回轉(zhuǎn)窯耐火材料的使用和配置

1、回轉(zhuǎn)窯耐火材料的使用和配置、概述最初，人們采用立窯般燒水泥熟料時，由于窯的規(guī)格小，鍛燒溫度低， 僅使用含a12o3為3040%單一的一種粘土磚，初期的回轉(zhuǎn)窯在這一經(jīng)驗上進(jìn) 行改進(jìn)，采用了高鋁磚和粘土磚，從六十年代起，由于窯的大型化和強(qiáng)化操作, 高溫部位窯襯普遍采用堿性磚砌筑，主要品種有：鎂輅磚、尖晶石磚和白云石 磚。二、襯料的作用1、防止高溫火焰或氣流對窯體的直接損傷，保護(hù)窯胴體；2、防止有害物質(zhì)(co、s02)對窯體的侵蝕；3、防止物料、氣流對窯體的腐蝕；4、降低窯體溫度，防止窯體被氧化腐蝕；5、具有蓄熱、保溫的作用；6、能夠改善掛窯皮性能。三、堿性磚損壞原因通過水泥窯的運(yùn)行實踐得出得共識是

2、：機(jī)械應(yīng)力、熱應(yīng)力和化學(xué)侵蝕是三 種最基本的損壞因素，絕大多數(shù)情況下它們綜合作用于耐火材料，并主要表現(xiàn) 為：熱一機(jī)械綜合效應(yīng)和熱一化學(xué)綜合效應(yīng)。德國耐火技術(shù)公司對使用后的鎂 珞磚進(jìn)行了大量的實驗研究，并統(tǒng)計了主要損壞原因出現(xiàn)的頻率：1、機(jī)械應(yīng)力占37%：由于窯體變形和磚的熱膨脹作用引起，窯胴體橢圓 率3 (%) <d (m) /10;輪帶的最大滑移量 u<d (mm) /200, 一般要求為 10 15mm。2、化學(xué)侵蝕占36%:由于熟料硅酸鹽.鐵酸鹽以及堿鹽的侵蝕作用引起。3、熱應(yīng)力占27%:由于過熱和熱震作用引起。隨著窯型、操作的不同以及窯襯在窯內(nèi)位置不一，以上三種因素便起著

3、不同的作用。對上述三種基本損壞因素起決定作用的是：火焰、窯料和窯筒體 在運(yùn)轉(zhuǎn)中變形狀態(tài)的變化，使襯里承受各種不同的應(yīng)力。破壞堿性磚的因素如下（共8令：1、熟料熔體滲入；2、堿鹽滲入；3、還原和還原-氧化反應(yīng)；4、 過熱；5、熱震；6、熱疲勞；7、機(jī)械應(yīng)力；8、磨刷。所以，為求回轉(zhuǎn)窯內(nèi)襯磚難于損壞的重要因素是：1、抗熟料熔體和堿鹽 侵蝕的能力強(qiáng)；2、抗熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力的顯微結(jié)構(gòu)韌性好；3、抗熱負(fù)荷和熱 態(tài)磨損的高溫穩(wěn)定性好；4、掛窯皮性能好；5、耐火磚的成份符合環(huán)保需要。四、磚型選擇和磚的外形質(zhì)量控制 、磚型選擇1966年德國水泥廠協(xié)會（vdz）推薦了用于水泥窯的磚型：1、iso型（兀/3型或v

4、dz-a型）：粘土磚和高鋁磚；2、vdz-b型（簡稱b型）：堿性磚。最通用的厚度（高度）有180mm, 200mm和220mm三種。水泥廠選擇楔形度大小不同的兩種磚型，只要改變每中這兩種磚的比例就可通用于該廠不同直徑的幾臺窯上。磚型代號意義:b322:表示使用于3m直徑窯上高度為220mm的b型磚；b620:表示使用于6m直徑窯上高度為200mm的b型磚。磚型演變的結(jié)果：熱膨脹性較小的粘土磚和高鋁磚的磚型可以稍大，通常 取iso型磚，其楔形面大頭寬度固定為103mm,小頭寬度則隨窯徑和磚厚而變; 熱膨脹性較大的堿性磚，通常取b型磚，其楔形面平均寬度為71.5nimo 、磚外形質(zhì)量控制1、尺寸公

5、差：厚度公差±2%，最大± 2mm;楔形面大頭和小頭寬度公差 ± 2mm;大小頭差值的公差± lmm;長度公差± 1%，最大± 1. 5mm。2、邊損：允許熱面或冷面有兩條邊的損壞達(dá)20mm長和3mm深（分別在 磚的兩側(cè)），但不準(zhǔn)超過。3、角損：熱面只許有一處角損，角損處三條棱的角損之和不超過30mm; 冷面允許有兩處角損。4、凹坑、熔跡和鼓包：允許凹坑和熔跡的最大直徑為10mm,最大深度 10mm;鼓包最大5mmo5、裂縫：不允許有平行于磨損面的裂紋；不長于20mm,不寬于0.2mm 的其它裂紋是允許的。6、耐火磚受壓面的平整度：棱

6、與中央面之間的高度差值小于5mm。7、一批耐火磚中有各種缺損毛病的磚不超過總數(shù)的4%。五、耐火磚的砌筑、膨脹縫的留設(shè)膨脹縫的留設(shè)是為了減小因磚的熱膨脹和窯胴體橢圓度造成的應(yīng)力。1、堿性磚的橫縫：國外為1mm的火泥（火泥最大粒徑為02nim）,國內(nèi)為 2-3mm （國產(chǎn)磚外形質(zhì)量的規(guī)整度稍差）。進(jìn)口磚采用干砌（潔凈法砌筑，磚面 直接接觸，理論上脹縫為零），國產(chǎn)磚都采用濕砌。國內(nèi)外的實踐證明：采用火泥砌筑的磚襯使用壽命長。因為火泥的流動和 壓縮性能都好，既使磚襯中個別單磚位置有些傾斜，火泥也能防止砌后磚襯中 發(fā)生較大空洞，通過磚縫傳布的力能分布在整個磚面上。因此，在機(jī)械應(yīng)力過 大（如窯輪帶部位）的

7、區(qū)域內(nèi)，應(yīng)采用火泥砌筑。2、堿性磚的豎縫（又稱環(huán)縫）：鎂輅磚為2mm,尖晶石磚為3mm,只能采 用紙板充填，不能采用鋼板，最好不用火泥。非堿性磚區(qū)內(nèi)的豎縫應(yīng)為零。 、擋磚圈的結(jié)構(gòu)回轉(zhuǎn)窯是斜度為3-4%的旋轉(zhuǎn)鋼筒，在其運(yùn)轉(zhuǎn)中，巨量的襯磚和上面附著 的窯皮向前窯口形成巨大的推力，使耐熱鋼材質(zhì)的窯口護(hù)鐵難以承受。因此， 在距窯口約08m的部位，設(shè)置擋磚圈，既求對窯襯上推，又加固窯筒體使之 保持規(guī)整。擋磚圈的形式：1、凸緣型：高30-50mnb寬50-80mm,須配用異型磚，如圖1;2、平坦型：高50mm,寬180mm,須配用異型磚，如圖2;3、平行布置的兩道等高型：即采用兩道“凸緣型，擋磚圈，其間距

8、80mm 左右，須配用異型磚，如圖3。本廠窯口擋磚圈采用的是“平行布置的兩道等高型”，規(guī)格為50 x 50mm, 間距80mm;為了保護(hù)窯皮的穩(wěn)定性，燒成帶和過渡帶內(nèi)不應(yīng)設(shè)置擋磚圈。在窯內(nèi)低溫部位設(shè)置擋磚圈時，其距相鄰輪帶中心距離不少于4嘰六、耐火磚的使用、烘烤和冷卻窯內(nèi)磚襯砌筑后，必須進(jìn)行妥善的烘烤。烘烤中，升溫速度不能太快，以 免產(chǎn)生過大的熱應(yīng)力而導(dǎo)致磚襯開裂、剝落，尤其大型回轉(zhuǎn)窯。升溫平穩(wěn)時，窯體溫度相應(yīng)漸增，向外漸脹，對磚襯的膨脹起道一定的補(bǔ)償作 用。在耐火磚的冷端（磚的大頭），隨磚型的不同，有一個厚50-7omni的低應(yīng) 力區(qū)，超過該區(qū)后，壓應(yīng)力徒增。以本廠干法一線為例：1、一般檢修

9、結(jié)束后，18h的升溫曲線：見圖4。2、窯慢轉(zhuǎn)：升溫停窯窯尾溫度 （°c ）旋轉(zhuǎn)量 （圈）旋轉(zhuǎn)間隔（分）停窯時間旋轉(zhuǎn)量 （圈）旋轉(zhuǎn)間隔 （分）0-1000不慢轉(zhuǎn)0 0: 151/45100 - 2501/4600: 15 0:451/4102504501/4300:45 1: 451/420450 5501/4151:45 3: 151/430550 7501/4103: 15 6: 151/460750以上1連續(xù)慢轉(zhuǎn)6: 15 12: 151/412012: 15 21: 151/418021: 15 36: 151/430036 6 o * 11 551/4480停窯而不更換堿性磚

10、時，降溫必須緩慢適度。初停窯時，絕不能靠排風(fēng)機(jī) 來強(qiáng)制冷卻，這時，沖水冷卻窯襯的方法更必須禁用（若下大雨或大雪時，窯 慢轉(zhuǎn)的間隔旋轉(zhuǎn)時間減半）。若窯皮厚度正常，又不露磚，應(yīng)先自然冷卻8h,等窯皮表面變黑后，方可加快冷卻速度，如開窯門等。怎樣在不損壞窯襯和窯體的前提下，加快烘窯速度，以求增產(chǎn)熟料，是 水泥工作人員普遍感興趣的問題。如日本普遍采用68h的快速烘窯制度?？?結(jié)國內(nèi)外的經(jīng)驗，應(yīng)采取以下措施：1、控制窯體。特別是使第二道輪帶處窯體不變形?；剞D(zhuǎn)窯快速烘烤中, 窯體升溫較快，而輪帶由于散熱面積大升溫要慢得多，若兩者間的溫差達(dá)到 60°c,窯體和輪帶間的間隙會降至零而產(chǎn)生“縮頸”現(xiàn)象

11、，不但損壞耐火磚， 所造成的窯體變形即使冷卻下來也不能完全復(fù)原。所以，此時就必須采用風(fēng)機(jī) 強(qiáng)制冷卻第二道輪帶兩側(cè)的窯體。該區(qū)域的磚襯以濕砌為宜。2、控制廢氣溫度?？焖俸娓G中，燃耗甚至高達(dá)3倍，窯內(nèi)氣流速度快， 溫度高，必須將其廢氣溫度降至正常。所以，開窯時，要開啟增濕塔系統(tǒng)。3、選用適當(dāng)?shù)哪突鸫u。堿性磚在實際使用中，必須保持應(yīng)有的結(jié)構(gòu)韌 性，顯氣孔率不能太小，厚度以下表為宜：窯徑（m）<3.63. 6-4. 24.2-5. 2>5.2磚最大厚度（mm）180200225250對于檢修更換的鎂鎔磚，不宜采用68h的快速升溫。另外，對水硬性澆 注料,低溫階段要逐步排除附著水和化學(xué)結(jié)合水

12、，高溫階段要避免物料被燒結(jié), 必須按物料的本質(zhì)、用量以及襯里厚度來決定升溫制度，通常為153（tc/h。 常溫下，24h的凝結(jié)期內(nèi)不能振動和加熱。窯口澆注料在施工中，通常環(huán)向以 5間隔規(guī)則的設(shè)置膨脹縫（高度為牲厚度的2/3,厚度為10mm）o、掛窯皮和保護(hù)窯皮耐火磚上第一層優(yōu)質(zhì)窯皮的形成條件是：熟料顆粒細(xì)小均勻，在同一溫度 下，熟料中熔體的含量、粘度和表面張力適當(dāng)，且耐火磚熱面層中也形成少量 熔體，于是，料層底部的熟料顆粒便和磚面牢固的相粘。這樣，層層熟料不斷 地粘附，窯皮漸厚，直至窯皮加耐火磚組成的總厚度過于龐大，使窯皮表面溫 度過高，造成該處熟料中熔體含量過多且粘度太稀，熟料粒度也增大過多，不 再繼續(xù)相粘形成更厚的窯皮為止。入窯生料成份和數(shù)量的波動、火焰溫度和位置的變化都使熟料及窯皮表面層中熔體含量、粘度和表面張力、熟料粒度發(fā)生變化，窯皮不斷消長。為求開窯時掛好窯皮，正常生產(chǎn)中維護(hù)好窯皮，必要時還要補(bǔ)掛好窯皮，應(yīng)做 到：1、窯襯砌筑的前后，均要從嚴(yán)清除窯內(nèi)舊磚和雜物以及殘留于磚面上 的火泥等，避免在火磚表面掛