窑炉内衬设计

回转窑危险废物焚烧炉耐火内衬设计及优化建议技术前沿危险废物（以下简称危废）种类繁多、成分复杂、区域差异化严重，处理不当会带来一系列民生和社会问题。

实践证明，高温焚烧是危废安全处置和减容化的有效途径，其中回转窑焚烧工艺是危废处理中最有效的处置工艺之一，具有处理危废种类多、处理量大等优点。

我国自20世纪90年代，逐步开始使用回转窑焚烧系统处理危废。

近年来，因耐火材料损毁导致的停窑事故多有发生，严重影响了危废焚烧生产线的稳定运转率，对回转窑危废焚烧炉耐火内衬设计优化以及高效运行等提出了迫切需求。

1、我国危险废物无害化处置现状我国的危废处置从1990年开始起步，到1996年初步形成相关管理体系，直至2008年才形成《国家危废名录》， 2013年，两高司法解释，“非法排放、倾倒、处理3吨以上危废将入刑”，被视为我国危废处理行业启动的关键点。

2016年上半年，《土壤污染防治行动计划》、《国家危险废物名录(2016年版)》等危废处理相关专项规划的相继颁布实施，2017年，《“十三五”全国危险废物规范化管理督查考核工作方案》颁布，2018年，生态环境部开展“清废行动2018”计划、工信部开展长江经济带工业绿色发展行动，2019年11月12日，生态环境部办公厅发布《危险废物焚烧污染控制标准（二次征求意见稿）》， 2020年3月10日，国家标准《固体废物玻璃化处理产物技术要求（征求意见稿）》公开征求意见等，均让危废处理行业发展提速，进一步催化危废处理行业发展机遇。

随着工业的发展，生产过程排放的危废日益增多。

2016年， 214个大、中城市工业危废产生量达3344.6万吨，其中，工业危废综合利用量占利用处置总量的45.3%，处置、贮存分别占比43.8%和10.9%，有效地利用和处置是处理工业危废的主要途径。

2018年， 200个大、中城市工业危废产生量达4643.0万吨，预计2020年因为疫情原因，危废将增至近1亿吨。

冶金窑炉概述一、窑炉分类窑炉指的是用耐火材料砌成的用以烧成制品的设备按煅烧物品分为：陶瓷窑（温度高1800℃）、水泥窑（竖窑、回转窑）、玻璃窑按操作方法分为：连续窑（隧道窑）、间歇窑（梭式窑）、半连续窑按热源分类：火焰窑、电热窑按热源面向坯体分为：明焰窑、隔焰窑、半隔焰窑按坯体运输载体分为：窑车窑、辊道窑、推板窑、输送带窑二、窑炉燃料火焰窑：重油、煤气、天然气电窑：电炉丝、硅碳棒、硅钼棒组成：窑室、燃烧设备、通风设备、输送设备三、常见窑炉1、耐火材料用窑炉：隧道窑、倒焰窑、玻璃窑、石灰石窑、干燥窑2、冶金窑炉：焦炉、高炉、冲天炉、转炉、电炉、平炉、热火炉、加热炉、热处理炉、混铁炉、铁水罐、铁水包、钢水包｛炼铁用：高炉、冲天炉；炼钢：转炉、电炉、平炉；供热风：热火炉；轧钢：加热炉、热处理炉；承接铁水钢水设备：混铁炉、铁水罐、铁水包、钢水包｝四、工业窑炉耐材种类五、常见冶金窑炉电炉：电阻炉、感应电炉、电弧炉、等离子炉、电子束炉优点：炉内气氛易于控制；热效率高；易于自动化、卫生条件好；产品质量好感应电炉采用耐火材料：硅质捣打料、镁质捣打料电弧炉采用耐火材料：炉盖：ASC浇注料、高铝浇注料；炉壁：镁碳砖；炉底：镁碳砖、镁质浇注料镁碳砖（60年代美国研制、70年代日本使用）一、配料镁砂烧结镁砂：杂质多，结晶尺寸小（普通是20—40微米；大结晶是100—200微米）电熔镁砂：杂质少，结晶尺寸大（一般是200—400微米；大结晶是700---1000微米）石墨鳞片状石墨325目结合剂焦油沥青、酚醛树脂抗氧化剂铝粉、硅粉、碳化硅小于等于5%二、主要工艺热处理不烧制品150—200℃不少于36h三、特点：抗渗透侵蚀能力；抗渣侵；良好的热震性四、应用：转炉炉衬、出钢口；电炉；炉外精炼；钢包渣线MT5A（1）同一牌号，每批不超过150t（2）进行检测，如气孔、体密（3）合格评定形式树脂结合铝镁碳砖配料：高铝矾土、镁砂、石墨、树脂结合剂、抗氧化剂热处理，250℃主要用于钢包，精炼包，熔池，包底，鱼雷罐铝硅系耐火材料1.粘土砖：粘土熟料+结合粘土（小于等于20%）+纸浆废液+水烧成温度1250—1350（1）普通粘土质耐火材料牌号：N-1、N-2a、N-2b、N-3a、N-3b、N-4、N-5、N-6（3）热风炉用粘土砖：普通粘土砖：RN-42、RN-40、RN-36（4）玻璃窑用大型粘土砖【要求单重不超过50kg】牌号：BN-40a、BN-40b（5）水泥窑用粘土砖【要求这种砖耐碱性】牌号：NJ-30（6）玻璃窑用低气孔率粘土砖牌号：DN-12、DN-15（12、15指的是气孔率小于等于）（7）电阻炉用粘土砖牌号：RNZ-40、RNZ-35、RNZ-30（2）高炉用高铝砖【YB/T 5021-93 适用于炉腹以下的部位】（3）热风炉用高铝砖：YB/T 5016-2000（4）热风炉用普通高铝砖：牌号RL-56 RL-55 RL-48适用于炉顶、炉壁；性能要求：热震稳定性1100℃，水冷6次（5）热风炉用低蠕变高铝砖（又叫格子砖）（6）电炉炉顶高铝砖：DL-80 DL-75性能要求：热震稳定性1100℃，水冷8次（7）盛钢桶用高铝砖：CL-55 CL-65 CL-75 CL-80 PZCL-78（8）回转窑用高铝砖（磷酸盐结合剂）3.刚玉砖：Al2O3＞90%，热震稳定性差，抗侵蚀性好（1）玻璃窑用熔铸刚玉砖镁砖：MgO≥87%配料：镁砂+废砖（≤20%）；结合剂：纸浆废液、卤水镁砂：烧结镁砂（Fe2O3褐色；SiO2白色或黄色；CaO黑色）、电熔镁砂、海水镁砂烧成温度：1500~1600℃（1）普通镁砖镁钙砖/白云石砖原料：镁钙砂【煅烧法：1600℃；电熔法：2750℃，强度高，抗侵蚀性好，抗水化性好】+结合剂；烧成温度：1550~1650℃抗水化性的方法：1）二步煅烧：轻烧1000℃，2h；煅烧1600℃，3h2）添加添加剂：液相法：促进烧结Fe2O3，Al2O3；固溶体法：稀土氧化物3）表面包膜：浸渍：石蜡、沥青、焦油、树脂、有机物无机物：磷酸、Na3PO4、Na2SiO4优点：抗酸性渣强；净化钢水；抗剥落性、热震性好应用：VOD、AOD、LF炉、水泥回转窑镁铬砖原料：电熔镁砂、镁铬砂、铬矿普通镁铬砖：烧成温度1550~1650℃直接镁铬砖：铬精矿+镁砂≥1700℃半再结合镁铬砖：加一定量镁铬砂再结合镁铬砖：全使用镁铬砂优点：抗碱性渣能力强；抗热震性好，体积稳定；荷软高使用用途：精炼、RH管、有色冶金（炼铜）、水泥回转窑、玻璃窑牌号：MGE-20ABC MGE-16ABC MGE-12ABC MGE-8ABC检测热震时，950℃，风冷建材工业窑炉的镁铬砖：DMC-12、DMC-9A、DMC-9B、DMC-6、DMC-4检测热震时，1100℃水冷，不少于4次连铸用铝碳质耐火制品原料：刚玉（电熔刚玉、板状刚玉、棕刚玉、特级矾土），石墨，结合剂（树脂），抗氧化剂（Al，Si，SiC）成型方法：等静压成型（整体式塞棒，长水口，侵入式水口）；摩擦压砖机（滑板）牌号：长水口C、侵入式水口R、塞棒S、复合部位煤炭质制品M、含锆制品Z钢包透气砖&水口座砖浇筑成型，要求Al2O3+Cr2O3+MgO%≥92%透气砖：T-80 T-85（数字表示Al2O3含量）座砖：Z-80 ZB-80 Z-85 ZB-85滑板砖（Al2O3—ZrO2—C）铁水预处理用Al2O3—SiC—C配料：电熔刚玉、烧结刚玉、特级矾土、SiC、石墨、外加剂（蓝晶石、红柱石、尖晶石）、结合剂（沥青、树脂）、抗氧化剂（Al、Si）不定形耐火材料1.耐火泥（也称火泥，接缝料）；用途：砌筑材料、涂抹、投射分类：按材质分类：粘土质、高铝质、硅质、镁质按结合剂分类（1）高铝质耐火泥普通高铝质耐火泥浆：LN-55A LN-65A LN-75ALN-85B GN-85B（2）热风炉用硅质耐火泥RGN-94（3）焦炉用硅质耐火泥JGN-94 JYN-85（4）玻璃窑用硅质耐火泥BGN-96 BGN-94（5）硅质隔热耐火泥GGN-94 GGN-92（6）镁质耐火泥MF-92 MF-78（7）中间包用碱性涂料镁质：MT-1 MT-2镁钙质：MGT-1 MGT-2 MGT-32.浇注料（1）铝尖晶石浇注料：AMS-80 AMS-85 AMS-95 （数字表示Al2O3+MgO）（2）中间包挡渣堰：（3）高炉用出铁钩浇注料（6）钢纤维增强耐火浇注料：为了防止烘烤时，不易爆裂。

钟罩式氮气氛保护烧结窑炉衬的设计与施工工艺发表时间：2020-05-09T13:54:22.930Z 来源：《中国电业》2019年24期作者：叶重慧[导读] 作为热工设备中的一种，钟罩式氮气氛保护烧结窑在运行中必须以节约能耗和成本导向【摘要】：现阶段，我国大部分的电子工业企业主要使用钟罩式氮气氛保护烧结窑烧结高档铁氧体材料，为了紧跟时代的发展，不断创新相关烧结工艺，相关企业有必要对钟罩式氮气氛保护烧结窑炉衬的设计与施工工艺进行深入的研究，保障钟罩式氮气氛保护烧结窑具备完善的功能，以期推动钟罩式氮气氛保护烧结窑的运行效率和稳定发展。

【关键词】：钟罩式；氮气氛；烧结窑；炉衬设计；施工工艺作为热工设备中的一种，钟罩式氮气氛保护烧结窑在运行中必须以节约能耗和成本导向，以追求一定的经济性和实用性为目标，相关企业有必要对其炉衬的设计与施工工艺进行创新，提升钟罩式氮气氛保护烧结窑的性能。

在钟罩式氮气氛保护烧结窑中运用陶瓷纤维炉衬，避开传统模式下平铺法炉衬施工存在的弊端，基于其具有的的特点和优势，提出一种新的施工方法—层铺法。

一、钟罩式氮气氛保护烧结窑性能概述我国大部分电子工业在烧结高档铁氧体材料时，为了深入贯彻节能要求，减少成本投入，广泛使用钟罩式氮气氛保护烧结窑。

顾名思义，氮气氛保护烧结窑就是利用氮气来代替氧气，节约成本，增加效益。

作为一种惰性气体，氮气因为其具有的经济性特点，被广泛使用，在运行钟罩式氮气氛保护烧结窑时，在其内部填充惰性气体氮气，在窑炉气氛密闭的情况下，不仅能够以较小的氮气消耗量获得最佳的热交换效能，还能够减少烧结产品的缺陷，确保产品性能优良。

此外，钟罩式氮气氛保护烧结窑还能够连续式生产，在冷却阶段起到一定的抗氧化作用，当前，钟罩式氮气氛保护烧结窑十分适用于磁性材料的烧结，符合我国市场发展的趋势。

二、钟罩式氮气氛保护烧结窑炉衬的设计（一）陶瓷纤维炉衬具有的优势钟罩式氮气氛保护烧结窑是热工设备中的一种，其所选用的炉衬材料在每段产品烧制的过程中，都存在着一定的热损耗。

期使用温度 ； ② 较低的体 积密度 ； ③较小 的导热 系 数 和高温线变化率 ； ④ 良好 的热稳定性 ； ⑤较高 的 辐 射率 。
耐 火 纤 维 是 继 耐 ｋ砖 、 耐 热混凝土后 ， 被 称 为
工业 氧 化 铝细 粉 中 Ａ ｔ ， Ｏ 含量 ＞９ ８ ％， 矿 物 组成 的 主晶相 为 ４ ０ ％ ～７ ６ ％ 的 一 Ａ １ ２ ０ ３ ； 硅石 砂 的 Ｓ ｉ Ｏ ２
技 纵横 技 术 装 备
眠 小 职寸
表 １ 非晶质纤维主要性能
项目
Ａ１ ２ ０３
低 温纤 维
３ ５～４ ５
普通纤维
≥ ４ ５
高纯纤维
４ ４ ～５ ０
高铝纤维
≥ ５ ５
含铬纤 维
４ ～４ ９
含锆纤维
≥ ５ ５
化 学 成 分
｜ ％
Ｓ ｉ Ｏ２ Ａ１ ０３ ＋Ｓ ｉ Ｏ２
（ ２ ） 普 通硅 酸 铝纤 维
（ ２ ） 多 晶莫来 石 系
是 由硅酸铝纤维与含 Ａ １ ， ０ ７ ２ ％ 的多晶莫来石 纤 维 按 不 同 比例 配 制 而 成 。 晶质 纤 维 主 要 性 能 如
３ Ｃ Ｉ Ｃ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ＆Ｔ Ｅ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ
和含锆 硅 酸铝 纤维 六类 。
在氧 化铝 粉 和硅 石粉合 成 原料 中加 入锆 英砂 。
晶质纤维采用胶体法生产。晶质纤维包括多晶 莫 来石 纤 维 、 多 晶氧化 铝纤 维和 多 晶氧化 锆纤 维 。
２ 耐火 纤维 的原材 料
２ ． １ 非 晶质 纤 维
非晶质纤维的主要性能如表 １ 所示
由于高铝纤维 Ａ １ ０ ， 含量高 ， 并且纤维 中 Ａ １ ０ 与Ｓ ｉ Ｏ ， 含 量 之 比接 近莫 来 石组 成 ， 从 而减 少 了方 石