水泥窑用耐火材料的配套选材与性能要求
水泥集团回转窑耐火材料统一选型配置要求规定
集团回转窑耐火材料统一选型配置要求规定根据前期各公司不同的配置方案和经验,为了进一步优化耐火材料的配置,便于管理,推广成功的配置经验,逐渐规范统一集团内耐火材料的配置,对各子公司较为成熟的配置方案进行了归纳和整理。
在今后的生产管理和新线建设中进一步优化和统一配置。
一、耐火材料的总体配置思想1、窑的年运转率:干法线92%,湿法线95%;2、耐火材料的配置要既经济又可靠,立足国产为主,进口为辅的原则,对于大型生产线的关键部位采用进口材料;3、各主要耐火材料的使用寿命满足回转窑2年3次大修的要求;二、集团各回转窑耐火材料统一配置方案(Φ6×95m、Φ6/6.4×90m)窑尾1米2、8000t/d生产线(Φ5.6×87m)87m3、4000~5000t/d生产线(Φ4.7×75m、Φ4.8×72m、Φ4.8×74m)窑尾米(Φ4×60m)60m145m三、耐火材料整体配置要求1、烧成带和两侧过渡带内有稳定窑皮的部位采用镁铬砖,4000吨以上项目采用进口镁铬砖,2000吨以下项目采用国产镁铬砖,湿法窑采用半直接结合镁铬砖。
2、在窑皮不稳定或常有露砖的过渡带采用尖晶石砖,分解带采用抗剥落高铝砖,但如果部分位置受侵蚀较快,寿命太短,也可采用碱性砖如尖晶石砖或镁铬砖。
3、预热器、分解炉系统和三次风管,衬里表面温度小于1200℃,采用粘土质耐碱砖、耐碱浇注料。
在不动设备内除工作层还需增加隔热层,统一选用硅酸钙板作为隔热层。
4、分解炉部位的托砖圈、锥部及篦冷机高温区采用高铝浇注料,篦冷机中、低温区采用高强耐碱浇注料,在窑尾缩口及烟室斜坡部位采用抗结皮浇注料。
5、窑头罩部位在大修时,养护时间能达到24小时以上的情况,采用高铝低水泥浇注料,在窑头罩抢修时,使用PA80高铝或耐磨浇注料,已减少养护时间。
6、篦冷机前墙、出篦冷机三次风管、入分解炉三次风管拐弯等部位,由于该部位温度较高,耐磨性要求高,选高热耐磨型浇注料,同时三次风管入分解炉部位可采用抗剥落砖或废高耐磨砖进行砌筑。
回转窑内耐火材料的施工及要求范文
回转窑内耐火材料的施工及要求范文一、引言随着我国水泥行业的快速发展,回转窑作为重要的水泥生产设备,其内壁的耐火材料施工尤为重要。
本文主要围绕回转窑内耐火材料的施工及要求展开,以期为相关工作人员提供参考和指导。
二、耐火材料的选择1. 耐火材料的种类回转窑内耐火材料主要包括高铝砖、镁铝砖、碳砖等。
其中,高铝砖具有高温抗压性能好、耐火度高等特点,适用于回转窑的高温区域;镁铝砖具有良好的抗碱性能和热震稳定性,适用于回转窑的中温区域;碳砖具有良好的耐磨性和耐冲击性,适用于回转窑的低温区域。
2. 耐火材料的选择原则(1)选用适合温度和气氛的耐火材料;(2)考虑耐火材料的热震稳定性,以保证其在高温下不发生热胀冷缩破裂;(3)考虑耐火材料的耐磨性和耐冲击性,以保证其在长期使用过程中不易受损;(4)考虑耐火材料的连接方式和施工工艺,以保证整体的稳固性和紧密性。
三、耐火材料的施工1. 施工前的准备工作(1)制定详细的施工方案,包括施工工艺、施工步骤等;(2)对回转窑内壁进行清理,确保表面光洁、无灰尘、无杂质;(3)对回转窑内壁进行打底处理,提高耐火材料的附着力。
2. 耐火材料的施工步骤(1)预埋件的安装:根据设计要求,在回转窑内壁预先安装预埋件(如钢筋、膨胀螺栓等),以便后续施工时的固定和支撑。
(2)耐火材料的拌制:按照耐火材料的配方要求,将耐火材料和粘结剂充分拌和,保证其均匀性和稳定性。
(3)耐火材料的涂抹:使用刮板或泥板等工具,将拌好的耐火材料均匀涂抹在回转窑内壁上,注意保持一定的厚度和一定的粘结力。
(4)耐火材料的压实:使用振动器对涂抹好的耐火材料进行压实,以提高其密实度和稳定性。
(5)耐火材料的硬化:经过一段时间的自然硬化,耐火材料达到一定的强度后,可以进行下一步的施工工作。
3. 施工注意事项(1)施工过程中保持施工现场的干净整洁,及时清理掉落的耐火材料碎片,避免对施工质量造成影响;(2)施工过程中要保持施工团队的密切协作与沟通,协调好施工进度和质量;(3)严格执行耐火材料施工的标准规范,确保施工质量和安全;(4)对施工现场进行适时的检测和记录,及时处理存在的问题和隐患。
水泥厂回转窑耐火材料施工讲义
水泥厂回转窑耐火材料施工讲义水泥厂回转窑是水泥生产过程中的重要设备,其内部温度高达1000℃以上,需要使用耐火材料来保护窑身和延长使用寿命。
耐火材料的施工质量直接影响着回转窑的使用效果和经济效益。
下面是水泥厂回转窑耐火材料施工的讲义。
一、回转窑耐火材料的分类根据使用条件和成本考虑,回转窑耐火材料可分为高铝、质量胶结、镁铝、碳化硅等多种类型。
根据实际工况选择合适的耐火材料进行施工。
二、耐火材料的选择1.高铝耐火材料:可耐受高温和化学侵蚀,适用于窑头和窑尾等高温区域。
2.质量胶结耐火材料:具有良好的热震稳定性和耐火性能,适用于窑身和窑内低温区域。
3.镁铝耐火材料:具有高强度和耐火性能,在高温区域有较好的应用效果。
4.碳化硅耐火材料:具有较高的耐火性能和抗侵蚀性能,适用于一些特殊情况。
三、耐火材料施工前准备工作1.施工前应做好安全措施,确保施工人员安全;2.清理窑身内部的残余物质,确保施工环境清洁;3.检查窑身内部的破损情况,修补裂缝并进行烧结处理;4.准备好所需的耐火材料和施工工具。
四、耐火材料施工步骤1.根据设计要求,先在窑身底部倒入一层耐火材料,并用锤子进行敲打和压实,以确保其紧密贴合窑身;2.从窑尾开始,将耐火材料逐层覆盖到所需高度,并保持每层之间的接缝缩小,可以使用模板控制层厚度;3.在水泥窑的窑头和窑尾区域,应使用高铝耐火材料,保证其能够承受高温和腐蚀;4.在窑身的中部区域应使用质量胶结耐火材料,以提高窑身的耐久性;5.根据实际情况,可以在窑身内部增添一些砖块或支撑物,以增加整个耐火层的稳定性;6.施工完成后,对整个耐火层进行检查,确保质量合格。
五、耐火材料施工注意事项1.耐火材料施工应按照设计要求进行,严禁随意更换或减少层数;2.施工过程中应注意安全,避免材料掉落或发生其他意外伤害事故;3.施工时应将耐火材料均匀覆盖于窑身表面,避免出现空鼓或堆积现象;4.施工过程中应注意维持一定的湿度,以确保耐火材料的固化效果;5.施工完毕后,应定期检查耐火层的破损情况,并及时进行维修和更换。
5000td水泥回转窑用耐火材料建议配置
5000t/d水泥回转窑内衬建议配置
(以通用窑型ø4.8×74m为例)
一、回转窑
1、窑口0.6m 刚玉防爆浇注料;约8t
2、冷却带1m 硅莫砖; 约10t
3、烧成带25m 特种镁铬砖; 约250t
4、过渡带20m 方镁石-尖晶石砖约200t
5、分解带5m 硅莫砖; 约50t
6、预热带21.4m 抗剥落高铝砖约204 t
7、窑尾下料口1m FA型钢纤维增强浇注料;; 约10t 合计:约732t
二、五级旋风预热器及分解炉系统
高强耐碱砖约1200 t
高强耐碱浇注料约1130 t
高铝低水泥浇注料约500t(含蓖冷机、三次风管用)
抗结皮浇注料约15t
三、窑门罩上部GF-16浇注料约80t
下部抗剥落高铝砖约50t
四、喷煤管刚玉防爆浇注料约11t
五、三次风管高强耐碱砖约200t
弯部用GT-13NL浇注料约50t
总计:约3968t。
水泥窑用耐火材料
水泥窑用耐火材料水泥窑是水泥生产过程中的重要设备,它在高温、高压的环境下工作,因此需要使用耐火材料来保护窑体,延长设备的使用寿命,提高生产效率。
水泥窑用耐火材料的选择和使用对水泥生产起着至关重要的作用。
本文将就水泥窑用耐火材料的选择、性能要求和使用注意事项进行介绍。
首先,水泥窑用耐火材料的选择至关重要。
耐火材料的种类繁多,常见的有刚玉、高铝砖、硅酸盐耐火材料等。
在选择耐火材料时,需要考虑其耐高温、抗侵蚀和导热性能,以及与水泥原料的化学反应等因素。
不同部位的水泥窑需要选择不同性能的耐火材料,以确保其在高温、腐蚀性气氛下的稳定性。
其次,水泥窑用耐火材料的性能要求也是非常严格的。
耐火材料需要具有优异的耐火度,能够在高温下保持稳定的物理和化学性能。
同时,耐火材料还需要具有较高的抗冲击性和耐磨性,以应对水泥窑内部颗粒物料的冲击和磨损。
另外,耐火材料的导热系数也是需要考虑的重要因素,它直接影响着水泥窑的热工性能和能源消耗。
最后,水泥窑用耐火材料在使用过程中需要注意一些事项。
首先是安装和施工质量的控制,耐火材料的安装质量直接关系到水泥窑的使用效果和寿命。
其次是定期的维护和检查,水泥窑用耐火材料在长期高温、腐蚀的环境下容易出现损坏和磨损,需要定期进行维护和更换。
另外,水泥窑用耐火材料的使用还需要注意避免窑体温度过高或过低,以免对耐火材料造成不必要的损害。
综上所述,水泥窑用耐火材料的选择和使用对水泥生产起着至关重要的作用。
正确选择合适的耐火材料,严格控制其性能要求,以及注意使用过程中的维护和注意事项,都是确保水泥窑正常运行和延长设备寿命的关键。
希望本文的内容能够对水泥生产企业的工程技术人员和设备管理人员有所帮助,提高水泥生产的效率和质量。
窑内耐火砖性能及使用注意事项
模拟回转窑实验
保温30 min后, 将样品 放置在测试梁上。
然后对样品施压至样品碎 裂,并记录样品碎裂时的 压力值,即窑皮粘合强度 。
结果
窑皮结合强度
◙ 烧成温度:1400℃,6小时 ◙ 测试粘合强度:1000℃烧成后保温30分钟 ◙ 覆盖层(窑皮): 普通水泥一号
抗热震稳定性实验
风冷,5min
上过渡带的耐火材料 • 碱性砖 镁尖晶石砖 : MS4T(H),MS2T
水泥窑内上过渡带的情况
• 高温
• 高碱循环
• 轮带区域的高机械应力
• 高热震
6
烧成带
烧成带的耐火材料 • 碱性砖 镁尖晶石砖 : MI,MS1C,MS3C
水泥窑内烧成带的工况 • 高温 • 高热震 • 熟料带来的强烈化学侵蚀
7
碱性盐浸入到砖结构里,导致致密层和开裂
MS4T(H)
烧结镁砂+电熔尖晶石
电熔尖晶石
微观结构
烧结尖晶石
电熔尖晶石
• 高弹性模量 • 主晶格尺寸大
(1,000微米) • 高密度 • 化学纯度 • 耐腐蚀性强 • 低活性 • 碱性反应低
烧结尖晶石
• 高弹性模量 • 主晶格尺寸小( 25 微米) • 良好的结构稳定性 • 化学纯度 • 耐腐蚀性较低 • 活性较强 • 轻微的碱性反应
HA-0:优质硅莫砖
• 优异的抗碱侵蚀能力 • 优异的抗磨损能力 • 强热震稳定性 • 高耐火度 • 高柔韧性
序 号
产品名称
性能特点
1
HA0
具有高的耐腐蚀性、耐磨性 ,高抗热震稳定性,机械应
硅莫砖 力好、耐高温
2
HA1 具有高的耐腐蚀性、耐磨性 硅莫砖 ,机械应力好、耐火度高
新型干法水泥窑用耐火材料的优化配置
新型干法水泥窑用耐火材料的优化配置新型干法水泥窑耐火材料使用部位较多,其中静止设备的材料约占总量的70%~80%。
不同规格的水泥窑及系统的不同使用部位,对耐火材料都有不同的要求,设计配套时必须选用与其相适应的品种;同时各生产厂家所用的原燃材料品质、设备状况、操作控制习惯等方面的差异,客观上对耐火材料的要求也略有不同。
本文主要阐述不定形耐火材料在水泥窑上的配置状况。
1.回转窑回转窑用耐火浇注料,尤其是前窑口的耐火材料在使用过程中,除了要承受1400℃以上高温外,还要受到机械应力、热应力和化学侵蚀的破坏,因此前窑口耐火浇注料的使用寿命对整条水泥生产线的运转周期有着至关重要的影响。
①回转窑作为动态设备,在运行使用过程中,前窑口的耐火浇注料承受着两种机械应力:一是窑的径向剪切应力,二是沿窑筒体方向的轴向挤压应力。
径向剪切应力主要来源于回转窑运行中产生的机械变形,随着窑径加大,窑速加快,前窑口周期性的受压和松压作用加剧,耐火浇注料承受的径向剪切应力的破坏也更大。
前窑口的轴向挤压应力产生的主要原因是因窑筒体与水平线成3.5%~4%的倾斜,窑内物料在窑运转时从窑尾向窑头方向运动,前窑口浇注料在运动物料的推力,及窑内耐火砖的轴向分力的共同作用下,有往窑头方向移动的趋势。
在这两种机械应力的作用下,对前窑口浇注料要求有足够的机械强度。
②数据表明,回转窑运行过程中前窑口熟料出口温度达到1400℃,入窑二次空气温度达1200℃,在窑体运转过程中,窑皮时挂时落,温度变化频繁,由此产生的热应力是前窑口浇注料损坏的主要原因之一。
随着水泥工业大型化的发展趋势,窑径也不断增大,窑口的出料量也在增加,这不仅使机械应力变大,窑内的热力强度也要大幅度提高,浇注料单位面积所受的热负荷也相应增大,热应力的破坏作用更加明显。
在这种情况下,前窑口浇注料应该具有更好的热震稳定性。
③化学侵蚀是水泥窑用耐火材料损坏的主要原因之一,由于每个地区的石灰石品位,采用燃料的品质不同,窑内碱、氯、硫等有害成分的含量也不一样,生矿石和原燃料中的有害成分在高温下挥发,这些碱性气体随着生料一起进入窑内,在窑内1350℃~1450℃环境温度下,窑料中的有害成分和碱性气体与前窑口浇注料产生强烈的化学侵蚀作用,形成膨胀性矿物使其开裂剥落,发生“碱裂”破坏。
水泥窑各部位耐火材料的选用原则
水泥窑各部位耐火材料的选用原则预热带和分解带这两个地方的温度相对较低,这就要求砖衬具有较小的导热性和良好的耐磨性。
在该区域,原料和燃料中的碱硫酸盐和碱氯化物开始在窑内挥发、积累和富集,并渗透到砖的内部。
普通粘土砖与碱反应生成钾霞石和白榴石,使砖表面酥脆,在砖体内膨胀,产生裂纹和剥落。
当含有约325%~28%Al 2O和265%~70%SiO的耐碱砖或耐碱隔热砖在一定温度下与碱反应时,砖表面立即形成一层高粘度釉层,以防止剥落,但这种砖不能抵抗1200℃以上的使用温度。
因此,预热区一般采用磷酸盐粘结高铝砖、抗剥落砖或耐碱砖。
分解带一般采用抗剥落性好的高铝砖,硅莫砖在性能上优于抗剥落性好的高铝砖,寿命比抗剥落性好的高铝砖约高出一倍,但价格较高,窑尾进料口宜采用抗结皮的碳化浇注料。
过渡区和发射区过渡带窑皮不稳定,要求窑衬抵抗气氛变化能力好、抗热震性好、导热系数小、耐磨。
国外推荐采用镁铝尖晶石砖,但该砖的导热系数大,筒体温度高,相当热耗要大,不利于降低能耗。
国内硅莫砖的导热系数小、耐磨,其性能在一定程度上可与进口材料相媲美。
由于烧成区温度高,化学反应强烈,要求砖内衬具有很强的抗熟料侵蚀、抗so 3和抗CO 2侵蚀能力。
国外普遍使用镁铝尖晶石砖,但窑皮难以挂起,而白云石砖抗热震性差,易水化;国外镁铁尖晶石砖对挂窑皮效果好,但成本过高。
我国新采用的低铬方镁石复合水晶砖使用效果良好。
冷却带和窑口冷却区和窑口温度高达1400℃左右,温度波动大,熟料粉磨和气流冲刷严重。
要求砖内衬的导热系数小,耐磨性和抗热震性好;具有优异抗热震性的碱性砖,如尖晶石砖或高铝砖,适用于冷却区。
国外一般推荐使用尖晶石砖,但其导热系数高,耐磨性差。
近年来,我国主要使用抗剥落性能良好的硅质磨砖和耐磨砖。
窑口部位多采用抗热震性好的浇注料。
如:耐磨热震的高铝砖或钢纤维增韧的浇注料和低水泥高铝质浇注料,但在窑口温度极高的大型窑上则采用普通的或钢纤维增韧的刚玉浇注料。
水泥窑耐火材料.doc
水泥窑用耐火材料第一节概论一、传统水泥窑用耐火材料一个多世纪以前,人们开始用立窑煅烧水泥熟料。
窑的规格很小,煅烧温度也低,仅使用含Al2O3 30~40%单一的一种粘土砖。
初期的回转窑上沿用这一经验。
但回转窑内气流与窑衬间温差大,熟料熔体对窑衬的侵蚀较严重,因而粘土砖寿命比立窑内低得多。
随着立窑和回转窑规格的增大,以及熟料质量的提高,30年代起开始配用高铝砖。
1938年2月,意大利首先试用了镁铬砖。
1953年开始采用白云石砖。
迄50年代,普通镁铬砖或白云石砖用于烧成带;磷酸盐结合高铝砖或普通高铝砖用于过渡带、分解带热端和冷却带;其余工艺带用粘土砖,这样的格局终于奠定,并大体上沿用至今。
回转窑上的经验也开始用于立窑,以背衬隔热材料的碱性砖或高铝砖用于高温带内。
表1一l 水泥窑内各部位和各工艺带内窑衬所受主要负荷熟料煅烧技术越发展,窑型越多样化,窑的规格和能力越大,所用原、燃料的成分和性能越特殊,窑衬所受考验就越苛刻和多样化。
不同类型窑的不同工艺带内窑衬所受主要负荷的情况见表1一l。
在大型的新型干法窑问世之前,立波窑在传统窑中单位容积产量最高(1.7~2.2t/m3·d),窑衬所受考验最苛刻。
从窑衬角度来看,立波窑窑筒与篦式预热器间的关系与新型干法窑上又有一定的相似性,立波窑窑衬技术的成熟,既标志着传统窑窑衬技术的成熟,又为解决新型干法窑的窑衬问题打下初步的基础。
立波窑窑筒尾部是指相当于窑筒长度l/4~l/3的部位,在砖面温度≤1200℃的进料端和预热、分解带内,窑料对窑衬的直接磨损不重。
但由于高温窑气与窑料间温差太大而引起对窑衬的侵蚀,使窑气和窑料中的碱化合物易渗入并在砖内凝聚,其与砖内组分反应形成膨胀性矿物,使砖“碱裂”损坏,是该部位窑衬损坏的主要原因。
因此,此处最宜使用隔热型耐碱粘土砖或普通型耐碱粘土砖,方可获得较长寿命。
分解带热端长度为窑径的2~3倍,此处窑气温度高于尾部,所含硫、碱等挥发性组分使窑料内形成一定量低温熔体并渗入砖内与砖反应,形成白榴石、钾霞石等膨胀性矿物,最大膨胀率可达45%,所以炸裂是此处50A或70A*高铝砖或磷酸盐结合高铝砖损坏的主要原因。
水泥窑用耐火材料
水泥窑用耐火材料一:水泥窑内的工作环境及对耐火材料的要求新型干法水泥窑是一个大系统。
从原材料预热,分解,到高温煅烧生成熟料,直到冷却出料,前后总长几百米。
而且这只是主系统,还有庞大的辅助系统,如通风系统,余热发电系统等,都处在高温下,都需要耐火材料的保护。
然而,如此庞大的主辅系统除了都在严重的化学侵蚀性气氛中工作外,其他条件多不相同,温度不仅有高低不同,还有变化幅度和频率不同。
受力情况更是千差万别,有受气流冲刷的,有受生熟料磨损的,还有受机械应力的。
而气流冲刷强度,磨损及机械应力大小又各不相同,情况十分复杂。
所以,对耐火材料的性能要求也就十分复杂。
不可能只使用一种材料满足所有要求。
必须采用系列耐火材料。
通观上述情况,水泥窑用耐火材料使用环境虽然千差万别,但是概括起来看也有几条共同的,那就是:严重的化学侵蚀性气氛;较大的机械应力和磨损,较强的热震应力。
不同的则主要是温度相差较大。
为此对耐火材料提出的主要要求是:抗化学侵蚀性强,强度高、耐磨损,抗热震能力强,不同部位耐火度有较大差别。
如果再结合水泥企业检修工作实际,最好能早硬化易烧结早期强度高,那就更好了。
二:几种常用耐火材料性能比较水泥窑用耐火浇注料现有如下几种:碱性浇注料,高硅质浇注料,高铝质浇注料。
碱性浇注料是指以镁质,镁铝尖晶石质材料为主的一类浇注料。
这类材料抗碱性特好,不足之处是热膨胀系数较大,抗热震性较差,如能解决抗热震问题,在水泥窑里应用效果也是不错的。
如我公司研制的LN-70高纯铝镁尖晶石浇注料。
但该料虽经改性,终因尖晶石热膨胀系数较大,虽经添加氧化锆增韧,提高了抗热震性,但提高有限,在使用中还是多以热震裂纹不断发展而破坏。
再一个问题是,该浇注料属高纯材料,烧结较困难,由于难以做到按工艺要求完全烧结,因此使用寿命大打折扣。
还有就是价格较贵,尖晶石用高纯铝镁材料熔炼而成,又要添加锆质材料,成本高价格贵在所难免。
高硅质材料是指氧化铝含量小于30%的铝硅质材料,这类材料在一定的温度下能与窑料和窑气中的碱化合物反应,在材料表面迅速形成封闭性的致密保护釉层,阻止了碱的继续内渗,从而保护材料内部不再继续受碱侵蚀,形成良好的抗碱性。
水泥窑用耐火材料的配套选材与性能要求
水泥窑用耐火材料的配套选材与性能要求来源:更新日期:2009-9-25 【字体:】社会经济的变化决定着水泥工业的发展,水泥工业的发展直接影响着水泥窑用耐火材料的技术进步,水泥窑用耐火材料的发展要由水泥工业的需求作为发展动力。
作为专业为水泥行业服务的耐火材料企业,我们郑州真金耐火材料有限责任公司有义务凭借自身实力推动水泥窑用耐火材料的技术进步,也更有义务同各水泥企业一道共同推进水泥工业的发展。
现就我们近年来在为水泥工业服务过程中积累的一些经验和见解与您共同分享。
我们真金公司从事水泥窑配套耐火材料生产和服务已有25年的历史,尤其是近10年来,通过对大型干法窑(5000T/D以上)用耐火材料的生产供应,积累了丰富的经验。
真金产品在华新水泥、天瑞水泥、冀东水泥、乌兰水泥、山东山铝、江苏鹤林等十几家大中型水泥企业的5000—6500T/D大窑上使用,均取得了辉煌的业绩。
特别值得一提的是:华新集团阳新公司2号6500T/D生产线和华新集团武穴公司2号6500T/D生产线均全线使用“真金”牌7大系列产品、并先后创造了同步安全运行366天和456天的使用周期,创下了国内新型干法大窑用耐火材料全配套使用周期的历史纪录。
顺便提及:在江苏鹤林2500T/D新型干法窑上安全运行十八个月的业绩,也是至今仍保持的全国纪录,这充分说明真金产品在不同规模新型干法窑上的广泛适应性。
华新水泥集团各公司使用“真金”牌产品所创的历史纪录,不但为真金公司赢得了市场信誉和巨大的经济效益,更重要的是解决了大型水泥回转窑烧成带、过渡带和窑口用耐火材料不能同步的技术难题,为各大水泥公司提高回转窑的运转率,延长使用周期开辟了新的道路,由此带来的经济和社会效益是无法估量的。
根据近几年我们的生产经验和各大水泥企业的实际使用情况,按照回转窑内各窑段衬砖损坏的原因,结合不同材质耐火衬砖的性能特点,我们总结出了一整套科学且实用的配砖方案。
现予以说明:一、新型干法大窑对耐火材料的新要求由于新型干法窑的一系列生产工艺特点,对耐火材料提出了更为苛刻的要求。
水泥窑用耐火材料简介
水泥窑用耐火材料简介一、回转窑耐火材料砌筑规程1.总则1.1本规程适用于各种类型水泥回转窑及其窑尾预热系统熟料冷却机、三次风管、燃烧器等窑炉设备的耐火材料和隔热材料砌筑。
1.2窑衬砌筑工程应严格执行国家颁布的“工业炉砌筑工程施工及验收规范GBJ8-64”。
1.3窑衬砌筑工程应严格按设计图纸或规范施工.在施工过程中,如有设计变更或材料代用等,应取得设计单位或有关技术部门同意。
1.4耐火材料应具有出厂合格证,领用时应按有关规定标准和技术条件进行验收。
1.5窑衬施工采用新技术、新工艺、新材料应按设计要求和施工技术方案执行。
1.6冬季施工时,工作地点和施工场所周围的温度不得低于+5℃。
如低于此温度,必须采取防冬保温措施。
1.7窑衬工程施工中的安全技术、劳动保护等事项必须符合国家现行的有关规定。
2.窑衬的施工2.1施工准备2.1.1施工前,首先熟悉施工图纸和技术资料,根据设计要求决定施工方案或操作方法。
2.1.2建设单位,窑衬施工单位,设备安装单位与设计单位应密切合作,对施工进度,施工现场管理交叉配合等事项进行充分协调。
从而统一认识,明确分工,落实责任。
2.1.3施工单位必须在施工前编制施工方案,落实施工人员,核实各种耐火材料的用量,质量和存放情况。
准备施工机具,检查现场照明和安全措施等是否齐备。
并对施工人员进行必要技术交底和安全教育。
2.1.4班组接受任务后,根据工程的特点,结合班组具体情况进行合理分工,严密劳动组织。
2.1.5窑衬施工前,必须有设备安装的“工序交接证明书”交接证明书应具备以下基本内容:(1)窑炉中心线和控制标高测量记录。
(2)转换阀、窑尾密封装臵等隐蔽性工程和装臵的验收记录。
(3)窑筒体、机组壳体和管道等的安装记录和有关测试记录以及焊接质量试验记录。
施工过程控制耐火材料施工过程必须严格控制,无论是施工单位还是业主单位,必须成立质量监控小组,对施工全过程进行跟踪控制,并做好记录。
1、质量监控小组建立的必要性:⑴施工单位成立以项目经理为主,由现场施工技术员和施工人员组成的质量监控小组,不断加强自查,对施工质量负责。
水泥窑用碱性耐火材料的要求及使用
水泥窑用碱性耐火材料的要求及使用--------------------------------------------------------------------------------作者:网摘20世纪70年代中期,我国水泥窑用耐火材料主要是铝硅质耐火材料,如高铝砖、黏土砖及水泥砖等。
镁铬砖仅在少数水泥窑上使用,而且这种镁铬砖是适用于冶金平炉上,其性能和规格尺寸对水泥窑均不适宜。
20世纪70年代后期,我国出现了新型干法水泥窑,对窑衬材料提出了更高的要求。
为了适应水泥工业的变化与发展,经过数十年的科研、设计及开发应用,使我国水泥窑用耐火材料水平有了显著的变化和提高。
在品种和性能上均达到了国际先进水平,但不足之处是耐火砖外观尺寸及质量稳定性还有一定的差距。
当前,水泥行业主要的耐火材料是碱性耐火材料、不定形耐火材料和隔热耐火材料。
因篇幅有限,本文仅就碱性耐火材料的要求及使用情况加以阐述。
1.新型干法水泥窑用耐火材料大型SP窑和PC窑的窑筒内,直接结合镁铬砖用于烧成带,尖晶石砖或易挂窑皮且热震稳定性能较好的镁铬砖用于过渡带,高铝砖用于分解带,隔热型耐碱黏土砖或普通型黏土砖用于窑筒后部,耐火浇注料或适用的耐火砖用于前后窑口;在预热系统内,普通型耐碱黏土砖及耐碱浇注料用于拱顶,高强型耐碱黏土砖用于3次风管,并配用大量的耐火浇注料、系列隔热砖和系列硅酸钙板。
在窑门罩和冷却机系统内,除选用上述材料外,还配用碳化硅砖和碳化硅复合砖,系列隔热砖、系列耐火浇注料、系列硅酸钙板和耐火纤维材料等七大类30余种耐火材料。
在日产2000吨水泥窑上,耐火砖建设用量达1600吨以上,正常生产时年消耗用量达400吨以上。
2.预分解窑对耐火材料的要求统水泥回转窑的转速慢,预分解窑的转速是传统水泥窑的3~4倍,高温高转速和大直径,使预分传解窑窑体、窑衬所承受的热应力要比传统水泥窑大很多。
经预热器、增湿塔、电收尘的多次搜集,预分解窑中的K2O、SO2、KCl等组分挥发后难于溢出窑系统以外。
水泥回转窑耐火材料的配置
水泥回转窑耐火材料的配置随着水泥工业技术的不断进步,作为水泥生产线心脏部位的回转窑正在向大型化短窑发展,工艺更为复杂,对水泥窑耐火材料的要求也越来越高。
下面就耐火材料在水泥窑中配套做一分析,以供参考。
一般的回转窑分为进料带(预热带)、下过渡带、上过渡带、烧成带、卸料带(冷却带)几个区域,各区域长度比例分布示于表1(D为窑筒体钢板的有效内径)。
表1 回转窑各区域长度比例各个区域的工况条件和材料选用分述如下。
进料带:该带一般采用磷酸盐结合高铝砖、抗剥落高铝砖,也有采用耐碱砖,窑尾进料口宜采用抗结皮的碳化硅浇注料。
下过渡带:该带温度相对低,要求砖衬的导热系数小,耐磨;一般都采用抗剥落高铝砖,硅莫砖在性能上优于抗剥落高铝砖,寿命比抗剥落高铝砖高约1倍,价格是高铝砖的1.5倍左右。
上过渡带:该带窑皮不稳,要求窑衬抵抗气氛变化能力好、热震稳定性好、导热系数小、耐磨;国外推荐采用镁铝尖晶石砖,但该砖的导热系数大,国内的硅莫砖导热系数小、抗磨,性能一定程度上与进口材料相媲美。
烧成带:该带温度高,化学反应激烈,要求砖衬抗熟料侵蚀、抗SO3、CO2能力强,环保要求无铬公害,镁铬产品抗SO3、CO2的能力不佳,与熟料反应生成CrO3,造成使用寿命较短,国外一般采用镁铝尖晶石砖,但该砖挂窑皮比较困难,而白云石砖热震稳定性不好,易水化;国外的镁铁尖晶石砖在挂窑皮上效果较好,但造价太高,国内新采用低铬的方镁石复合尖晶石砖使用情况较好。
卸料带:该带窑皮不稳,温度波动较大,要求砖衬的导热系数小、耐磨、抗热震;国外一般推荐使用尖晶石砖,但尖晶石砖的导热系数大且耐磨性不好,国内近年多采用硅磨砖和抗剥落耐磨砖;窑口部位采用抗热震的浇注料。
常用材料的技术性能见表2。
表2 常用材料技术性能根据以上的分析,我们可以参照选择在配套中采用何种配置,但是每个项目的原料、燃料的不同还要结合自身的特点进行适当的调整。
如在国外项目中有采用石油焦作为生产用燃料,由于石油焦中含有大量的S,热值较高,燃烧不充分,如果使用直接结合镁铬砖,则砖中的Cr 就会与S结合形成R2(Cr,S)O4,它们渗透在砖衬之内,甚至在窑筒体钢板上发生沉积,促进了沉积部位窑体钢板的的腐蚀变质。
水泥回转窑系统使用耐火材料种类、性能及检测
泥颗粒的胶结作用得到充分发挥。性能:耐火度比普通浇注料高 100-140 度,荷重软化开始 温度高 20-70 度。 低水泥耐火浇注料的理化性能:
主要成分(%)
AI2O3
SiO2
密度
抗 压 强 度(MPa)
(kg/m3) 110*24h 1100*3h
1400 *3h
热态抗折强度 1400*1h
75.5
度一般都在 280-450 度左右,而窑衬砖的温度一般都在 800 度以上,在烧成带温度有 1500
度,窑衬的热膨胀比窑筒体要大,窑衬容易受压力造成剥落。
8.低铬或无铬,减少铬公害。
Hale Waihona Puke 9.抗水化性能要好。第二节 预分解窑用耐火砖的种类
一、非碱性砖
非碱性砖为氧化铝含量在 48%以上的硅酸铝耐火制品。矿物组成为刚玉(α-AI2O3)、
2.荷重软化开始温度:指耐火制品在 0.2MPa 压力下开始软化变形 0.6%的温度。
3.耐火度:材料在高温下抵抗熔化的性能。
4.密度:包括全部气孔在内的每立方米砖块体积的千克数。
5.热膨胀率:耐火制品受热膨胀、冷后收缩的可逆变化。
6.热震稳定性:抵抗急冷急热而不被破坏的能力。(在 1100 度时有水冷与风冷二种表示方
2.直接结合镁铬砖:(MgO·Cr2O3):以优质菱镁矿石和铬铁矿石为原料,先烧制成轻 烧镁砂,按一定级配后经高压成型,在 1900 度高温下烧制成重烧镁砂,再配入一定比例的 铬铁矿石,加压成型,经 1750-1850 度隧道窑煅烧而成。抗化学侵蚀性能好。
3.尖晶石砖与直接结合镁铬砖相比较:前者的热震稳定性和抗剥落 性比后者好而抗化学 侵蚀性次于后者。这二种砖也称其为碱性砖。 三、耐碱砖:
水泥窑耐火材料 配置
新型干法水泥生产线耐材配置耐火材料手册1. 水泥预分解线的窑炉系统1.1 水泥预分解生产线窑炉耐火材料的选择,除了使用价格外,通常应考虑:较长的使用寿命。
影响使用寿命的因素有:耐火材料的耐火度,高温强度,耐火材料与水泥熟料的化学成分适应性,也就是耐火材料的抗化学侵蚀能力,热震稳定性与煅烧的高温熟料的反应结合能力等;耐火材料抵抗温度的急剧变化而不破坏的性能称为热震稳定性较好的保温效果。
影响因素有:保温材料的导热系数,保温材料所允许的工作温度,容许保温材料占据的空间等;较简易的砌筑方式和较快的砌筑速度;维修速度;通用性较好,可以从市场上较方便的获得。
1.2 预热器及预分解窑炉1.2.1 预热器和预分解炉热工制度有如下特点:预热器与预分解窑炉的温度(主要指设置在设备壁面的热偶测试出的温度),从第一级预热器到第五级预热器和预分解窑炉依次为:不高于450℃、650℃、750℃、900℃、1100℃和1100 ℃。
在这样的煅烧温度下,煅烧物料基本没有液相出现,基本上不存在结块和烧结。
加之系统的热工状态比较稳定,因而预热器和分解炉中的耐火材料的配置不需过高的耐火度,无需太高的强度;由于预热器和分解炉位于整个热气流的尾端,温度变化的频度和幅度较小,因此无需过高的热震稳定性。
由于预热器和分解炉均为静止设备,可用较大的设备外壳,容纳较多的耐火材料,因此可选用导热系数较低的保温材料,降低设备外壳温度,达到节能的目的。
由于部分预热器和分解炉形状较复杂,可选用在成型功能上较灵活的现场成型的耐火浇筑料。
在800℃~1200℃范围内是碱金属氧化物发生冷凝沉积的温度带,因此在碱含量较高的原、燃材料下,预热器在很大范围内,耐火材料在受到热侵蚀的同时,也要经受得住碱金属氧化物的化学侵蚀。
1.2.2 预热器分解炉对耐火材料的要求结构按两层材料配置,外层为导热系数低,强度也较低的保温材料,工作面为有一定强度且能够较好抵抗碱性物质侵蚀的耐火材料。
2023年回转窑内耐火材料的施工及要求
2023年回转窑内耐火材料的施工及要求引言:回转窑是一种重要的炼化设备,用于石灰、水泥、化学工业等领域的生产。
在回转窑的工作过程中,耐火材料的选择和施工质量关系到设备的正常运行和寿命。
本文将对2023年回转窑内耐火材料的施工及要求进行详细阐述。
一、回转窑内耐火材料的选择回转窑内耐火材料的选择应综合考虑以下几个因素:1. 温度:回转窑内部温度高,需要选择能够承受高温的耐火材料,通常使用高铝砖、镁铝砖等。
2. 物料性质:不同行业对物料的要求不同,需要选择相应的耐火材料。
例如在石灰窑中,需要使用耐酸碱腐蚀的耐火材料。
3. 设备设计:回转窑的尺寸和形状不同,需要根据设备的具体要求选择合适的耐火材料。
二、回转窑内耐火材料的施工要求1. 施工前准备:(1)制定施工方案:根据回转窑的尺寸、形状和耐火材料的选择,制定详细的施工方案,包括施工工艺、施工队伍的组织等。
(2)检查设备状态:在施工前,需要对回转窑的设备状态进行检查,确保设备没有损坏或存在安全隐患。
2. 材料准备:(1)检验耐火材料质量:在施工前,需要对耐火材料进行检验,确保其质量符合相关标准。
(2)根据施工方案准备材料:根据施工方案,准备好所需的耐火材料和施工工具。
3. 施工工艺:(1)清理表面:在施工前,需要对回转窑内部的表面进行清理,清除杂物和灰尘。
(2)涂抹砂浆:在回转窑内表面涂抹一层耐火砂浆,用于与耐火材料粘结。
(3)砌筑耐火材料:根据施工方案,将耐火材料砌筑在回转窑内部,确保砖块之间的紧密度和牢固度。
(4)砌筑耐火砖:根据施工方案,将选定的耐火砖砌筑在回转窑内部,要求砖块之间的接缝要均匀,不得有裸露表面。
(5)固化与养护:在耐火材料施工完毕后,需要进行固化与养护,确保耐火材料达到设计强度。
4. 施工环境要求:(1)温度控制:在施工期间,需要控制回转窑内部的温度,确保耐火材料施工时温度适宜。
(2)通风与排烟:施工过程中,需要保持良好的通风与排烟,确保施工人员的健康与安全。
新型干法水泥窑对耐火材料的要求
新型干法水泥窑对耐火材料的要求70年代预分解水泥窑问世以后,开始时这种新型窑炉并未在实际生产中表现出明显的技术优越性,主要原因是运转率低,造成了预分解窑运转率低的原因除了设备故障因素外,主要是各部位的耐火材料不能满足使用要求,经常由于耐火材料需要更换维修被迫停窑。
预分解水泥窑与传统水泥窑比较有如下特点:(1)碱及硫、氯等挥发性组份侵蚀严重由于预分解窑充分利用余热预热入预热器的生料,碱的硫酸盐和氯化物挥发、凝聚,反复循环,使得这些组份在窑中富集,与原始生料相比在最热组预热器的窑料中R2O增加5倍,SO3增加3~5倍。
相应部位的窑气中这些组份的含量也大为增加,耐火材料表面温度为800~1200℃的部位,包括预热器、分解炉、上升烟道、下料斜坡、窑筒后部甚至窑门罩和冷却机热端所用的黏土砖和普通高铝砖受到来自窑料和窑气碱化合物的侵蚀,形成膨胀性矿物使耐火材料开裂剥落,发生“碱裂”破环。
并且硫、氯等挥发物组份在上述部位耐火材料表面形成2Cx·Ca-CO3、2C2S·CaSO4、2CaSO4·K2SO4等结皮的特片矿物,粘附窑料形成结皮,影响窑的正常运行。
(2)窑的温度提高对耐火材料的破坏加剧大型预分解窑多采用篦式冷却机和多风道喷煤嘴,篦式冷却机热回收率高,二次温可达1150℃,多风道喷煤嘴一次风量较大,因此火焰温度提高很多,出窑熟料温度可达1400℃,使得窑口、冷却带、烧成带、过渡带、分解带甚至窑门罩、冷却机的温度水平远高于传统窑的相应部位。
温度提高不仅对耐火材料提出更高的耐火要求,而且温度的提高加剧了窑料对耐火材料的化学侵蚀,用于传统窑相应部位的材料在预分解窑上寿命急剧下降。
(3)窑的单位产量提高,窑筒转速加快,加剧是了耐火材料的应力破环。
预分解窑产量较之相同直径的传统窑提高3倍以上,窑的转速达到3~4转/分。
窑筒高速运转不但机构应力大为增加,由于窑衬每转一周所受到的周期性温差的频率的增加使用造成热冲击的热应力破坏也同时加剧。
各窑炉用耐火材料
各窑炉用耐火材料耐火材料的选择一、新型干法水泥回转窑1.卸料口和卸料带主要要求机械磨损、化学磨损要求1耐磨性好2化学侵蚀的能力3耐热震稳定性要强卸料带高铝砖(Al2O370-80%)镁铬砖尖晶石砖鞋料口高铝砖刚玉质浇注砖碳化硅砖2.烧成带主要要求高温热冲击化学侵蚀要求耐热震性能耐侵蚀热态机械强度镁铬砖直接结合镁铬砖3.过渡带要求高温热冲击热态机械强度较小弹摸高铝砖(Al2O350-80%)直接结合镁铬砖普通的镁铬砖尖晶石砖4.分解带与预热带连接的部位,由于热应力与化学侵蚀较小,可使用各种质量的黏土砖和铝砖与过渡带连接的部位,重要采用高铝砖(Al2O350-60%)普通的镁铬砖尖晶石砖5.预热带耐碱性------耐碱的隔热砖耐热------耐碱的隔热浇注砖6.预热器系统耐碱预热器及分解炉的直通、锥体部分及连接管道,采用耐碱的黏土砖、硅铝制的耐磨砖并加隔热复合层隔热顶盖:采用火硅挂顶,背衬矿棉,可用浇注料7.冷却系统:蓖式冷却机:轻质浇注料隔热砖隔热板材下料喉部(高温区):普通的镁铬砖高铝砖中、低温区:铝砖二、玻璃窑用耐火材料1. 池壁砖熔化钠钠钙硅料、含硼的池窑理想的池壁砖材质是电熔锆刚玉砖。
熔化无碱或低碱玻璃纤维时由于酸性侵蚀中,池壁砖材质选用AZS砖或致密锆英石砖。
2. 池底砖池底砖要求能耐磨而且具有整体性。
限制多采用多层式复合池底结构。
多层结构一般是在主体层——粘土大砖的下面保温层。
粘土大砖的上面设防护层和耐磨层,防护层用锆石英砂捣打料或者电熔刚玉捣打料。
耐磨层在防护层上面,保护捣打池底,直接与玻璃液接触,常用具有良好耐侵蚀、耐磨性能的电熔AZS砖。
3. 加料池砖加料池砖受到料粉和玻璃液的侵蚀、料层的磨损、液流的冲刷还有火焰的影响,所以损坏较为严重。
需要高温耐磨耐侵蚀材质,常用无缩孔的含ZrO241%的电熔锆刚玉砖,并且增加砖厚、加强风冷。
除转角砖外,其他部位可用普通浇注的AZS-33砖。
下层加料池砖也可以考虑用浇注高岭土大砖。
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水泥窑用耐火材料的配套选材与性能要求来源:更新日期:2009-9-25 【字体:】社会经济的变化决定着水泥工业的发展,水泥工业的发展直接影响着水泥窑用耐火材料的技术进步,水泥窑用耐火材料的发展要由水泥工业的需求作为发展动力。
作为专业为水泥行业服务的耐火材料企业,我们郑州真金耐火材料有限责任公司有义务凭借自身实力推动水泥窑用耐火材料的技术进步,也更有义务同各水泥企业一道共同推进水泥工业的发展。
现就我们近年来在为水泥工业服务过程中积累的一些经验和见解与您共同分享。
我们真金公司从事水泥窑配套耐火材料生产和服务已有25年的历史,尤其是近10年来,通过对大型干法窑(5000T/D以上)用耐火材料的生产供应,积累了丰富的经验。
真金产品在华新水泥、天瑞水泥、冀东水泥、乌兰水泥、山东山铝、江苏鹤林等十几家大中型水泥企业的5000—6500T/D大窑上使用,均取得了辉煌的业绩。
特别值得一提的是:华新集团阳新公司2号6500T/D生产线和华新集团武穴公司2号6500T/D生产线均全线使用“真金”牌7大系列产品、并先后创造了同步安全运行366天和456天的使用周期,创下了国内新型干法大窑用耐火材料全配套使用周期的历史纪录。
顺便提及:在江苏鹤林2500T/D新型干法窑上安全运行十八个月的业绩,也是至今仍保持的全国纪录,这充分说明真金产品在不同规模新型干法窑上的广泛适应性。
华新水泥集团各公司使用“真金”牌产品所创的历史纪录,不但为真金公司赢得了市场信誉和巨大的经济效益,更重要的是解决了大型水泥回转窑烧成带、过渡带和窑口用耐火材料不能同步的技术难题,为各大水泥公司提高回转窑的运转率,延长使用周期开辟了新的道路,由此带来的经济和社会效益是无法估量的。
根据近几年我们的生产经验和各大水泥企业的实际使用情况,按照回转窑内各窑段衬砖损坏的原因,结合不同材质耐火衬砖的性能特点,我们总结出了一整套科学且实用的配砖方案。
现予以说明:一、新型干法大窑对耐火材料的新要求由于新型干法窑的一系列生产工艺特点,对耐火材料提出了更为苛刻的要求。
1、窑温较高带来的影响大型新型干法窑热回收率较高,一般都在60%以上,尽管其单位熟料的热耗比湿法长窑小的多,但由于产量骤增,单位时间内的热负荷大的多。
大型新型干法窑单位时间内的热负荷比湿法长窑大出将近倍。
单位时间热负荷大,窑温较高,对耐火材料的各种热态性能要求也更为荷刻。
这一点我想作为水泥人比我们有更深刻的理解和体会。
2、窑速较快带来的影响传统湿法长窑的转速一般在60-70转/小时,大型新型干法窑转速在180-210转/小时,甚至高达240转/小时。
由于窑径大,单位长度衬砖的自重相对要重,窑速高、窑温高、单位时间熟料通过量大,因而窑衬所受的热应力、机械应力远比传统窑上要大得多。
同时,经预热器、增湿塔、电收尘的多次搜集,预分解窑中的K2O、SO2、KCl等组分挥发后难以溢出胴体系统以外,当碱、硫、氯的平衡建立后,上述挥发性组分在窑内有很高的浓度,显著影响水泥生产和窑衬的寿命。
这就要求窑衬材料无论在冷态或热态下,都要有足够的强度、体积稳定性和耐侵蚀性。
也就是说大型新型干法窑用耐火材料应具有优异的综合质量和很高的高温体积稳定性。
3、节能要求高带来的影响前已所述,大型新型干法窑热回收效率高,尤其是窑头冷却系统和窑尾预热分解系统,采用一层工作层,1-2层隔热层取得了极其显著的节能效果。
但窑体裸露在大气中,这一部分的散热损失是相当惊人的。
针对大型新型干法窑存在的这一问题,我们公司早在2005年就已立项研发既能满足回转窑使用要求,又能达到节能降耗目的的新产品,并于2006年生产出具有自主知识产权且获得发明专利证书的硅莫耐磨复合砖(专利号为:ZL8393X)。
该产品在华新水泥阳新二期6500T/ D、武穴二期6500T/D两条生产线上使用,均取得了明显的节能降耗效果。
二、各窑段耐火材料损坏机理及合理配套选材1、窑口部位窑口部位虽然没有高温带温度高,但熟料熔体温度也在1400℃左右,且随着窑体的大型化、产量增加、单位时间内通过的熟料量增加,其热应力产生的损坏效应依然占首位。
其次,窑口部位没有窑皮保护,已离烧成带的熟料和大块窑皮由于温度降低,因而凝固变硬,对衬砖产生磨损和冲刷,而熟料颗粒形成后,在窑体运转过程中从上部快速落下,对衬砖的砸蚀作用也不可忽视。
第三,随着窑径增加和衬砖高度的增加,单位长度内的衬砖自重同比增加,在窑体运转过程中,衬砖的压应力增加。
再加上其它因素的影响,诸如:砖型尺寸不准确、胴体椭圆度及砌筑不规范,增加了衬砖的压应力。
且以上三种因素并非单一存在,而是同时作用,某些时候,其综合应力往往超过100%。
这就要求衬砖必须有很好的高温体积稳定性,以消除由于热应力产生的损坏,同时要有很高的热态、冷态强度和抗侵蚀性和耐磨性,才能满足使用要求。
目前国内大型新型干法窑窑口部位流行使用窑口专用刚玉浇注料,但是,由于浇注料生产厂家的水平不同,使用单位的操作条件和技术水平不同等,所以使用周期参差不齐。
尽管部分国产浇注料生产水平已经赶上或超过了国际先进水平,但是,浇注料在窑口部位使用有两个明显的不足:一是浇注料即使密度再高,施工后也难免留有水份,其干燥后定会留下空洞,势必要降低其耐磨性和抗冲刷能力,即使国内一流的生产商,用低水低水泥浇注料依然有水份存在,同样难免干燥后留下孔隙和空洞。
另一方面,也是最突出的一方面,窑口浇注料由于施工条件所限,不能整体浇注,只能分段施工,浇注过程中各种因素诸如:加水量、振动时间、振捣力度、气孔排除、孔隙分布等都不可能完全一致。
即使模板支撑非常准确,外形尺寸控制非常精确,依然避免不了施工中每一施工段产生的质量差异,在窑体运转过程中不能保证质量动平衡,由此加剧了衬砖内部机械应力的破坏作用。
我们真金公司针对窑口耐火材料的使用条件,参考国内外其它窑口用耐火材料的实际使用情况,研制开发出特种高荷软钢纤维增强耐磨砖,该产品体积密度高、耐压强度高、耐磨、耐冲刷、整体砌筑规范,能够充分避免使用浇注料所存在的缺憾和不足,满足窑口部位的使用要求。
特种高荷软钢纤维增强耐磨砖与窑口刚玉浇注料的理化指标见下表:由上表可以看出:窑口刚玉浇注料的耐压强度和体积密度与特种高荷软钢纤维增强耐磨砖基本相同,但是,其常温抗折和热震指标却远不及特种高荷软钢纤维增强耐磨砖。
另外,在窑口刚玉质浇注料中,由于添加的结合剂铝酸钙水泥带来的杂质钙,远远超过了特种高荷软钢纤维增强耐磨砖。
钙元素对耐火材料的影响是众所周知的,所以,特种高荷软钢纤维增强耐磨砖的综合性能要优于窑口刚玉质浇注料,而且其价格也更具优势。
早在2000年,真金公司开发研制的特种高荷软钢纤维增强耐磨砖在亨达利水泥有限公司湿法长窑窑口使用达2年之久。
2005年在山铝水泥有限公司和内蒙古乌兰水泥有限公司5000T/D大窑窑口砌筑4m长,使用周期均达到或超过12个月。
无论是理论数据分析,还是实际使用效果,都证明了真金公司研发生产的特种高荷软钢纤维增强耐磨砖在大型干法窑窑口使用,完全可以实现窑口部位和烧成带窑衬同步运行的理想效果。
2、烧成带烧成带用直接结合镁铬砖,根据近百年来中外学者对碱性耐火材料损坏机理的研究:机械应力、热应力和化学侵蚀是三种主要损坏因素。
德国于上世纪七十年代开始进行了大量的实验室研究,统计了主要损坏因素出现的频率,得出的结论是:机械应力占37%;化学侵蚀占36%;热应力占27%(也就是我们平常所说的三个三分之一)。
(1)熟料熔体及煤灰中硅酸盐低熔物的渗入窑料和燃料中硅酸盐低熔物,在浓度梯度和温度梯度的驱动下,以离子迁移的方式,从砖的热端向冷端扩散,使高温带碱性衬砖分为3个区段:第1区段为窑皮;第2区段为变质层;第3区段是原砖。
变质层内由于熔体的出现,充填了砖内的气孔,使该区域砖层致密化和脆化,在热应力和机械应力的作用下,极易开裂剥落。
对于原料含碱较高的生产线,碱盐的溶入加剧了化学侵蚀的速度,使得衬砖变质层致密化和脆化的速度加快。
一般运行状况下,窑皮的状况、砖内温度梯度决定了熔体渗入深度,也就是变质层的厚度。
窑皮越厚,变质层厚度越薄、变质层形成的时间越长;同样原料质量波动越大,燃料越低劣,变质层形成的时间越短。
因此,挂好窑皮并保护好窑皮、原料预均化以及使用符合要求的燃料是减缓化学侵蚀的两个主要因素。
(2)过热、热震及热疲劳的影响。
大窑的产量越大,窑内热负荷越高。
如果窑皮保护不好,变质层裸露在高温火焰中,砖的热面层快速变质,并在高温下熔化向冷面层扩散,加剧了侵蚀的速度和深度,衬砖极易损坏。
窑皮不稳定或运转不正常,频繁的开停窑时,衬砖内将出现局部频繁的热应力。
碱性砖的抗热震性相对于铝硅系材料抗热震性较差,当砖内频繁出现热应力超过其结构强度时,砖就会出现裂纹,而离子沿裂纹扩散更快,加速了化学侵蚀,形成一种恶性循环。
在窑体的运转过程中,衬砖处于窑的顶部,裸露在高温火焰之中,与衬砖处于窑的底部埋入料层下面相比较:尽管温度差只有150-200℃,影响深度只有10mm左右,但是,由于窑的转速提高,以比较低的180转/小时计算,一个月衬砖在火焰中裸露的次数达129600次之多,使得砖的热面层产生热疲劳,加之其它因素,促使了衬砖的损坏。
(3)、机械应力的影响。
烧成带衬砖的受力极其复杂,在窑体的运转过程中,处于下部托轮部位,砖受挤压,位于大窑胴体顶部的砖受窑皮重量和自重作用,砖受拉伸,窑体在开启或停窑的瞬间,砖受到扭曲;当砖的外形尺寸不准确或砌筑质量差时,砖受到剪切作用。
实际上,砖受到的是压力、拉力、扭曲力、剪切力等综合机械应力,而且在不断的交替变化。
当所有的机械应力总和超过砖的结构强度时,砖就开裂损坏。
鉴于烧成带在上述恶劣的使用条件下的种种损坏机理,真金公司自2005年元月25日第一条超高温隧道窑投产以来,从原材料、生产工艺到检验交付,层层严把质量关,确保产品交付合格率达到100%。
原材料选用高纯镁砂(MgO>97%)和优质进口铬矿,用特殊配方工艺,经630t以上压力机高压成型,1760℃高温烧成,真正采用了“高纯原料、高压成型、高温烧结”的三高工艺进行生产控制。
直接结合镁铬砖由于自身抗侵蚀能力强,挂窑皮性能好,参照碱性耐火材料的损坏机理,结合各大水泥公司的实际使用情况,在生产过程中,我们重点掌控了以下几项性能指标:一是荷重软化温度大于1700℃,只有这样才能保证产品的各项高温性能良好;二是增强体积密度,降低显气孔率,尽可能减缓化学侵蚀速度;三是提高产品抗热震稳定性,减少由于各种热应力引起的损坏;四是推荐各大水泥公司使用ISO标准砖型。
由于ISO标准砖型设计误差小,加之我们在生产过程中控制最小的外形尺寸误差,使得设计误差、生产加工误差和砌筑误差减少到最低限度,减少由于人为因素引起的各种机械应力。