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预分解回转窑筒体腐蚀的原因及处理

    筒体腐蚀是水泥厂更换筒体的主要原因。许多预分解窑都存在筒体腐蚀问题,一般是在设备大修、停窑检修、更换窑衬耐火砖时发现的,从筒体内壁上取下来的片状腐蚀物具有多层结构:紧靠筒体一面呈红褐色和黑色,靠近窑衬一面因粘有熟料呈现灰色,中间各层交织着红褐色、黑色、黄铜色,各层均有亮晶质点零星散落或成片分布在上面。

    回转窑筒体腐蚀,一般呈片状剥落,锈片疏松易脆,经超声波测厚仪测定可发现,筒体有不同程度的减薄,有的还会在筒体内侧表面出现环向不均匀沟槽,如窑前段大齿轮处就经常发现筒体内侧有沟槽。筒体腐蚀较严重的区域是回转窑的过渡带大牙轮附近筒体,年腐蚀速度高达1-2mm

1.原因分析

分析腐蚀片状物发现,锈层的主要成分是铁的氧化物及少量的氯化物和硫化物。所以,窑筒体内壁的腐蚀物质是氧、硫和氯化物。

(1)高温氧化使筒体内壁腐蚀

回转窑筒体一般由普通钢制成,而普通钢并不耐高温氧化,在200-300℃时,就产生了可见的具有“保护性”的氧化物薄膜。但这种氧化膜结构疏松,难以阻止金属筒体进一步被氧化,尤其是温度较高时,如A3钢在400℃下年氧化率为0.58mm,在600℃时就高达5.84mm。而回转窑过渡带筒体温度通常都为300-400℃,甚至更高温,因此,筒体内表面氧化腐蚀在所难免。

(2)高温硫化使筒体内壁腐蚀

据介绍,高温硫化腐蚀与高温氧化腐蚀不同,这种腐蚀可以在金属表皮下面进行,皮下腐蚀产物中含有未被氧化的金属。热腐蚀温度应为600-950℃,但在含C1—和S2—等离子强腐蚀介质中,在400℃左右就可能发生高温硫化,致使内壁被腐蚀。

(3)高温氯化使筒体内壁腐蚀

据介绍,在高温环境下,氯和氯化物对钢铁的腐蚀作用特别强烈,在氯化条件下,会形成沸点较低(324)的易挥发的FeCl3,从而加剧回转窑筒体的腐蚀。

应该指出的是,在回转窑煅烧水泥熟料过程中,窑内气氛是非常复杂的,各种造成筒体腐蚀的因素几乎同时存在,共同作用,使得回转窑筒体“不堪重负”而被腐蚀。

回转窑02

2.处理方法

预分解窑筒体腐蚀是一个较为复杂的技术难题,要从工艺条件、设备操作、耐火材料性能及筒体材料选择等多方面进行综合治理:

1)改进配料方案,降低原、燃料中有害组分的含量或调整好硫碱匹配,减少有害组分在窑内的富集,进而减少能够到达筒体内表面的有害组分特别是氯盐含量,减轻同体腐蚀。

2)对于腐蚀严重的筒体,要进行更换; 对于腐蚀较为轻微的筒体,可在筒体内壁腐蚀部位进行防蚀处理。

3)为延长回转窑筒体使用寿命,可在容易腐蚀的部位进行防蚀处理,具体方法是:

①对筒体内表面进行处理,清除锈迹、污迹,使之整洁干净,露出金属光泽。

②在筒体内表面(已进行过处理)喷涂无机材料或刷涂水泥桨。可选用上海材料研究所研制的Y-3型重防蚀涂料等等。

4)合理选择耐火材料,改进窑材质量和砌筑方法。在选取耐火材料时,既要考虑耐久性,又要考虑隔热性,还要考虑全窑系统耐火砖的匹配问题,以增加窑衬的屏蔽作用。在腐蚀严重的敏感部位,宜采用湿砌的方法来砌筑窑衬耐火材料。据介绍,湿砌窑衬后筒体腐蚀大为减轻。

5)提高窑系统主辅机运行可靠性,力避停窑,减少因停窑而造成的RC1吸潮腐蚀筒体。

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