5000T/D 熟料線預熱器高溫防腐新工藝實踐

亓文旭

（山東魯碧建材有限公司，山東 濟南 271103）

我公司5000T/D 熟料線預熱器因長期運行，受高溫、露天環境、化學腐蝕等因素影響，C1-C5旋風筒、下料管、分解爐外殼體等表面原漆膜脫落、銹蝕，其中旋風筒各段銹蝕程度不同，如圖1 所示。

圖1 旋風筒銹蝕狀況

分解爐外壁出現間隔環形銹蝕如圖2 所示。分解爐、煙室下料管外壁漆膜幾乎全部脫落，銹蝕嚴重。

圖2 分解爐銹蝕狀況

1 原因分析

旋風筒等銹蝕的主要原因是殼體表面（局部或整體）溫度高，漆膜成分燃燒，漆膜脫落起皮，殼體基體在露天、煙氣灰塵環境下銹蝕、腐蝕。

從圖3 工藝圖可看出，C1 旋風筒體至C3 旋風筒體料煙氣進口處，溫度較低，原殼體外表面漆膜脫落，腐蝕較輕；錐斗和下料管腐蝕明顯。從C3 旋風筒錐斗處開始，溫度逐級升高，直至分解爐，C4、C5 入分解爐和煙室下料管；分解爐漆膜脫落、殼體腐蝕嚴重，錐斗、下料管腐蝕嚴重。各部位溫度基本較高，漆膜燃燒，殼體腐蝕，特別是外殼體外表面漆膜脫落后，Fe 基暴露于露天環境中，表面溫度與氧反應，紅色銹蝕面積較大，隨著設備的長期運行，表面銹蝕程度固化型增加。局部溫度較高，旋風筒內部結構不同，使旋風筒表面溫度不一致，溫差大，局部腐蝕明顯。

圖3 預熱器各工藝點煙氣（含料、塵）溫度示意圖

綜合以上分析，預熱器旋風筒、分解爐、下料管殼體腐蝕的根本原因是各部位溫度不一致，漆膜整體附著力破壞，造成局部脫皮、老化，整片、大面積殼體銹蝕，影響生產安全及美觀。

2 防腐方案的選擇

基于對表面腐蝕的分析，提出針對性的防腐方案。與以往（行業內其他施工方案）比較，所提方案更貼近于精準防腐理念。方案如下：第一，C1～C2 段，因溫度較低，使用300℃耐高溫底漆與面漆。第二，C3～C5 段，使用500℃耐高溫底漆與面漆。第三，分解爐、3 次風管使用800℃耐高溫底漆和面漆。第四，各高溫局部點，選用1 200℃的耐高溫防腐漆料滾涂，干透后，再在表面噴涂800℃耐高溫面漆。此方案是考慮各工藝段溫度不同，提出了綜合防腐的施工方案。

2.1 漆料選擇

與漆料廠家聯系，確認500℃以下的耐高溫底漆與面漆能生產，但超過500℃以上的高溫防腐漆料不能生產。通過比較選擇，為分解爐、3次風管定制了800℃的耐高溫納米防腐陶瓷漆料。選擇北京廠家生產的1 200℃高溫防腐漆料作為高溫局部點漆料。

2.2 除銹方式

因環境不能噴砂作業，所以，使用電動角磨機打磨除銹。由環保、防腐專業施工公司山東藍清環境工程有限公司進行漆料噴涂作業、局部滾涂作業和兩底兩面施工，修復完成后的效果如圖4、圖5、圖6 和圖7 所示。

圖4 旋風筒修復后效果

圖5 下料管修復后效果

圖6 分解爐修復后效果

圖7 整體修復效果

3 運行效果

開窯投料運行1 個月后出現以下現象：一是窯體上面閘板殼體外表面（開窯后10d）起皮、漆料脫落。二是C4 下錐斗表面和下料管外壁（見圖8）、C5 錐斗表面和下料管外壁（20d）大面積起皮、漆料脫落。三是最下層分解爐外殼體表面（運行30d）大面積起皮、漆料脫落，如圖9 所示，而其他C1～C3 段旋風筒、錐斗、下料管、煙室外殼體，以及上兩個分解爐外殼體沒有變化。四是原局部高溫處總體沒有變化，但遇雨水處起皮、銹蝕，個別點起皮、漆料脫落。

圖9 分解爐外殼體表面漆料脫落

4 運行后漆料脫落原因分析

4.1 閘板殼體外表面漆料脫落

因離窯體太近，試驗選擇了500℃耐高溫漆料。破壞性試驗說明，此處溫度較高，加之完全置于露天，因此，應選擇具有良好耐高溫性和耐候性的防腐漆。

4.2 C4～C5 段錐斗、下料管起皮、脫落

因局部溫度較高（經溫度儀測試）且溫差大，破壞了漆膜附著力，所以，500℃耐高溫防腐漆料不適應實際溫度點，需要重新選擇耐高溫漆料。

4.3 分解爐外表面大面積脫落

經陶瓷漆料廠家分析得出以下原因：800℃的溫度點能夠滿足分解爐外殼體溫度值，但納米陶瓷漆料脆性大、與基體鐵基附著力差，高溫狀態下，容易起皮、脫落。最初考慮到此問題，但沒有找到能生產800℃耐高溫防腐底漆的廠家，考慮陶瓷防腐漆的優點，選擇了此防腐涂料。然而，該納米陶瓷漆料要求在固化劑（按比例）條件下使用，且對除銹要求較高。但固化劑的成分是苯基材料，不耐高溫，在高溫狀態下會形成顆粒粉末，導致陶瓷漆結構性分裂、脫落。局部高溫處的1 200℃漆料有固化劑組分，造成內部粉末狀，漆料起皮，但起皮面積小，情況不嚴重，這可能與漆料耐高溫及大部分漆料有附著力相關。

5 方案改進修正措施

施工完成，第一次開窯，投料運行后證明，本次預熱器高溫防腐方案的方向是對的，只是局部高溫及內部結構情況把握不準確，高溫狀態下，漆料沒有突破800℃耐高溫問題。經與廠家商討，為解決預熱器防腐難問題，廠家研究并生產了800℃耐高溫防腐底漆，其單一組分不再使用固化劑。該材料具體的配置改進方案見表1。經停窯按改進方案進行二次施工，開窯投料后，效果具體見表2。新改進方案實施后，殼體表面起皮現象基本解決，但個別處仍有起皮，且分解爐錐體有大面積破皮。分析原因有以下幾點：一是內部結構溫差大，與熱膨脹有關。二是與稀料不專用有關。三是底漆噴涂厚且干燥時間短、面漆干燥時間短。

表1 漆料配置改進方案

表2 新改進方案的實施效果

6 再次修正方案

針對個別處起皮，以及3 次風管防腐試驗，在2 次試驗的基礎上，綜合比對分析認為：高溫條件下，漆料防腐、耐高溫（實際工況條件下）是關鍵，同時漆料要有耐候性。在新材料沒有突破的情況下，要求漆料廠家研究、試驗并生產。其中，900℃～1 000℃的耐高溫單組分（不加固化劑）防腐漆料（參考分解爐錐體接窯處，煙氣溫度工藝860℃），通過模擬管道，按照烤火煤炭加熱、風扇吹風等步驟進行試驗。試驗內容如下：試驗1 為專用稀料+900℃底漆、面漆，無轉化劑；試驗2 為專用稀料+900℃底漆、面漆，有轉化劑。效果：試驗1 無轉化劑效果明顯，漆膜不起泡，如圖10 所示；試驗2 有轉化劑，起泡、破皮，如圖11 所示。結論：定制900℃試驗底漆、面漆、專用稀料的方案效果良好。漆料底漆需要添加耐高溫的防銹劑，以確保停窯、雨水狀況下不返銹，做到徹底改良。

圖10 無轉化劑效果

圖11 有轉化劑效果

7 結語

結合生產過程工況變化與施工單位、漆料廠家及時溝通，研制出能夠適應工況變化要求的新漆料，以解決旋風筒護板環帶一圈一圈“高溫漆料燃燒”形成的腐蝕問題，以及分解爐、旋風筒錐斗、下料管高溫腐蝕問題。利用下次停窯機會，精準管理、施工和不斷發展新材料，與新技術結合，圓滿完成3 次風管及預熱器個別起皮處的防腐施工。