新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯耐火材料的使用技術(shù)要求

1、新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯耐火材料的使用技術(shù)要求一、概述最初，人們采用立窯煅燒水泥熟料時(shí)，由于窯的規(guī)格小，煅燒溫度低，僅使用含 Al2O3 為 30 40% 單一的一種粘土磚，初期的回轉(zhuǎn)窯在這一經(jīng)驗(yàn)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：鎂鉻磚（ Px83 、B-Z-X 、S-65 ）、尖晶石磚（ Ag85 、R-S-X 、Fg90 ）和白云石磚（ K12105 ）。二、襯料的作用1 、 防止高溫火焰或氣流對(duì)窯體的直接損傷，保護(hù)窯胴體；2 、 防止有害物質(zhì)（ CO 、SO2）對(duì)窯體的侵蝕；3 、 防止物料、氣流對(duì)窯體的腐蝕；

2、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(guò)水泥窯的運(yùn)行實(shí)踐得出的共識(shí)是：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：熱機(jī)械綜合效應(yīng)和熱化學(xué)綜合效應(yīng)。德國(guó)耐火技術(shù)公司對(duì)使用后的鎂鉻磚進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究，并統(tǒng)計(jì)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（ %）D（m ） /10 ；輪帶的最大滑移量UD（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

3、鹽以及堿鹽的侵蝕作用新型干法水泥技術(shù) 引起。3 、 熱應(yīng)力占27% ：由于過(guò)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 臵不一，以上三種因素便起著不同的作用。對(duì)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 個(gè)）：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(guò)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

4、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(guó)水泥廠協(xié)會(huì)（ VDZ ）推薦了用于水泥窯的磚型：1 、 ISO 型（/3 型或 VDZ-A 型）：粘土磚和高鋁磚；2 、 VDZ-B 型（簡(jiǎn)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，只要改變每圈中這兩種磚的比例就可通用于該廠不 同 直 徑 的 幾 臺(tái) 窯 上 。 本 廠 一 線 窯 4.7 × 75m 耐 火 磚 配 比 為 B322:B622=80:117 ，二線窯4.0 

5、15;60m 耐火磚配比為 B320:B620=53:114 ，實(shí)際上采用的耐火磚配比為X:Xa=53:109 。磚型代號(hào)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新型干法水泥技術(shù) 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 71.5mm 。、磚外形質(zhì)量控制1 、 尺寸公差：厚度公差± 2% ，最大±2mm ；楔形面大

6、頭和小頭寬度公差±2mm；大小頭差值的公差±1mm；長(zhǎng)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(zhǎng)和3mm深（分別在磚的兩側(cè)），但不準(zhǔn)超過(guò)。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(guò)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 0.5mm 。5 、 裂縫：不允許有平行于磨損面的裂紋； 不長(zhǎng)于20mm ，不寬于 0.2mm的其它裂紋是允許的。6 、 磚受壓面的平整度：棱與中央面之間的高度差值小于0.5mm 。7

7、 、 一批耐火磚中有各種缺損毛病的磚不超過(guò)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(guó)外為 1mm 的火泥（火泥最大粒徑為 0.2mm ），國(guó)內(nèi)為 2-3mm（國(guó)產(chǎn)磚外形質(zhì)量的規(guī)整度稍差） 。本廠干法一線進(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(guó)產(chǎn)磚都采用濕砌，含干法二線窯內(nèi)耐火磚。國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐證明： 采用火泥砌筑的磚襯使用壽命長(zhǎng)。因?yàn)榛鹉嗟牧鲃?dòng)和壓縮性能都好，既使磚襯中個(gè)別單磚位臵有些傾斜，火泥也能防止砌后磚襯中發(fā)生較大空洞，通過(guò)磚縫傳布的力能分布在整個(gè)磚面上。因此，在機(jī)械應(yīng)力過(guò)大（如窯

8、輪帶部位）的區(qū)域內(nèi)，應(yīng)采用火泥砌筑。2 、堿性磚的豎縫（又稱環(huán)縫） ：鎂鉻磚為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0.8m 的部位，設(shè) 臵擋磚圈，既求對(duì)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30-50mm ，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 、 平行布臵的兩道等

9、高型：即采用兩道“凸緣型”擋磚圈，其間距 80mm 左右，須配用異型磚，如圖 3。本廠干法一線窯口擋磚圈采用的是“平行布 臵的兩道等高型”，規(guī)格為 50 ×50mm ，間距 80mm ；干法二線窯口擋磚圈采用的是“平坦型” ，高 50mm ，寬 180mm 。在擋磚圈上均配 臵 180mm 長(zhǎng)的異型磚。 為了保護(hù)窯皮的穩(wěn)定性，燒成帶和過(guò)渡帶內(nèi)不應(yīng)設(shè) 臵擋磚圈。在窯內(nèi)低溫部位設(shè) 臵擋磚圈時(shí)，其距相鄰輪帶中心距離不少于4m 。本廠干法一線窯內(nèi)擋磚圈的位臵分別為：0.71m 、39.95m 、 47.95m 、 55.95m 、 65.95m 、74.20m共六道；干法二線窯內(nèi)擋磚圈的位

10、臵分別為：0.68m、34.88m、44.88m、59.26m共四道。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(guò)大的熱應(yīng)力而導(dǎo)致磚襯開(kāi)裂、剝落，尤其大型回轉(zhuǎn)窯。升溫平穩(wěn)時(shí)，窯體溫度相應(yīng)漸增， 向外漸脹，對(duì)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(gè)厚50-70mm的低應(yīng)力區(qū)，超過(guò)該區(qū)后，壓應(yīng)力徒增。以本廠干法一線為例：1 、一般檢修結(jié)束后， 18h 的升溫曲線：見(jiàn)圖4。2 、窯慢轉(zhuǎn)：停窯而不更換堿性磚時(shí)，降溫必須緩慢適度。初停窯時(shí)，絕不能靠排風(fēng)強(qiáng)制冷卻，這時(shí)，沖水冷卻窯襯的方法更必須禁用（若下大雨或大雪

11、時(shí)，窯慢轉(zhuǎn)的間隔旋轉(zhuǎn)時(shí)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(kāi)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(wèn)題。如日本普遍采用6 8h 的快速烘窯制度?？偨Y(jié)國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)，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。回轉(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 ，窯體和輪帶間的間隙會(huì)降至零而產(chǎn)生“縮頸”現(xiàn)象，不但損壞耐火磚，所造成的窯體變形即使冷卻下來(lái)也不能完全復(fù)原。所以，此時(shí)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)

12、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(kāi)窯時(shí)，要開(kāi)啟增濕塔系統(tǒng)。3 、 選用適當(dāng)?shù)哪突鸫u。 堿性磚在實(shí)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：對(duì)于檢修更換的鎂鉻磚，不宜采用 6 8h 的快速升溫。另外，對(duì)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， 高溫階段要避免物料被燒結(jié)，必須按物料的材質(zhì)、用量以及襯里厚度來(lái)決定升溫制度，通常為 1530 /h 。常溫下，24h 的凝結(jié)期內(nèi)不能振動(dòng)和加熱。 窯口澆注料在施工中， 通常環(huán)向以 1m 間隔規(guī)則的設(shè) 臵膨脹縫（高度為砼厚

13、度的 2/3 ，厚度為 10mm ）。、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(guò)于龐大， 使窯皮表面溫度過(guò)高，造成該處熟料中熔體含量過(guò)多且粘度太稀，熟料粒度也增大過(guò)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(dòng)、 火焰溫度和位 臵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(zhǎng)。為求開(kāi)窯時(shí)掛好窯皮，正常生產(chǎn)中維護(hù)好窯皮，必要時(shí)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