新型干法水泥窑对耐火材料的要求.doc

新型干法水泥窑对耐火材料的要求
20世纪初至50年代,是用铝硅质耐火材料来满足传统水泥窑(湿法水泥回转窑)的生产;20世纪50年代以后,铝硅质耐火材料的性能得到进一步完善;20世纪70年代后期,我国出现了新型干法水泥窑,促进了水泥工业向大型化、现代化方向发展,并对耐火材料提出了更高的要求。为了适应水泥工业的变化与发展,经过多年的科研、设计及开发应用,我国水泥窑用耐火材料的技术水平及产品质量有了显著变化和提高,在品种和性能上均达到了国际先进水平,但不足之处是耐火材料的质量稳定性还有一定差距。当前,水泥行业主要的耐火材料是铝硅系耐火材料、碱性耐火材料和其他隔热耐火材料等。本文就水泥生产工艺及设备对耐火材料的要求及优化配置做一个简单阐述:
新型干法水泥窑损毁机理和优化配置
国内大型回转窑内,易挂窑皮且热震稳定性能较好的镁铬砖用于烧成带,尖晶石砖或硅莫砖用于过渡带,高铝砖用于安全带,隔热型耐碱黏土砖或普通型黏土砖用于分解带,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预热器系统,抗结皮碳化硅浇注料用于窑尾烟室,高强型耐碱黏土砖和高耐磨耐火浇注料用于三次风管,抗剥落高铝砖用于分解炉及窑门罩,并配用大量的耐火浇注料、系列隔热砖和系列硅酸钙板。在日产2500吨水泥窑上,耐火材料建设用量达2000吨以上,正常生产时年消耗用量达400吨以上。

传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。当碱、硫、***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耐火材料的寿命,对耐火材料的要求提出了更高的要求,而窑内衬的每一部分出现问题都可能导致生产终止。因此,每个耐火材料工作者都必须了解水泥预分解窑用耐火材料的损毁原因,才能进一步推动新型干法水泥窑耐火材料技术的发展与进步。
①热侵蚀对耐火材料的影响。随着新型干法水泥窑技术的发展与进步,促进了水泥工业向大型化、现代化的方向发展,水泥窑系统配用了新一代的篦冷机、多通道燃烧器,同时窑头罩密封及保温效率的提高和燃料的充分燃烧使火焰集中,熟料温度在1400℃左右,入窑二次风温可达1000℃以上,窑内烧成带、过渡带及窑头罩、篦冷机入口和三次风温都远远超过传统窑相应部位的温度。因此,造成相应部位的耐火材料过烧,特别是烧成带和过渡带等部位,温度过烧损坏了砖体结构,耐火度偏低的耐火材料在生产过程中过烧时,导致耐火砖出现结构疲劳。当过热熟料液相渗透砖体热面时,砖体变得更致密,其机械性能发生变化。频繁停窑、开窑,导致快速升温、降温、窑皮坍落,温度的突然变化产生热应力造成砖面水平剥落开裂。所以使用弹性模量高、耐火度高、高温性能优良的耐火材料成为了必然。
②机械应力对耐火材料的影响。传统回转窑的转速一般只有1~,而新型干法水泥窑转速为3~4r/min,在高转速、高温度的大型窑上,窑衬所受应力的综合破坏程度,要远远超过传统窑相应部位的耐火衬里。如果膨胀缝隙不够,可能会导致耐火砖受热膨胀产生的轴向压力,超过砖体强度产生剥落。如果