Thông tin chuyên ngành Xi măng Việt Nam

Chuyên đề xi măng

Nghiên cứu ăn mòn vỏ lò quay xi măng

06/11/2010 2:05:31 PM

Qua nghiên cứu ăn mòn vỏ và phân tích lớp gỉ sắt tại zôn chuyển tiếp của 12 hệ thống lò quay nung clinke ximăng có tháp trao đổi nhiệt, có / không có canxinơ và ống dẫn khí ba có thể rút ra một đặc điểm chung của gỉ là có cấu trúc lớp, trong đó các lớp cao oxy - thấp lưu huỳnh dần dần thay thế các lớp cao lưu huỳnh - thấp oxy. Ngoài ra còn có clorua phân bố khá đều với hàm lượng khác nhau. Các lớp thấp oxy ít thấy hơn tại những vị trí nhiều kiềm.

Sản phẩm ăn mòn có tính axit, nước rửa vỏ lò bằng phương pháp cơ học (500ml nước/10cm2 vỏ lò) có pH = 3,5, ngoài ra còn chứa sắt và clorua. Pha tinh thể chiếm ưu thế trong sản phẩm ăn mòn bao gồm hêmatit, magnêtit, pirit, và pyrotit. Từ những quan sát thực tế có thể kết luận đây là sự kết hợp giữa ăn mòn do đọng tro và ăn mòn nóng giống như quan sát thấy trên mặt tường nồi hơi tiếp xúc với lửa. Tính toán nhiệt động học đã được áp dụng để giải thích vì sao các lò có canxinơ và ống khí ba lại dễ bị tấn công bởi loại ăn mòn này. Nguyên nhân chính được kết luận sơ bộ là do sự lưu hơi clorua ở cửa nạp liệu, tại nhiệt độ phân huỷ clorua kiềm nó phân huỷ và giải phóng khí hydro clorua. Một trong những phương pháp được đề xuất để chống lại hiện tượng này là tăng xả khí clorua bằng cách dùng hệ thống by-pass (trích xả) hoặc giảm đáng kể nhiệt độ zôn nung

1. Giới thiệu

Ăn mòn vỏ lò quay ximăng được chia thành hai loại: ăn mòn trong quá trình dừng lò do ngưng tụ hoặc hấp thụ nước và ăn mòn (nhiệt độ cao) trong quá trình lò làm việc. Loại thứ nhất ít xảy ra vì các biện pháp ngăn chặn thường rẻ tiền và phổ biến. Loại thứ hai ngày càng trở nên thường xuyên, cơ chế phức tạp và chỉ có khả năng định tính, bên cạnh đó chi phí cho các biện pháp ngăn ngừa thường cao. Trong bài viết này chỉ đề cập đến loại ăn mòn thứ hai.

Qua nghiên cứu 12 lò ở 4 nhà máy khá gần nhau đã cho thấy có sự liên hệ giữa ăn mòn vỏ lò với quá trình sản xuất ximăng. Trong đó, chỉ 8 lò có canxinơ bị ăn mòn bất kể thời gian làm việc hay loại nguyên liệu, nhiên liệu, vật liệu chịu lửa được sử dụng. Ở 4 lò có tháp trao đổi nhiệt (không có canxinơ) không thấy xuất hiện dấu hiệu ăn mòn mặc dù chúng có tuổi thọ làm việc cao hơn và sử dụng cùng loại nguyên liệu.

Đối với lò có canxinơ, sự ăn mòn chỉ giới hạn trong 1 vùng khá ngắn từ đầu lớp côla kéo dài khoảng 10 đến 20 mét về phía cửa nạp liệu. Một số kết luận tại thời điểm đó sau này đã bị thay đổi nhưng những gì quan sát được vẫn còn giá trị. Điều này làm tăng số lượng các câu hỏi mà bài viết đang tìm cách trả lời bằng việc kết hợp kết quả thực nghiệm trên các lò cụ thể, kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và những mô hình nhiệt động học đã được áp dụng để giải thích sự ăn mòn do đọng tro trong nồi hơi.

Những câu hỏi được đặt ra là:

- Vì sao lò có canxinơ dễ bị ăn mòn?

- Đâu là nguyên nhân chính khiến cho sự ăn mòn bị giới hạn (Vì sao không xuất hiện dấu hiệu ăn mòn ở đầu bên kia của lớp côla)?

- Có thể theo dõi quá trình ăn mòn và đo tốc độ ăn mòn không? Đo đạc như thế nào?

- Có thể sử dụng những lựa chọn sẵn có nào để làm giảm tốc độ ăn mòn?

2. Mô tả vĩ mô sự ăn mòn


Tốc độ ăn mòn được theo dõi bằng cách đo đạc thường kỳ độ dày của những điểm đánh dấu trên vỏ lò. Hình 1 minh hoạ kiểu ăn mòn thông thường trong lò có canxinơ và ống khí ba, năng suất 4600 tấn/ngày. Các số liệu được thu thập bằng cách dùng máy siêu âm xác định lại độ dày mới cho từng vùng của ống lò. Kết quả được tính bằng tốc độ giảm chiều dày trung bình trong thời gian 2 năm. Độ dày ban đầu của vỏ lò không được sử dụng trong tính toán. Tốc độ ăn mòn lớn nhất bắt đầu từ đầu lớp côla kéo dài về phía cửa nạp liệu trên một chiều dài bằng 5 lần đường kính lò. Tốc độ ăn mòn giảm dần về phía của nạp liệu. Hầu như không có bất kỳ sự ăn mòn nào về phía vòi đốt của lớp côla


                                                      

Hình 1. Tốc độ ăn mòn

trong lò có canxinơ và ống khí ba,

năng suất 4600 tấn/ngày


 3. Hình thái và thành phần của gỉ sắt

Các sản phẩm ăn mòn đều giòn, xốp và gần giống cốc. Gỉ ở chỗ tiếp xúc với gạch chịu lửa có màu nâu nhạt còn ở chỗ tiếp xúc với vỏ thép có màu nâu bóng hoặc đen óng (hình 2). Dưới đây chúng lần lượt được gọi là gỉ phía gạch và gỉ phía vỏ lò.

Phân tích tiết diện ngang của gỉ bằng phương pháp SEMIEDX cho thấy gỉ có cấu trúc xốp và đa lớp - gồm nhiều lớp kế tiếp nhau với thành phần chính là oxyt sắt và sunphua sắt. Từ đó có thể phân biệt được ba loại gỉ:

- Gỉ không chứa clo và kiềm (3 trường hợp)

- Gỉ chứa clo không chứa kiềm (5 trường hợp)

- Gỉ chứa cả clo và kiềm (3 trường hợp)



 3.1. Gỉ không chứa clo và kiềm.

Tính xốp của gỉ đa lớp điển hình được quan sát dưới kính hiển vi (LOM) - hình 3. Biểu đồ EDX của O, S, K và Cl được trình bày trên hình 4. Qua đó ta thấy rằng các lớp cao sunphua thì thấp oxy và ngược lại, chứng tỏ gỉ được tạo ra do sự thay thế các lớp oxyt sắt và sunphua sắt. Các tín hiệu của clo (Cl) và kali (K) nằm rải rác lẫn trong pha nền nên hàm lượng hai nguyên tố này thực tế không đáng kể. Biểu đồ EDX của gỉ phía gạch và gỉ phía vỏ thép có chung tính chất, chứng tỏ gỉ đồng nhất về mặt vĩ mô mặc dù hình ảnh ở đỉnh và đáy khác nhau. Các khoáng được tìm thấy nhờ phân tích X-ray bao gồm Fe2O3 (hêmatit), Fe2O3 (magnêtit), FeS2 (pyrit) và Fe1-xS (pyrotit). Hàm lượng khoáng ở các mẫu khác nhau không giống nhau.


3.2. Gỉ chứa clo, không chứa kiềm.

Gỉ loại này có cùng hình thái như những mẫu đã phân tích ở trên. Giống như trên, khi phân tích định lượng bằng phương pháp FDX, các cực đại của lưu huỳnh trùng với các cực tiểu của oxy, chứng tỏ các lớp cao lưu huỳnh đã thay thế các lớp cao oxy.
Điều này được minh hoạ trên ảnh quét (line scan) - hình 5. Trong những trường hợp này đều có mặt clo mà không có kiềm. Phân tích định lượng cũng xác nhận thêm cho hình ảnh này.

Phân tích EDX được thực hiện trên 4 mẫu được lấy xung quanh một vị trí: một mẫu bột gỉ nghiền mịn, một mẫu gỉ phía gạch, một mẫu gỉ phía vỏ thép, và một mẫu ở đáy của gạch chịu lửa . Kết quả được trình bày trên bảng 1. Có thể thấy rằng hàm lượng lưu huỳnh (S), clo (Cl) và kali (K) ở hai mặt gỉ rất giống nhau: S = 3,5%, Cl = 6% và K = 0,5%. Bột ăn mòn có hàm lượng S cao hơn (cỡ 15%) còn Cl thấp hơn (chỉ khoảng 2,5%). Đáy của gạch có thành phần gần giống sản phẩm ăn mòn. Phổ X-ray của bốn sản phẩm đều có oxyt sắt và sunphua sắt với hàm lượng khác nhau.

3.3. Gỉ chứa cả clo và kiềm

Giống như các trường hợp trên, loại gỉ này cũng xốp và đa lớp. Bảng 2 là kết quả phân tích ba mẫu: bột ăn mòn, gỉ phía vỏ lò vàgỉ phía gạch. Một lần nữa, bột ăn mòn lại chứa nhiều lưu huỳnh hơn hai loại gỉ ăn mòn tương ứng. Tuy nhiên gỉ lại chứa rất nhiều kali mặc dù vẫn một lượng clo dư.



Hình 6 là ví dụ phân tích SEM-EDX trên tiết diện ngang của gỉ chứa kiềm. Lần này cực đại của S không phải lúc nào cũng trùng với cực tiểu của O. Trái lại, ở những vùng được đánh dấu (a) cùng cho các tín hiệu của O, S và K, trong khi đó các lớp thấp oxy, cao lưu huỳnh và phi kiềm chỉ thấy ở những vùng đánh dấu (b). Những ảnh khác của các nguyên tố này cũng có cùng đặc trưng. Tại những vùng mà các hợp chất của O, S và K chiếm ưu thế thì hình ảnh rất rõ nét. Tín hiệu của Cl thường không đi kèm tín hiệu của K và S. Hình 7 là biểu đồ EDX của gỉ lấy từ một nhà máy khác.

Bảng 1. Phân tích vi lượng 4 mẫu lấy xung quanh một vị trí (% khối lượng)

Gỉ sắt

Sắt

Lưu huỳnh

Clo

Kali

Bột gỉ

74

15

2,5

0,5

Gỉ phía gạch, màu tối

85

3,5

6,0

0,5

Gỉ phía vỏ thép, màu sáng

85

3,3

6,5

0,5

Mẫu ở đáy viên gạch chịu lửa

56

13

5,5

1,0

Bảng 2. Phân tích vi lượng 3 mẫu lấy xung quanh một vị trí (% khối lượng)

Gỉ sắt

Sắt

Lưu huỳnh

Clo

Kali

Bột gỉ

64

14

12

6,5

Gỉ phía gạch, màu tối

64

1,5

19

7,0

Gỉ phía vỏ thép, màu sáng

81

2,0

11

3,0



4. Thành phần hoá học của gỉ tại các vị trí khác nhau trên vỏ lò

Mẫu được lấy ở các vị trí khác nhau trên vỏ lò để phân tích hoá học, kết quả được trình bày trên bảng 3. Ở trường hợp này cũng như các trường hợp khác, ta không thể rút ra kết luận về mối liên hệ giữa vị trí lấy mẫu với thành phần của gỉ, đơn giản vì tại một vị trí lấy mẫu đã có sự chênh lệch lớn về thành phần (bảng 1 và 2).

Đặc tính khoáng học của gỉ.

Như đã trình bày ở trên, bốn hợp chất tạo nên hầu hết khoáng kết tinh trong gỉ là hêmatit, magnêtit, pyrit và pyrotit. Ngoài ra còn có  clorua kiềm và sunphat kiềm. Các biến thể khác của sắt sunphua như troilit cũng được tìm thấy. Phổ X-ray trên hình 8 chủ yếu là của pyrit gần tinh khiết, nhưng cũng có thể tìm thấy tất cả các trạng thái oxy hoá khác cho đến hêmatit tinh khiết.

6. Thành phần của nước rửa vỏ lò bằng phương pháp cơ học

Ba vị trí trên vỏ lò được cạo sạch gỉ bằng bàn chải sắt. 500 ml nước được tuần hoàn trên mỗi 10 m2 vỏ lò bằng một máy mài xách tay chạy điện (thương hiệu “Movipol”). Mẫu nước sau rửa được lấy đi phân tích hàm lượng clo và sắt. Kết quả trình bày trên bảng 4 là nồng độ trong dung dịch nước và tính theo g/m2 vỏ lò tương ứng.


Bảng 4. Nồng độ của sắt và clo trong nước rửa vỏ lò (500 ml trên mỗi 10 m2 vỏ lò) tương ứng với các vị trí như trên hình 1

Vị trí

38,5 m

48 m

54 m

Đơn vị nồng độ

ppm

g/m2

ppm

g/m2

ppm

g/m2

Sắt

1,2

0,9

8,7

6,3

0,0

0,0

Clo

8,4

4,2

27,4

13,7

3,1

1,6


7. Thảo luận

Đến nay vẫn chưa xác định được mối tương quan giữa sự hình thành của mỗi loại gỉ với vị trí trên vỏ lò, với các thông số vận hành cụ thể hay với từng loại nguyên liệu và nhiên liệu được sử dụng. Có thể là ba loại gỉ đó đại diện cho những giai đoạn khác nhau của cùng một kiểu ăn mòn cơ bản. Ở tất cả các gỉ được nghiên cứu đều tìm thấy cùng nhóm hợp chất tinh thể và cùng xu hướng cao kiềm ở phía mặt gạch và cao axit ở phía vỏ thép. Ngoài ra còn có sắt và clorua tan trong nước rửa vỏ lò. Từ những kết quả nghiên cứu trình bày trong bài viết này, có thể định tính rõ nét một kiểu ăn mòn cơ bản với đặc điểm chung: gỉ có cấu trúc phân lớp, trong đó các lớp cao và thấp oxy thay thế nhau. Từ đó dẫn đến kết luận rằng các lớp cao oxy tương ứng với giai đoạn ngay sau khi dừng lò còn các lớp thấp oxy tương ứng với thời gian dài làm việc ổn định.

Clorua trong các mẫu gỉ thường phân bố đều đến mặt tiếp xúc giữa mẫu ăn mòn và vỏ thép của lò, nó phản ánh sự kết hợp phức tạp giữa clorua vào lò, tỷ lệ khí / rắn trong lò và mức độ xả clo khỏi lò

Cuối cùng, sự xuất hiện của kali (và natri) trong gỉ có thể chỉ giới hạn ở những vùng gạch chịu lửa bị pha lỏng thẩm thấu trong quá trình chạy lò.

8. Những cơ chế ăn mòn quan trọng đối với vỏ lò.

Trong phần này, những quan sát vi mô và vĩ mô đã trình bày ở trên được sử dụng để mô hình hoá quá trình ăn mòn vỏ lò.

Mô hình được tham khảo là thành nồi hơi khi đã bị phủ tro. Các quá trình diễn ra trong nồi hơi gọi là ăn mòn do đọng tro đã được nghiên cứu kỹ, nhất là trong các nồi hơi đốt rác và các nhà máy điện đốt chất thải sinh học như rơm rạ và than bùn. Ở đây gạch chịu lửa trong lò đóng vai trò "lớp tro".

Điều đó có nghĩa là các phản ứng bên trong lò quay khác với các phản ứng trên mặt vỏ lò vì cả nhiệt độ lẫn áp suất ở hai khu vực này đều khác nhau. Một trong những phản ứng quan trọng nhất lại lớp gạch chịu lửa là phản ứng oxy hoá khí SO2 thành SO3 ngưng tụ:

2SO2 (k) + O2 (k) = 2SO3 (¯)                                 (1)

SO3 nằm trong các muối canxi và magiê. Vậy là môi trường oxy hoá trong lò chuyển thành môi trường khử tại vỏ lò.

8.1. Oxy hoá.

Trong môi trường oxy hoá, sắt ở vỏ lò sẽ phản ứng với oxy tạo gỉ oxyt. Thông thường, gỉ này gồm nhiều lớp oxyt sắt với các mức oxy hoá khác nhau: hợp chất chứa nhiều oxy nhất (Fe2O3) được tìm thấy ở mặt tiếp xúc gỉ - gạch chịu lửa còn hợp chất chứa nhiều sắt nhất (FeO) được tìm thấy ở mặt tiếp xúc kim loại - gỉ. Gỉ oxyt cơ bản phát triển ở mặt tiếp xúc gỉ - gạch chịu lửa do sự khuyếch tán cation khỏi mặt tiếp xúc kim loại - gỉ để lại các lỗ trống cation. Vì vậy ta có thể quan sát thấy một số lượng lớn lỗ trống ở phía vỏ thép (hình 9). Tại nhiệt độ làm việc bình thường của lò, lớp gỉ phía ngoài trở nên tương đối vững chắc. Do đó tốc độ oxy hoá đi theo một hàm parabol, nghĩa là nhanh ở giai đoạn đầu nhưng càng về sau càng chậm.


8.2. Sunphua hoá.

Khi không có oxy, SO2 đóng vai trò chất cho oxy trong phản ứng sau:

4Fe + 2SO2 (k) = Fe3O4 + FeS2                                          (2)

Do đó có thể nhận biết phản ứng sunphua hoá bằng sự xuất hiện của pyrit (FeS2) hoặc pyrotit (FeS) trong sản phẩm ăn mòn. Phản ứng oxy hoá được tiến hành bởi O2 và SO2 luân phiên nhau: Oxy thẩm thấu vào gạch chịu lửa trong thời gian dừng lò và tạo ra môi trường oxy hoá. SO2 sẽ chiếm ưu thế sau khoảng thời gian dài lò làm việc liên tục. Khi lớp sunphua xốp hơn lớp oxyt, tốc độ ăn mòn vỏ lò tăng lên. Tuy nhiên, kinh nghiệm từ nhiều nhà máy cho thấy khi không có mặt clorua, tốc độ phản ứng giữ ở mức thấp có thể chấp nhận được.

Phản ứng sunphua hoá được tăng cường khi có mặt clorua, chủ yếu do chúng tác động đến hình thái của gỉ, cản trở việc hình thành nên lớp oxyt bảo vệ bền vững.  Phản ứng tổng là một chuỗi phản ứng diễn ra ở các nhiệt độ khác nhau. Chênh lệch nhiệt độ giữa không gian lò và vỏ lò là do lớp gỉ xốp và lớp gạch chịu lửa. Phản ứng đầu tiên trong chuỗi là phản ứng hydrat hoá các hợp chất clorua kiềm kém bền nhiệt, tạo ra muối sunphát bền vững hơn. Tiếp theo là phản ứng oxy hoá khí hydro clorua (bởi O2 hoặc SO2) tại nhiệt độ thấp hơn tạo clo, chính clo này ăn mòn kim loại. Quá trình phản ứng có thể được biểu diễn bằng nhiều cách tuỳ thuộc bản chất của loại gỉ đang nghiên cứu, nhưng những phản ứng cơ bản (khi kiềm là kali) có thể được biểu diễn như sau:

2KCl (k) + H2O (k) + SO2 (k) + 1/2 O2(k)       K2SO4 + 2HCl (k)      (3)

2HCl (k) + 1/2O2 (k)           Cl2(k) + H2O                      (4)

Như vậy, sự hình thành khí hydro clorua "tự do" trong lò ximăng luôn đi kèm với muối sunphat kiềm. Trong trường hợp này, phản ứng chỉ giới hạn trong khoảng nhiệt độ khá hẹp từ 1100 đến 1300oC. Điều này được minh hoạ trên đồ thị hình 10. Đồ thị là một bài toán cân bằng mô phỏng quá trình nung phối liệu trong môi trường lò ximăng điển hình. Theo đó, sở dĩ hình thành axit clohydric là do kali phôt phat bền nhiệt và canxi phôtphat kém bền nhiệt.

Lượng khí HCl trong lò phản ứng giảm khi tỷ lệ khí / rắn tăng và lượng KCl giảm. Điều này được minh hoạ trên đồ thị hình 11. Ba đường cong được xây dựng trên cơ sở ba tỷ lệ khí / rắn điển hình đặc trưng cho ba hệ thống lò khác nhau (SLC, ILC và SP). Trong đó, nhiệt độ bão hoà hoàn toàn pha khí bằng hơi KCl được tính cho từng trường hợp với giả thiết nồng độ KCl trong phối liệu gấp 40 lần trong liệu từ canxinơ vào lò. Có nghĩa là kiềm không thể bay hơi cho đến khi đạt nhiệt độ này vì khí và vật liệu chuyển động ngược chiều trong lò.


Nếu hầu hết KCl trong phối liệu vào lò có thể hoá hơi ở dưới 1000 - 1150oC thì lượng khí HCl được sinh ra sẽ khá ít do khả năng hydrat hoá KCl ở những nhiệt độ đó không cao. Sự bay hơi các hợp chất clorua ở nhiệt độ thấp giải thích vì sao loại lò chỉ có tháp trao đổi nhiệt ít bị ăn mòn do phản ứng sunphua hoá - xúc tiến bởi clorua.

Trong hầu hết những lò chỉ có tháp trao đổi nhiệt, clorua bay hơi trong suốt thời gian canxi hoá hoặc trong khoảng thời gian ngắn sau canxi hoá mà không sinh ra lượng khí HCl đáng kể. Tuy nhiên, lò có ống khí 3 thì không giống như vậy, nó kìm hãm sự bay hơi clorua kiềm, do đó khi clorua kiềm bay hơi sẽ kèm theo hydrat hoá clorua ồ ạt hơn. Một khi khí Cl2 được tạo ra, nó có thể thấm qua gạch chịu lửa hoặc qua các vết nứt và khe đứt trên gạch rồi tiến tới vỏ lò, tại đó sẽ phản ứng với các lớp oxyt - sunphua hoặc phản ứng trực tiếp với vỏ lò như sau:

-                                 với các lớp oxyt - sunphua:

FeS + Fe3O4 + 4Cl2 = 4FeCl2 + SO2+ O2                              (5)

-                                 với vỏ lò:

    Cl2 + Fe = FeCl2                                               (6)

8.3. Ăn mòn nóng

Khí clo có thể thấm qua tường lò trong khi các oxyt kim loại kiềm như K2O, Na2O thì không. Kiềm chỉ có thể thấm qua gạch chịu lửa ở dạng muối kali và / hoặc natri nóng chảy. Do vậy nếu sản phẩm ăn mòn chứa một lượng đáng kể kali hay natri thì loại ăn mòn này được gọi là ăn mòn nóng, ngụ ý rằng có mặt pha lỏng tham gia vào phản ứng ăn mòn. Khoảng nhiệt độ ăn mòn nóng trong nồi hơi thường từ 800 đến 950oC, nhiệt độ thấp hơn là điểm nóng chảy còn nhiệt độ  cao hơn là điểm ngưng tụ của của cặn muối.

Dải nhiệt độ ăn mòn trong lò quay thì không xác định do thành phần phức tạp của pha lỏng kiềm - canxi - sunphat - clorua trong lớp lót. Giản đồ pha thích hợp nhất để ước lượng điểm ơtecti của hỗn hợp có trong Sổ tay các hợp chất vô cơ. Tuy vậy, nó có ý nghĩa nghiên cứu cơ bản nhiều hơn. Trong trường hợp này ta có thể suy luận khá chắc chắn rằng nhiệt độ tới hạn của vỏ lò phải nằm giữa 300 và 400oC trước khi bắt đầu ăn mòn nóng. Giản đồ pha hình 12 có thể phù hợp với sự thẩm thấu pha lỏng dọc theo khe nứt trên tấm thép nằm kẹp giữa các viên gạch chịu lửa.



9. Tóm tắt kết quả:

Lớp oxyt hình thành trên mặt vỏ thép của lò ở giai đoạn ăn mòn nhiệt độ cao trong môi trường oxy hoá ổn định được thể hiện trên hình 9. Người ta vẫn chưa tìm hiểu được vì sao viustit (FeO) - chiếm 80% chiều dày của gỉ loại này - lại không xuất hiện trong những gỉ lấy từ vỏ lò. Vì một lý do chưa xác định, hợp chất này không bền trong môi trường vỏ lò.

Rõ ràng là O2 và SO2  thay nhau đóng vai trò chất cho oxy trong hầu hết các phản ứng ăn mòn mà khí clorua đóng vai trò chất xúc tiến chính, khiến các lớp ăn mòn bị xốp vì vậy chúng không ngăn được sự ăn mòn tiếp diễn.

Một câu hỏi ngỏ được đặt ra: nhiệt độ vỏ lò có là yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ ăn mòn hay không? Tầm quan trọng của khả năng thẩm thấu của lớp gạch chịu lửa cũng là một câu hỏi ngỏ khác.

10. Cách chẩn đoán ăn mòn vỏ lò


Các sản phẩm ăn mòn dính vào các tấm thép cũ, vữa, vv.., luôn bị loại bỏ trước khi thay thế gạch chịu lửa. Vì vậy nên chú ý tới các tính chất của gỉ: Nếu gỉ xốp, giòn, dễ vỡ, có màu từ sẫm đến hầu như đen thì đó là dấu hiệu của phản ứng sunphua hoá. Ngoài ra cần phải đo độ dày và giám sát mức độ thẩm thấu clorua.

Một trong các phương pháp để chẩn đoán mức độ thẩm thấu clorua là phân tích nước rửa vỏ lò. Điều này được thực hiện sau khi đã cạo sạch gỉ bằng bàn chải thép. Lấy một chén đầy nước rửa tuần hoàn đi phân tích nồng độ clorua và đặc biệt là nồng độ sắt tan. Từ diện tích vỏ lò đã rửa, lượng nước đem đi phân tích cùng những số liệu phân tích được từ nước rửa vò lò  ta có thể tính được nồng độ các chất hoà tan (mg/m2). Trong thực tế, hàm lượng clorua trên m2 vỏ lò ít được phân tích thường xuyên nhưng dường như tốc độ ăn mòn vỏ lò tỷ lệ thuân với giá trị  này.

11. Các biện pháp ngăn chặn ăn mòn vỏ lò


Biện pháp tốt nhất để chống phản ứng sunphua hoá - xúc tiến bởi clorua là cấp một dòng khí sạch ổn định lên mặt vỏ lò. Đây là biện pháp thường dùng cho các lò tĩnh với nồng độ SO2 và HCl cao và nó đã được áp dụng thử cho lò quay. Khoan một lỗ rộng 6mm trên vùng lò được cho là chịu tác dụng mạnh của phản ứng sunphua hoá - xúc tiến bởi clorua . Thổi khí nén qua lỗ cho đến khi thay lớp gạch chịu lửa mới - thường là 8 tháng. Nghiên cứu phần vỏ lò quanh lỗ thì thấy rằng các sản phẩm phản ứng giòn, giống than cốc đã chuyển thành các vảy ôxyt sắt giống như kiểu ăn mòn oxy hoá thông thường. Phân tích X-ray và phân tích hoá học cho thấy lưu huỳnh và một phần clorua đã biến mất còn hàm lượng hêmatit thì tăng lên. Tuy nhiên, phương pháp này được đánh giá là không thực tế.

Dường như sẽ thành công hơn nếu đặt các cửa kín khí trên vỏ lò, thậm chí ở những chỗ đang phát triển ăn mòn. Phương pháp này đang được phát triển nhanh chóng nhưng lại không thu được số liệu có tính kết luận.

Các biện pháp khác có thể áp dụng là duy trì toàn kích thước của lớp gạch chịu lửa đặc, duy trì dư oxy trong lò, giảm hàm lượng clorua và sunphua vào lò. Tuy nhiên, chi phí cho các biện pháp này cao nên chúng không hấp dẫn. Tăng by-pass cũng tốn kém. Một biện pháp khác là tăng xả clorua, nhưng nó lại làm giảm nhiệt độ zôn nung. Biện pháp này thậm chí còn mang lại những hiệu ứng hữu dụng khác nhưng lại khó triển khai trong các nhà máy hiện có nếu không thay đổi phối liệu vì phải dùng đến phụ gia khoáng hoá để cải thiện khả năng kết khối.



 

Share |

TIN MỚI

ĐỌC NHIỀU NHẤT

bannergiavlxd
faq

Bảng giá :

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Insee

1.000đ/tấn

1.800

Starcemt

1.000đ/tấn

1.760

Chifon

1.000đ/tấn

1.530

Hoàng Thạch

1.000đ/tấn

1.490

Bút Sơn

1.000đ/tấn

1.450

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Insee đa dụng

1.000đ/tấn

1.830

Kiên Giang

1.000đ/tấn

1.670

Vicem Hà Tiên

1.000đ/tấn

1.650

Tây Đô

1.000đ/tấn

1.553

Hà Tiên - Kiên Giang

1.000đ/tấn

1.440

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Xem bảng giá chi tiết hơn

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Hòa Phát

đồng/kg

18.940

Việt Ý

đồng/kg

18.890

Việt Đức

đồng/kg

18.880

Kyoei

đồng/kg

18.880

Việt Nhật

đồng/kg

18.820

Thái Nguyên

đồng/kg

19.390

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Hòa Phát

đồng/kg

19.040

Việt Ý

đồng/kg

18.990

Việt Đức

đồng/kg

19.180

Kyoei

đồng/kg

19.080

Việt Nhật

đồng/kg

18.920

Thái Nguyên

đồng/kg

19.540

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Hòa Phát

đồng/kg

18.890

Việt Ý

đồng/kg

18.840

Việt Đức

đồng/kg

18.830

Kyoei

đồng/kg

18.830

Việt Nhật

đồng/kg

18.770

Thái Nguyên

đồng/kg

19.340

Xem bảng giá chi tiết hơn

Công nghệ sản xuất xi măng mới - Từ nghiên cứu đến giải pháp công nghiệp

Xem các video khác

Thăm dò ý kiến

Vì sao tiêu thụ xi măng, clinker giảm mạnh?