廣西柳州鋼鐵集團(tuán)有限公司(以下簡稱“柳鋼”)1號(hào)麥爾茲窯于2008年6月投入生產(chǎn)，2013年初完成窯爐排空更換煤氣噴槍的檢修，2016年12月至今，1號(hào)窯出現(xiàn)過少量懸掛缸背部耐火磚、澆注料跌落現(xiàn)象。2019年4月，按計(jì)劃要求對1號(hào)窯進(jìn)行排空檢修維護(hù)，更換懸掛缸背部跌落的部分耐火磚。由于窯爐連續(xù)生產(chǎn)期間，只能從成品、窯爐各類參數(shù)方面?zhèn)让媪私恹湢柶澑G的運(yùn)行狀況，無法具體判斷窯爐內(nèi)部磚襯等具體部位燒損情況，因此在確定窯爐檢修之前，必須對窯爐狀況進(jìn)行預(yù)判，對設(shè)備、各類材料做好準(zhǔn)備。檢修之前，對窯殼表面溫度進(jìn)行了測量，從撥火門外部對懸掛缸底部澆注料情況進(jìn)行了大致觀察，發(fā)現(xiàn)各類懸掛缸底部耐材狀況較好。因此，決定在該次檢修中，主要考慮懸掛缸外部耐火磚的更換、煤氣噴槍更換、卸料平臺(tái)料斗補(bǔ)焊檢查以及腐蝕的煤氣管道更換。 在窯爐排空之后，檢查發(fā)現(xiàn)，懸掛缸背部澆注料坍塌斷裂，均卡在環(huán)形通道部位，窯爐內(nèi)壁懸掛結(jié)塊較多(圖2)，且卸料平臺(tái)料斗與窯殼外部焊接部位出現(xiàn)開裂等問題。本文重點(diǎn)對這些問題進(jìn)行了分析探討。 圖1坍塌的懸掛缸側(cè)墻澆注料 

圖2麥爾茲窯窯壁結(jié)塊 

1、麥爾茲窯窯壁結(jié)塊 

1號(hào)麥爾茲窯排空后，窯壁部分位置存在較厚的白色結(jié)塊，該類結(jié)塊較硬，難以清理。其中，較厚的料層厚度約400 mm。麥爾茲窯窯筒煅燒帶部位的有效內(nèi)徑為4.3 m，實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，該料層將直接導(dǎo)致窯筒內(nèi)徑變小(橫截面最小，有效內(nèi)徑降低至3.5 m)，影響物料順利下移，必須組織人員使用風(fēng)鎬進(jìn)行清理。 在生產(chǎn)中，石灰石原料內(nèi)夾雜部分的Fe2O3和Al2O3進(jìn)入窯內(nèi)煅燒。在煅燒時(shí)，石灰石中的主要成分CaCO3發(fā)生分解，產(chǎn)生CaO。CaO與雜質(zhì)中的Fe2O3發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生CaO·Fe2O3、2CaO·Fe2O3，CaO與Al2O3發(fā)生反應(yīng)，生產(chǎn)CaO·Al2O3、3CaO·Al2O3。由于這些化合物，在1250~1 300℃高溫時(shí)熔解，并大量熔解游離的CaO。在產(chǎn)生熔體的情況下，當(dāng)該熔體與溫度較低的氣體相接觸，即可發(fā)生凝結(jié)，在窯壁上形成該類結(jié)塊。 日常生產(chǎn)時(shí)，石灰石在810~850℃開始分解，控制麥爾茲窯中間通道熱電偶在850℃水平，就可以得到較好的石灰產(chǎn)品質(zhì)量。在窯爐換向，系統(tǒng)釋放窯壓時(shí)，伴隨著會(huì)有部分氣體夾帶粉塵通過噴槍管，返入煤氣環(huán)管內(nèi)。而在煅燒時(shí)，轉(zhuǎn)爐煤氣通過煤氣噴槍進(jìn)入窯內(nèi)，由于煤氣中夾雜水蒸汽，附著在煤氣管壁上，與換向期間返入的粉塵發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生結(jié)塊，附著在煤氣噴槍管壁上，造成煤氣管路堵塞。在煤氣壓力曲線趨勢圖上，可以明顯觀察到煤氣管道壓力非常高。該類現(xiàn)象導(dǎo)致噴槍煤氣分配不一致，煅燒不均勻，部分部位煅燒溫度局部偏高，產(chǎn)品出現(xiàn)偏生。而在操作上，為了減少產(chǎn)品受到用戶異議的時(shí)間，則會(huì)提高煤氣輸入量，造成局部煤氣分配更多，煅燒溫度更高，加劇窯壁結(jié)塊化合反應(yīng)，形成結(jié)塊。 雖然，在日常的檢修中，對煤氣吹掃程序、排水器等設(shè)施實(shí)施了改進(jìn)，一定程度上避免了煤氣環(huán)管堵塞，但要減少該類現(xiàn)象的出現(xiàn)(圖3)，還必須定期對煤氣槍管進(jìn)行疏通，確保煤氣通暢，均勻分配，以減少窯壁結(jié)塊產(chǎn)生。 

2、懸掛缸背部耐火磚燒損 

麥爾茲窯懸掛缸位于窯本體的火焰“煅燒帶”區(qū)域，是窯爐的關(guān)鍵核心設(shè)備。相比牛腿式麥爾茲窯，懸掛缸為麥爾茲窯提供了足夠大的“環(huán)形通道”，有利于窯爐內(nèi)部氣體的流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)麥爾茲窯“并流蓄熱”，同時(shí)也無須定期清理環(huán)形通道粉塵。施工時(shí)，需對單個(gè)懸掛缸鋼結(jié)構(gòu)底部錨固件進(jìn)行焊接，使用剛玉質(zhì)澆注料分成15塊進(jìn)行澆筑。待剛玉質(zhì)澆注料足夠硬化后，再分別對懸掛缸缸體內(nèi)側(cè)砌筑隔熱板、保溫磚、鎂磚，對懸掛缸外側(cè)砌筑隔熱板、保溫磚、高鋁磚。為使懸掛缸背部砌筑成整個(gè)完整的圓環(huán)，每個(gè)窯筒懸掛缸外側(cè)間隔90°方向均勻保留有四面弧長約788 mm的澆筑料層。然后使用國外進(jìn)口錨固件焊接在懸掛缸外側(cè)面，剛玉澆注料進(jìn)行澆筑。當(dāng)澆注料足夠硬化后，拆模，再搭建砌筑環(huán)形通道頂部耐火磚(結(jié)構(gòu)施工如圖4)。懸掛缸背部耐火磚位于窯中間通道附近，受燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔鉀_刷影響較大，工作環(huán)境惡劣，相比其他地方，更容易在使用過程中燒損。 

1號(hào)麥爾茲窯從2008年6月投入至今已經(jīng)近11年，背部使用澆注料材質(zhì)為剛玉質(zhì)澆注料。此次檢修進(jìn)入窯內(nèi)觀察，共發(fā)現(xiàn)1號(hào)膛有1處側(cè)墻澆注料，2號(hào)膛有2處出現(xiàn)整體坍塌斷裂(如圖1)，側(cè)墻耐火磚整體的狀況較好。但外觀觀察發(fā)現(xiàn)，1、2號(hào)膛懸掛缸背部近60%的耐火磚部分發(fā)生“脹鼓”，且部分側(cè)墻澆注料錨固件已經(jīng)斷裂。出于安全考慮，必須對懸掛缸外墻耐火材料全部進(jìn)行更換。

    相比莫來石澆注料，剛玉質(zhì)澆注料導(dǎo)熱系數(shù)較大，導(dǎo)致懸掛缸澆注料導(dǎo)熱性增加，錨固件使用壽命縮短。澆注料受熱應(yīng)力影響，破損斷裂后，高溫?zé)煔鈯A帶粉塵從懸掛缸外側(cè)保溫隔熱板進(jìn)入耐火材料之間縫隙。由于大量粉塵進(jìn)入，擠壓耐火磚向外突出，出現(xiàn)部分耐火磚跌落。 在檢修作業(yè)過程中，為避免環(huán)形通道頂部耐火磚跌落，產(chǎn)生更大事故。先使用鋼絲繩從撥火門上部吊裝模板、鋼管等部件，對環(huán)形通道頂部耐火磚進(jìn)行固定，再使用風(fēng)鎬、鋼釬等對側(cè)墻耐火磚、澆注料進(jìn)行拆除。拆除后，需使用壓縮空氣對懸掛缸整體進(jìn)行檢漏，確認(rèn)缸體外圍鋼結(jié)構(gòu)無泄漏，然后再從懸掛缸底部澆注料往上開始砌筑耐火材料。為進(jìn)一步延長該部分耐火磚使用壽命，在施工時(shí)，采用直徑10 mm的國產(chǎn)耐熱不銹鋼錨固件替代原國外錨固件、全莫來石質(zhì)鋼纖維耐火材料替代原剛玉質(zhì)澆注料。 3、卸料平臺(tái)上部料斗漏風(fēng) 

在恢復(fù)開窯的試壓過程中，發(fā)現(xiàn)窯卸料平臺(tái)外部爐殼出現(xiàn)漏風(fēng)。窯內(nèi)檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)少量焊縫，對焊縫進(jìn)行焊接處理后，漏風(fēng)現(xiàn)象還是存在。為徹底找到漏風(fēng)點(diǎn)，對卸料平臺(tái)鋼板上部灰漿層、耐火磚分段進(jìn)行拆除查找(圖7)，在卸料平臺(tái)每個(gè)十字梁結(jié)構(gòu)上方，發(fā)現(xiàn)爐殼外圈與卸料平臺(tái)上部鋼結(jié)構(gòu)焊接部位開裂(如圖8)，料斗頂部部分灌漿口均發(fā)現(xiàn)焊縫開裂(圖9)。在處理該項(xiàng)漏風(fēng)點(diǎn)時(shí)，需注意做好相應(yīng)耐火磚坍塌防護(hù)，分段拆除部分耐火磚、噴涂料。對開裂部位實(shí)施焊接，并使用灌漿料封堵。 2009年，對1號(hào)窯卸料平臺(tái)實(shí)施筋板改造‘糾后，至今未發(fā)現(xiàn)卸料平臺(tái)料斗泄漏。而在停窯排空測漏時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)泄漏。主要原因還是窯爐冷卻后，部分鋼結(jié)構(gòu)焊縫受外界環(huán)境溫度急劇變化影響，應(yīng)力發(fā)生變化，導(dǎo)致焊縫被拉裂。因此，在排空冷窯操作上，必須逐步緩慢降低窯溫，盡量避免在潮濕雨季大修窯爐。在窯冷卻狀況下，磚縫比較大，大量的風(fēng)通過磚縫和焊縫造成漏風(fēng)。該類漏風(fēng)現(xiàn)象不常見，也比較隱蔽，必須在恢復(fù)開窯之前仔細(xì)查找，才能徹底予以解決。 ，保證了煤氣系統(tǒng)的暢通可靠，為生產(chǎn)順行創(chuàng)造了條件。 

4、結(jié)語 

1號(hào)麥爾茲窯經(jīng)過近6a的生產(chǎn)運(yùn)行，由于原料經(jīng)過水洗篩分，實(shí)現(xiàn)了精料入爐。因此，麥爾茲窯環(huán)形通道、中間通道相比5號(hào)窯大修時(shí)狀況要好，未發(fā)現(xiàn)環(huán)形通道產(chǎn)生結(jié)瘤堵塞情況，煅燒帶耐火磚的整體狀況良好，使用壽命也在國內(nèi)同行業(yè)麥爾茲窯的前列，但在耐火磚表面出現(xiàn)部分輕微火焰“凹痕”。這也充分說明，在線更換噴槍時(shí)，需要高度重視噴槍與窯壁的距離，避免噴槍火焰燒損耐火磚。此外，檢修發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過煤氣環(huán)管的定期清理，確保煤氣系統(tǒng)順暢，麥爾茲窯煤氣噴槍壽命可超過預(yù)期，使用了近6 a，煤氣噴槍只有2根頭部出現(xiàn)了燒損。而懸掛缸底部澆注料已經(jīng)使用12 a，狀況依然良好。以上的理論分析及處理，有利于積累經(jīng)驗(yàn)，將更好地指導(dǎo)今后麥爾茲窯排空檢修。