶金设计研究院有限公司