隨著水泥工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步,作為水泥生產(chǎn)線心臟部位的回轉(zhuǎn)窯正在向大型化短窯發(fā)展,工藝更為復(fù)雜,對(duì)水泥窯耐火材料的要求也越來越高。榮盛耐材就耐火材料在水泥窯中配套做一分析,以供參考。
一般的回轉(zhuǎn)窯分為進(jìn)料帶(預(yù)熱帶)、下過渡帶、上過渡帶、燒成帶、卸料帶(冷卻帶)幾個(gè)區(qū)域,各區(qū)域長度比例分布示于表1(D為窯筒體鋼板的有效內(nèi)徑)。
表1 回轉(zhuǎn)窯各區(qū)域長度比例
進(jìn)料帶 | 下過渡帶 | 上過渡帶 | 燒成帶 | 卸料帶 |
~5D | ~2D | ~3D | ~4D | ~1D |
各個(gè)區(qū)域的工況條件和材料選用分述如下。
⑴ 進(jìn)料帶:該帶一般采用磷酸鹽結(jié)合高鋁磚、抗剝落高鋁磚,也有采用耐堿磚,窯尾進(jìn)料口宜采用抗結(jié)皮的碳化硅澆注料。
⑵ 下過渡帶:該帶溫度相對(duì)低,要求磚襯的導(dǎo)熱系數(shù)小,耐磨;一般都采用抗剝落高鋁磚,硅莫磚在性能上優(yōu)于抗剝落高鋁磚,壽命比抗剝落高鋁磚高約1倍,價(jià)格是高鋁磚的1.5倍左右。
⑶ 上過渡帶:該帶窯皮不穩(wěn),要求窯襯抵抗氣氛變化能力好、熱震穩(wěn)定性好、導(dǎo)熱系數(shù)小、耐磨;國外推薦采用鎂鋁尖晶石磚,但該磚的導(dǎo)熱系數(shù)大,國內(nèi)的硅莫磚導(dǎo)熱系數(shù)小、抗磨,性能一定程度上與進(jìn)口材料相媲美。
⑷ 燒成帶:該帶溫度高,化學(xué)反應(yīng)激烈,要求磚襯抗熟料侵蝕、抗SO3、CO2能力強(qiáng),環(huán)保要求無鉻公害,鎂鉻產(chǎn)品抗SO3、CO2的能力不佳,與熟料反應(yīng)生成CrO3,造成使用壽命較短,國外一般采用鎂鋁尖晶石磚,但該磚掛窯皮比較困難,而白云石磚熱震穩(wěn)定性不好,易水化;國外的鎂鐵尖晶石磚在掛窯皮上效果較好,但造價(jià)太高,國內(nèi)新采用低鉻的方鎂石復(fù)合尖晶石磚使用情況較好。
⑸ 卸料帶:該帶窯皮不穩(wěn),溫度波動(dòng)較大,要求磚襯的導(dǎo)熱系數(shù)小、耐磨、抗熱震;國外一般推薦使用尖晶石磚,但尖晶石磚的導(dǎo)熱系數(shù)大且耐磨性不好,國內(nèi)近年多采用硅莫磚和抗剝落耐磨磚;窯口部位采用抗熱震的澆注料。
常用材料的技術(shù)性能見表2。
表2 常用材料技術(shù)性能
理化指標(biāo) | 抗剝落高鋁磚 | 方鎂石復(fù)合尖晶石磚 | 硅莫磚 | 鎂鋁尖晶石磚 | 鎂鐵尖晶石磚 | 直接結(jié)合鎂鉻磚 |
主要成分A1203 | ≥70 | 6~9 | ≥63 | 1~14 | 4~6 | |
MgO | ≥78 | 82~87 | 87~92 | ≥80 | ||
Fe2O3 | 0.8 | 3~5 | ||||
Cr2O3 | 2~4 | 8 | ||||
耐火度(℃) | 1780 | ≥1790 | ||||
0.2MPa荷重軟化點(diǎn) | ≥1470 | ≥1700 | ≥1600 | ≥1700 | ≥1700 | ≥1650 |
常溫耐壓(MPa) | ≥45 | ≥50 | ≥90 | ≥65 | 50 | ≥45 |
體積密度(t/m3) | 2.5~2.6 | ≥3 | ≥2.6 | 2.85~3.0 | 2.85~3.0 | ≥2.9 |
耐磨系數(shù)(CC) | 8.2 | |||||
導(dǎo)熱系數(shù)(W·mk) | 1.4 | 2.5 | 2.8 | 2.6 |
根據(jù)以上的分析,我們可以參照選擇在配套中采用何種配置,但是每個(gè)項(xiàng)目的原料、燃料的不同還要結(jié)合自身的榮盛耐材點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。如在國外項(xiàng)目中有采用石油焦作為生產(chǎn)用燃料,由于石油焦中含有大量的S,熱值較高,燃燒不充分,如果使用直接結(jié)合鎂鉻磚,則磚中的Cr就會(huì)與S結(jié)合形成R2(Cr,S)O4,它們滲透在磚襯之內(nèi),甚榮盛耐材在窯筒體鋼板上發(fā)生沉積,促進(jìn)了沉積部位窯體鋼板的的腐蝕變質(zhì)。在水泥窯中,CaO還與SO3反應(yīng),生成體積膨脹的CaSO4和CaS,與CaO相比,生成后的體積效應(yīng)分別是275%和155%,導(dǎo)致磚的開裂,從而破壞整個(gè)磚襯,所以在材料的配置上還要考慮生產(chǎn)所用原料和燃料的成分。
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