回轉(zhuǎn)窯燒成帶耐火磚的保護(hù)
2011-02-21 00:00
在工業(yè)生產(chǎn)中，燒成帶耐火磚的使用壽命很短，往往導(dǎo)致計(jì)劃外停回轉(zhuǎn)窯檢修，是影響水泥回轉(zhuǎn)窯優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗和年運(yùn)轉(zhuǎn)率的關(guān)鍵因素。
一、耐火磚的侵蝕機(jī)理在熟料煅燒過程中，由于回轉(zhuǎn)窯內(nèi)氣體溫度比物料溫度高得多，回轉(zhuǎn)窯每旋轉(zhuǎn)一圈，回轉(zhuǎn)窯襯表面受到周期性的熱沖擊，溫度變化幅度為150-250℃，在回轉(zhuǎn)窯襯10-20mm表層范圍內(nèi)產(chǎn)生熱應(yīng)力。
回轉(zhuǎn)窯襯還承受由于回轉(zhuǎn)窯的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的磚砌體交替變化的徑向和軸向機(jī)械應(yīng)力，以及煅燒物料的沖刷磨損。由于同時(shí)產(chǎn)生硅酸鹽熔體，在高溫環(huán)境下很容易與回轉(zhuǎn)窯襯耐火磚表面相互作用形成初始層，并同時(shí)沿耐火磚的孔隙滲入到耐火磚的內(nèi)部，與耐火磚黏結(jié)在一起，使耐火磚表層10-20mm范圍內(nèi)的化學(xué)成分和相組成發(fā)生變化，降低耐火磚的技術(shù)性能。
當(dāng)物料的燒結(jié)范圍較窄或者形成短焰急燒產(chǎn)生局部高溫時(shí)，會(huì)使回轉(zhuǎn)窯皮表面的最低溫度高于物料液相凝固溫度，回轉(zhuǎn)窯皮表面層即從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)而脫落，并且由表及里深入到回轉(zhuǎn)窯皮的初始后又形成新的回轉(zhuǎn)窯皮初始層。當(dāng)這種情況反復(fù)出現(xiàn)時(shí)，燒成帶回轉(zhuǎn)窯襯就逐漸由厚變薄，甚至完全脫落，導(dǎo)致局部露出回轉(zhuǎn)窯筒體而紅回轉(zhuǎn)窯。實(shí)際上燒成帶回轉(zhuǎn)窯襯損壞情況正是如此，在高溫區(qū)域殘磚厚度大體上呈曲率半徑較大的弧線分布，有時(shí)弧底就落在回轉(zhuǎn)窯簡(jiǎn)體的內(nèi)表面上。
二、耐火磚的保護(hù)
1. 耐火磚物理性能的影響抗渣性是指耐火材料抵抗化學(xué)侵蝕的能力，在形成回轉(zhuǎn)窯皮初始層以及當(dāng)物料粘性大或產(chǎn)生局部高溫促使回轉(zhuǎn)窯皮脫落情況下，抗渣性就顯得非常重要。
孔隙率及導(dǎo)熱系數(shù)，對(duì)于形成回轉(zhuǎn)窯皮初始層有著重要的作用，并且在回轉(zhuǎn)窯皮局部脫落時(shí)，孔隙率和導(dǎo)熱系數(shù)較大的耐火材料有助于回轉(zhuǎn)窯皮的及時(shí)補(bǔ)掛。但同時(shí)又有可能表現(xiàn)出極大的破壞作用，使耐火磚剝離的薄層脫落。
耐火磚在其生產(chǎn)過程中，其物理化學(xué)變化一般都未達(dá)到燒成溫度下的平衡狀態(tài)。也有燒成不充分的耐火磚，因而在回轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)窯作用中再受高溫作用時(shí)，大多數(shù)的耐火磚由于其本身液相的產(chǎn)生及孔隙的填充，發(fā)生不可逆的重?zé)湛s。因此，高溫體積穩(wěn)定性，在選用燒成帶耐火磚時(shí)必須予以考慮。
孔隙率及導(dǎo)熱系數(shù)，對(duì)于形成回轉(zhuǎn)窯皮初始層有著重要的作用，并且在回轉(zhuǎn)窯皮局部脫落時(shí)，孔隙率和導(dǎo)熱系數(shù)較大的耐火材料有助于回轉(zhuǎn)窯皮的及時(shí)補(bǔ)掛。但同時(shí)又有可能表現(xiàn)出極大的破壞作用，使耐火磚剝離的薄層脫落。
耐火磚在其生產(chǎn)過程中，其物理化學(xué)變化一般都未達(dá)到燒成溫度下的平衡狀態(tài)。也有燒成不充分的耐火磚，因而在回轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)窯作用中再受高溫作用時(shí)，大多數(shù)的耐火磚由于其本身液相的產(chǎn)生及孔隙的填充，發(fā)生不可逆的重?zé)湛s。因此，高溫體積穩(wěn)定性，在選用燒成帶耐火磚時(shí)必須予以考慮。
熱表面層狀勅離是回轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)窯燒成帶回轉(zhuǎn)窯襯經(jīng)受熱震后損壞的主要形式；若同時(shí)發(fā)生局部回轉(zhuǎn)窯皮脫落，就會(huì)使耐火磚使用壽命大為縮短。
2. 燃燒與燃料噴嘴對(duì)耐火磚的影響用煤作燃料時(shí)，煤的揮發(fā)分和灰分起著決定性的作用，直接影響火焰形狀。揮發(fā)分較高而灰分較低的煤粉，可使黑火頭縮短，形成低溫長(zhǎng)焰煅燒。對(duì)保護(hù)回轉(zhuǎn)窯襯一般是有利的，但揮發(fā)分過高，著火太快，使出回轉(zhuǎn)窯熟料溫度高達(dá)260℃以上，二次風(fēng)溫超過900℃，極易燒壞噴嘴，使其變形或燒破出現(xiàn)缺口，產(chǎn)生紊亂的火焰形狀，在其被更換之前就損害了回轉(zhuǎn)窯襯。煤的揮發(fā)分過低（小于0%），灰分太高（大于28%），大量煤粉的不完全燃燒就會(huì)沉降在物料內(nèi)燃燒并放出大量的熱也會(huì)損傷回轉(zhuǎn)窯皮。
燃料噴嘴結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)中往往沒受到足夠的重視，噴嘴形狀和出口尺寸主要影響煤粉同一次風(fēng)的混合程度與噴出速度，有時(shí)為加強(qiáng)風(fēng)煤的混合，還可在噴嘴內(nèi)加裝風(fēng)翅，但要注意旋流風(fēng)旋轉(zhuǎn)幅度過大掃傷回轉(zhuǎn)窯皮。
3. 生料成分波動(dòng)對(duì)耐火磚的影響當(dāng)鋁率過高，液相黏度大時(shí)，回轉(zhuǎn)窯皮大量垮落，操作上不易控制，對(duì)保護(hù)回轉(zhuǎn)窯襯不利，生產(chǎn)實(shí)踐中鋁率一般控制在1.3-1.6；當(dāng)釆取高飽和比、高硅率、低液相配料時(shí)易產(chǎn)生黏散料沖刷、磨蝕回轉(zhuǎn)窯皮使回轉(zhuǎn)窯薄嚴(yán)重時(shí)損傷回轉(zhuǎn)窯襯，生產(chǎn)實(shí)踐中硅2.5時(shí)，飽和比不宜超過0.92，當(dāng)硅率2.8時(shí)，飽和比不宜超過0.90。
生料喂料量的波動(dòng)對(duì)回轉(zhuǎn)窯襯的危害較大。當(dāng)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)來料太多時(shí)，就不得不關(guān)小回轉(zhuǎn)窯尾排風(fēng)量，加大煤粉用量進(jìn)行逼火強(qiáng)燒，使燒成帶熱負(fù)荷迅速增加，使回轉(zhuǎn)窯襯受到嚴(yán)重?fù)p害。當(dāng)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)來料太少時(shí)，煤粉火焰明顯下傾，該區(qū)的回轉(zhuǎn)窯皮在高溫下就會(huì)脫落、變薄，撲向較薄的料層，若不及時(shí)調(diào)整風(fēng)量和用煤量，極易燒壞回轉(zhuǎn)窯皮和耐火磚。另外，生料喂料量的波動(dòng)又會(huì)導(dǎo)致回轉(zhuǎn)窯內(nèi)熱工制度不穩(wěn)定溫度過大使回轉(zhuǎn)窯皮脫落或受損。
通過以上分析，當(dāng)出回轉(zhuǎn)窯熟料溫度高達(dá)1250℃以上，二次風(fēng)溫超900℃時(shí)，極易燒壞噴嘴，使其變形或燒破出現(xiàn)缺口，產(chǎn)生紊亂的火焰形狀，使回轉(zhuǎn)窯襯極易損壞。熟料三率值一般控制在KH0.91±0.01，硅率2.6±0.1，鋁率控制在1.3-1.6之間，對(duì)保護(hù)耐火磚使用壽命和提高熟料強(qiáng)度極有益處。
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