耐火材料篇

小薇：含Cr耐材会由于环保问题而受限制么？什么原因？有什么替代解决办法？

周：铬是重金属，六价铬会对环境产生二次危害。中央供给侧改革淘汰落后产能名录中已明确标注有铬刚玉砖，所以在不久的将来一定会不允许生产。铬刚玉砖中的铬元素在刚玉砖工艺上有促进烧结、适当降低烧结温度、有一定的抗侵蚀性。现在由于耐火材料工艺的发展，在危废焚烧装置中，锆刚玉砖、刚玉莫来石砖从强度上、抗侵蚀性和热震稳定性都完全可以取代铬刚玉砖的效果。

慕：应该会！主要是六价铬的问题！再者含铬废砖也是危废！

王: 准确来说因该是材料晶界生成生态学上有害的CrO3、Cr6+（六价铬）对人体和环境有害，六价铬为吞入性毒物/吸入性极毒物，皮肤接触可能导致过敏；更可能造成遗传性基因缺陷，吸入可能致癌，对环境有持久危险性；所以耐材无铬化是大趋势；目前已在水泥行业全面实行，在烧成带用镁铁和镁钙砖都能替代原先的镁铬砖，但仍有许多行业目前没有可行替代方案，如不锈钢冶炼，有色冶金等。

小薇：一层复合砖相比于原来两层设计有哪些优势和劣势？

周：单层砖优势：①整体性好，不容易掉砖。

单层砖劣势：①由于工作层和保温层前后不同材质，无法统一烧结，反而使工作层烧结不完全，影响工作层使用寿命。②保温性能差 。

双层砖优势：①耐腐蚀工作层烧结良好，抗腐蚀性好。②维修时轻质层不需更换。③保温性能好。

双层砖劣势：① 施工麻烦，如果没有熟练经验砌筑相对容易掉砖。

慕：一层复合砖结构稳定性好一些！但导热率会比多层复合砖大些。

王: 优势有a. 结构更稳固；b. 砌筑更方便快捷；

劣势：a、复合砖的前后端密度差不能太大，有断砖风险，导致使用局限性；b、运行成本更高，双层砖的背衬可重复使用

小薇：定型砖施工中花砌和平砌的优势和劣势？

周：由于危废回转窑一般较短，且造耐火砖以抗压强度大的耐酸性耐材为主比如高铝砖一般强度≥100MPa，刚玉砖一般强度在≥150MPa，而花砌是主要目的在保护砖角。由于砖强度高，花砌与平砌在危废窑中不含有明显的优劣势区分，都可以采用。

慕：花砌结构稳定性好，大施工麻烦一些，平砌结构稳定性差一些，但施工相对较方便！砌筑方法以下图为佳：

下图这种砌筑方法维修不方便：

王：花式砌筑就是直接用砖石砌体材料，通过平面立面的方向、凹凸等变化砌出花式形状。花式砌筑的做法是在墙体漏空部位用砌体等砌成各种花样，或是将整个墙面做成漏空的花样，还有的干脆先烧好花式预制件，然后砌筑。花式砌筑做法繁杂，劳动强度大，对砌筑工匠要求高，部分结构强度差（漏空），主要用来满足炉窑特殊的工艺要求。

平砌是砌体工程施工中，将大面平行于水平面的砌筑方法；结构简单、实用，砌筑快速；

组砌原则:砖缝横平竖直、错缝搭接、避免通缝、砂浆饱满、厚薄均匀。

小薇：危险废弃物中哪些元素对耐材寿命影响较大？

周：钾、 钠、 氟、 氯、 溴 、硫。

慕：碱金属、卤素、硫、水分。

王: 常见的主危害害元素包括Na, K, F, Cl, Br,S, P, CO。Na\K等碱金属与耐材中的Al2O3 / SiO2形成碱爆，导致耐材剥落损毁；F、Cl、Br等卤素可以与碱金属及H形成碱盐及HCl,碱侵耐材；HCl可以与浇注料中的水泥反应，并侵蚀锚固件及其他铁结构；卤素在高温下可以加速碱侵反应；F可以与Al2O3 / SiO2系耐材中的SiO2反应，侵蚀尤为厉害。CO侵蚀发生在耐材中有含铁的环境，2CO + (Fe, FexOy)---- CO2 + C，损害耐材本体。

小薇：危废焚烧系统中耐火材料的损毁形式有哪些？

周：1、爆头，2、开裂，3、剥落，4、侵蚀。

慕：主要是化学腐蚀、热震和机械冲刷。

王： 磨损，渣侵蚀，层状剥落，开裂、鼓包和脱落；结焦造成堵塞，机械清渣，将耐材带掉；

小薇：如何将渣侵蚀降到最低？

周：一般地说，采用优质的杂质含量较少的，和针对性抗腐蚀性好的耐火原料，来遵循严格科学的生产工艺，制成致密气孔率低的耐火材料产品，能有效降低渣侵蚀。

慕：选择合理的砖成分、优化颗粒级配、降低气孔率。

王: 不同的物料对耐火材料的侵蚀机理各不相同，同一种材料的成功不一定能够复制，所以对于不同的客户/业主需要选择与焚烧物料/渣相匹配的耐材，最直观的方法是通过抗渣实验对比，选择合适的材料；以及通过配伍稳定焚烧炉况控制侵蚀物大的影响。

小薇：哪些组分有利于提高耐火材料性能？

周：白刚玉、莫来石、氧化锆、碳化硅、铬等能提高耐火材料性能。

慕：不能一概而论，要看具体的使用环境。

王:碳、石墨、碳化硅、氧化锆、氧化铬等；

碳、石墨的加入均可以使碳复合耐材具有优良的韧性和抗热震及抗腐蚀性能；碳化硅耐火材料具有强度高，导热系数大、抗震性好、抗氧化、耐磨损、抗侵蚀等优良的高温性能，是一种优质耐火材料；氧化锆导热低、化学性质稳定、抗碱性矿渣浸润，抗热震性能优异；氧化铬具有最优异的抗侵蚀性能，但是其六价铬对生态及人体健康的破坏，在促使业界无铬化。

小薇：为什么不用氧化镁质耐材？

周：①镁质材料为碱性材料，危废炉中除碱性材料外有酸、有盐，元素复杂，所以不适宜使用。②镁质材料遇水容易粉化。

慕：高水分、高硫条件下不宜使用纯碱性耐火材料。

王: 镁质耐材存在易水化问题；镁质耐材不适应酸性炉渣；镁质耐材的热震性能极差，极大的限制了镁质耐材的使用。

小薇：二燃室烟道容易结焦堵塞，应如何改善？

周：从耐材选材来看：1、可以选碳化硅质耐材。2、还可以选用莫来石质耐材。

慕：结交主要是飞灰熔粘引起，适当增大气流速度、合理配伍焚烧物、选择适合的耐火材料。

王: 针对结焦成分选用抗结焦耐材，降低气孔率，减少浸润;优化烟道设计（增大截面，减少弯道）;

小薇：急冷塔耐材应如何选择？

周：急冷塔选用低铝高硅、致密的耐酸性好的原料制成的 耐酸浇注料。

慕：致密高抗酸碱、水侵蚀材料。

王: 急冷塔为酸性气氛，温度梯度大，热震频繁；应选用耐热震耐酸浇注料。