新型幹法水泥窯耐火材料
作者:管理員    發布于:2017-12-22 14:31:49    文字:【】【】【

新型幹法水泥窯耐火材料使用部位較多,其中靜止設備的材料約占總量的70%~80%。不同規格的水泥窯及系統的不同使用部位,對耐火材料都有不同的要求,設計配套時必須選用與其相适應的品種;同時各生産廠家所用的原燃材料品質、設備狀況、操作控制習慣等方面的差異,客觀上對耐火材料的要求也略有不同。本文主要闡述不定形耐火材料在水泥窯上的配置狀況。

  1.回轉窯

  回轉窯用耐火澆注料,尤其是前窯口的耐火材料在使用過程中,除了要承受1400℃以上高溫外,還要受到機械應力、熱應力和化學侵蝕的破壞,因此前窯口耐火澆注料的使用壽命對整條水泥生産線的運轉周期有着至關重要的影響。

  ①回轉窯作為動态設備,在運行使用過程中,前窯口的耐火澆注料承受着兩種機械應力:一是窯的徑向剪切應力,二是沿窯筒體方向的軸向擠壓應力。徑向剪切應力主要來源于回轉窯運行中産生的機械變形,随着窯徑加大,窯速加快,前窯口周期性的受壓和松壓作用加劇,耐火澆注料承受的徑向剪切應力的破壞也更大。前窯口的軸向擠壓應力産生的主要原因是因窯筒體與水平線成3.5%~4%的傾斜,窯内物料在窯運轉時從窯尾向窯頭方向運動,前窯口澆注料在運動物料的推力,及窯内耐火磚的軸向分力的共同作用下,有往窯頭方向移動的趨勢。在這兩種機械應力的作用下,對前窯口澆注料要求有足夠的機械強度。

  ②數據表明,回轉窯運行過程中前窯口熟料出口溫度達到1400℃,入窯二次空氣溫度達1200℃,在窯體運轉過程中,窯皮時挂時落,溫度變化頻繁,由此産生的熱應力是前窯口澆注料損壞的主要原因之一。随着水泥工業大型化的發展趨勢,窯徑也不斷增大,窯口的出料量也在增加,這不僅使機械應力變大,窯内的熱力強度也要大幅度提高,澆注料單位面積所受的熱負荷也相應增大,熱應力的破壞作用更加明顯。在這種情況下,前窯口澆注料應該具有更好的熱震穩定性。

  ③化學侵蝕是水泥窯用耐火材料損壞的主要原因之一,由于每個地區的石灰石品位,采用燃料的品質不同,窯内堿、氯、硫等有害成分的含量也不一樣,生礦石和原燃料中的有害成分在高溫下揮發,這些堿性氣體随着生料一起進入窯内,在窯内1350℃~1450℃環境溫度下,窯料中的有害成分和堿性氣體與前窯口澆注料産生強烈的化學侵蝕作用,形成膨脹性礦物使其開裂剝落,發生“堿裂”破壞。因此,前窯口澆注料應該具有良好的耐堿性。

  綜上所述,前窯口澆注料在高溫環境下應該具備足夠的耐火度、機械強度、熱震穩定性和耐堿性。前窯口澆注料在水泥窯用耐火材料中一直是要害,随着水泥工業技術的發展,水泥窯的規模逐漸增大,前窯口澆注料也經曆了高鋁質、剛玉質、莫玉石質耐火澆注料的發展。我公司的HR-PA80DT剛玉-莫來石窯口專用澆注料,最早使用在2001年投建的浙江桐星集團水泥有限公司2500t/d水泥生産線上,使用周期8~10個月以上,後來廣泛推薦使用于2500t/d、5000t/d以上規模的新型幹法水泥生産線。根據新型幹法水泥生産線的實際工況,對前窯口耐火材料提出了新的标準,我們研發了HR-75MDT剛玉-莫來石窯口專用澆注料,使用周期達到10~12個月,滿足了客戶的使用要求;對于5000t/d水泥生産線設備的建設,耐火材料的發展又是一個新的挑戰。針對5000t/d水泥生産線的具體工況,我們又研發了HR-75MDTF剛玉-莫來石鋼纖維高強窯口專用澆注料,在兼顧HR-PA80DT、HR-75MDT性能的基礎上,提高了材料的機械強度和熱震穩定性。

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