蓄热式加热炉采用高铝低蠕变蓄热球,其直径为18mm,[Al2O3]≥65%。在使用过程中发现,均热段煤气蓄热室的蓄热球仅3个月左右即已板结严重。打开蓄热室,蓄热球像葡萄珠一样粘结成一体;均热段空气蓄热室蓄热球板结周期约为5个月左右;加热段的板结周期较均热段长1～2个月,而预热段蓄热球使用1年不板结。在板结严重时,燃料供应量明显减少,炉压偏高,排烟温度降低,加热炉加热能力下降,此时加热炉的加热能力就不能满足生产需要,需要对蓄热球进行更换。由于蓄热式加热炉蓄热球的使用量很大,蓄热球的更换既费时又费力,因此,分析蓄热球板结的原因,采取有针对性的措施很有必要。
从表面上看,蓄热球的板结周期与加热炉的温度直接相关(加热炉一般预热段温度低于1000℃,加热段温度为1050～1200℃。
均热段温度为1200～1300℃),随着使用温度的升高,板结周期越来越短。另外,蓄热球在还原性气氛中的板结速度比在氧化性气氛中要快。而且在使用中还发现,蓄热球在多次清理、重复使
用时,蓄热球的板结速度明显加快;此时蓄热球的表面呈黑红色,打碎蓄热球,表层已被氧化铁皮侵蚀,呈现深颜色,球体中心颜色变化不大。针对上述现象,查找有关资料表明[1]:铁有3种形态,其熔点分别是:Fe2O3(1560℃)、FeO(1420℃)、Fe(1535℃),在还原气氛中,铁转变成FeO,其熔点最低,因此在还原性气氛中,FeO和SiO2能生成低共熔的化合物。根据Al2O3-SiO2-氧化铁系统固面投影图,在还原性气氛中,含莫来石和方英石的硅酸铝材料,只要吸收少量的FeO,就会在低于1210℃的温度下形成液相;而含有莫来石和刚玉的高铝材料,却要到1380℃并吸收大量FeO之后,才会形成液相。在氧化性气氛中,形成液相的温度比在
还原气氛中高100℃以上。
此理论与蓄热球板结现象相符。而1210℃是加热炉排烟很容易达到的温度,1380℃是强制加热时接近或达到的温度,因此蓄热球的软化板结现象很难避免。
为此,采取了以下措施:
(1)合理安排蓄热室的检修时间,分批次更换蓄热球,将蓄热室检修和设备检修同时进行并
缩短每次检修时间。
(2)选用蓄热球时,提高蓄热球的性能,特别是抗氧化铁皮的侵蚀能力。
(3)控制加热炉炉温,提高预热段温度,在满足生产的条件下尽可能降低均热段温度,以延
长蓄热球的板结周期。
(4)做到均衡生产,不追急火,不烧高温。
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