預(yù)分解窯用耐火材料的損毀機(jī)理及選擇

摘要PAGEIV預(yù)分解窯用耐火材料的損毀機(jī)理及選擇摘要隨著新型干法水泥生產(chǎn)線的不斷擴(kuò)大，水泥窯對(duì)耐火材料的要求也隨之提高。不同規(guī)格的水泥窯及系統(tǒng)的不同使用部位對(duì)耐火材料有不同的要求，因此設(shè)計(jì)配套時(shí)必須選用與其相適用的品種。論文通過(guò)詳細(xì)介紹水泥窯用耐火材料的發(fā)展動(dòng)態(tài)、水泥窯用耐火材料的損毀形式、降低窯襯消耗及使用一些新型的耐火材料，對(duì)水泥窯用耐火材料主要品種和存在的問(wèn)題、使用中影響水泥窯運(yùn)行周期的各部位耐火材料的損毀形式等進(jìn)行了深入的探討，從而得出提高耐火材料壽命的措施。實(shí)踐證明：只有不斷分析總結(jié)，加強(qiáng)管理，才能有效提高耐火材料周期，延長(zhǎng)使用壽命，降低消耗，保證窯系統(tǒng)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，從而提高產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本。關(guān)鍵詞：水泥窯耐火材料損毀機(jī)理

WearmechanismandselectionofrefractorymaterialsincementkilnWiththegrowingofnewdryprocesscementproductionlines,improvingtherequirementsofcementkilnsforrefractories.Differentspecificationsandsystemusedincementkilnsitesonrefractorymaterialshavedifferentrequirements,sowhenthedesignselectionthatapplytothevarietiesmustbe.Papersbydetaileddevelopmentofrefractoriesforcementkiln,cementkilnrefractoryformsofdamage,reducingkilnliningconsumptionandtheuseofsomenewtypeoffire-proofmaterial,onmainvarietiesofcementkilnrefractoryandexistingproblem,theuseofcementkilnoperationinvariouspartsofthecycleoftherefractoryisdamagedformsanin-depthdiscussion,toderivemeasurestoenhancethelifeofrefractorymaterials.Practicehasproventhatonlyasummaryofongoinganalysis,strengtheningthemanagementtoeffectivelyincreasetherefractoryperiodandprolonglife,reduceconsumption,ensurethehighefficiencyofkilnsystem,therebyimprovingyields,lowerproductioncosts.KEYWORDS:cementkilnrefractorymaterialsmechanism前言目錄TOC\o"1-3"\h\u前言 1第1章水泥窯用耐火材料的發(fā)展 21．1傳料統(tǒng)水泥窯用耐火材料 21．2新型干法窯用耐火材料 3第2章預(yù)分解窯用耐火材料的損毀機(jī)理和形式 82.1燒成帶堿性襯磚的損毀 82.2窯口澆注料的損毀 102.3燃燒器窯頭罩篦冷機(jī)的損毀 102.4預(yù)分解系統(tǒng)的損毀 11第3章新型耐火材料及技術(shù)要求 123.1概述 123.2堿性耐火材料 123.3高鋁質(zhì)耐火材料 133.4保溫材料 133.5錨固件 133.6合理選用耐火材料 143.7耐火材料的設(shè)計(jì) 15第4章降低窯襯消耗 164.1注重襯料的選型和合理匹配 164.2把好進(jìn)貨質(zhì)量關(guān)和窯襯施工質(zhì)量關(guān) 164.3準(zhǔn)確把握局部挖補(bǔ)與整段更換窯襯的界限 174.4堅(jiān)持合理的烘窯升溫制度 174.5窯皮的粘掛及保護(hù) 184.6提高預(yù)分解窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率 19結(jié)論 20謝辭 21參考文獻(xiàn) 22外文資料翻譯 24前言以預(yù)分解窯為代表的新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)是國(guó)際公認(rèn)的代表當(dāng)代技術(shù)發(fā)展水平的水泥生產(chǎn)方法。它具有生產(chǎn)能力大、自動(dòng)化程度高、產(chǎn)品質(zhì)量高、能耗低、有害物排放量低、工業(yè)廢氣物利用量大等一系列優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)今世界水泥工業(yè)生產(chǎn)的主要技術(shù)?；剞D(zhuǎn)窯的推廣和窯外分解技術(shù)的發(fā)展是20世紀(jì)水泥工業(yè)的兩大突破，此后的近十幾年來(lái)，我國(guó)的水泥工業(yè)一直保持較高的發(fā)展速度，目前既是水泥生產(chǎn)大國(guó)也是水泥消耗大國(guó)。耐火材料作為高溫工業(yè)窯爐的基礎(chǔ)材料，主要用于鋼鐵冶金、建材、化工、電力、有色金屬和輕工業(yè)行業(yè)。其中鋼鐵冶金消耗占耐火材料總量的60％以上，而以水泥為主的建材行業(yè)僅次于鋼鐵冶金，其消耗約占耐火材料20％。因此，在工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，淘汰落后產(chǎn)能保護(hù)環(huán)境進(jìn)程中，把握水泥工業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，研制生產(chǎn)適應(yīng)新型干法水泥窯用的耐火材料，以延長(zhǎng)水泥窯的使用周期，對(duì)耐火材料和水泥從業(yè)人員都有重要意義。本文以新型干法水泥生產(chǎn)線中回轉(zhuǎn)窯用耐火材料為主，收集了大量在新線建設(shè)、日常生產(chǎn)和技術(shù)改造過(guò)程中的成功經(jīng)驗(yàn)與存在不足，查閱了業(yè)內(nèi)資深專(zhuān)家、學(xué)者近期發(fā)表的有關(guān)新型干法水泥窯用耐火材料方面的論文和相關(guān)文獻(xiàn)，介紹了耐火材料的性能、操作維護(hù)、損毀機(jī)理及延長(zhǎng)使用壽命的措施等。內(nèi)容系統(tǒng)、通俗、實(shí)用、可靠。本書(shū)共分四章，重點(diǎn)介紹了預(yù)分解窯用耐火材料的損毀機(jī)理、預(yù)防措施及現(xiàn)階段水泥窯使用的耐火材料的要求等。第1章標(biāo)題第1章水泥窯用耐火材料的發(fā)展隨著水泥生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)耐火材料要求的不斷提高，水泥窯用耐火材料經(jīng)歷了一個(gè)從傳統(tǒng)水泥窯用耐火材料到新型干法窯用耐火材料的發(fā)展過(guò)程。1．1傳料統(tǒng)水泥窯用耐火材料一個(gè)多世紀(jì)以前，人們開(kāi)始用立窯煅燒水泥熟料。窯的規(guī)格很小，煅燒溫度也低，僅使用含Al2O330～40％單一的一種粘土磚。初期的回轉(zhuǎn)窯上沿用這一經(jīng)驗(yàn)。但回轉(zhuǎn)窯內(nèi)氣流與窯襯間溫差大，熟料熔體對(duì)窯襯的侵蝕較嚴(yán)重，因而粘土磚壽命比立窯內(nèi)襯低得多。隨著立窯和回轉(zhuǎn)窯規(guī)格的增大，以及熟料質(zhì)量的提高，30年代起開(kāi)始配用高鋁磚。1938年2月，意大利首先試用了鎂鉻磚。1953年開(kāi)始采用白云石磚。50年代，普通鎂鉻磚或白云石磚用于燒成帶；磷酸鹽結(jié)合高鋁磚或普通高鋁磚用于過(guò)渡帶、分解帶熱端和冷卻帶；其余工藝帶用粘土磚，這樣的格局終于奠定?；剞D(zhuǎn)窯上的經(jīng)驗(yàn)也開(kāi)始用于立窯，以背襯隔熱材料的堿性磚或高鋁磚用于高溫帶內(nèi)。在大型的新型干法窯問(wèn)世之前，立波窯在傳統(tǒng)窯中單位容積產(chǎn)量最高(1.7～2.2t/m3·d)，窯襯所受考驗(yàn)最苛刻。從窯襯角度來(lái)看，立波窯窯筒與篦式預(yù)熱器間的關(guān)系與新型干法窯上又有一定的相似性，立波窯窯襯技術(shù)的成熟，既標(biāo)志著傳統(tǒng)窯窯襯技術(shù)的成熟，又為解決新型干法窯的窯襯問(wèn)題打下初步的基礎(chǔ)。立波窯窯筒尾部是指相當(dāng)于窯筒長(zhǎng)度l/4～l/3的部位，在磚面溫度≤1200℃的進(jìn)料端和預(yù)熱、分解帶內(nèi)，窯料對(duì)窯襯的直接磨損不重。但由于高溫窯氣與窯料間溫差太大而引起對(duì)窯襯的侵蝕，使窯氣和窯料中的堿化合物易滲入并在磚內(nèi)凝聚，其與磚內(nèi)組分反應(yīng)形成膨脹性礦物，使磚“堿裂”損壞，是該部位窯襯損壞的主要原因。因此，此處最宜使用隔熱型耐堿粘土磚或普通型耐堿粘土磚，方可獲得較長(zhǎng)壽命。分解帶熱端長(zhǎng)度為窯徑的2～3倍，此處窯氣溫度高于尾部，所含硫、堿等揮發(fā)性組分使窯料內(nèi)形成一定量低溫熔體并滲入磚內(nèi)與磚反應(yīng)，形成白榴石、鉀霞石等膨脹性礦物，最大膨脹率可達(dá)45％，所以炸裂是此處50A或70A*高鋁磚或磷酸鹽結(jié)合高鋁磚損壞的主要原因。（*50A或70A指含Al2O350％或70％）過(guò)渡帶、燒成帶、冷卻帶等組成的高溫部位為窯徑的6～10倍。高溫環(huán)境使磚內(nèi)溫度梯度太陡，熟料熔體以及窯料、窯氣中的揮發(fā)性組分均對(duì)磚形成嚴(yán)重的化學(xué)侵蝕，高溫下窯體變形又最嚴(yán)重，導(dǎo)致對(duì)窯襯的熱學(xué)、機(jī)械和化學(xué)的綜合破壞效應(yīng)。全窯系統(tǒng)耐火材料消耗量的60～70％發(fā)生在燒成帶和過(guò)渡帶的堿性磚部位。篦式冷卻機(jī)把700℃以上的二次風(fēng)送入窯內(nèi)，使火焰溫度提高，特別是使位置緊靠窯頭，窯的卸料端只有兩圈磚的長(zhǎng)度，多筒冷卻機(jī)窯上二次風(fēng)溫200～700℃不等，燃料與二次風(fēng)的混合也欠激烈，卸料端長(zhǎng)度可達(dá)窯徑的l～2倍。這個(gè)部位窯皮不穩(wěn)定，既有熟料、窯皮和窯塵的沖刷和磨蝕，又有熟料熔體和堿鹽的化學(xué)侵蝕。溫度較低時(shí)可用普通高鋁磚或磷酸鹽結(jié)合高鋁磚；溫度較高時(shí)可用碳化硅磚或尖晶石磚，也可相應(yīng)地使用礬土質(zhì)或剛玉質(zhì)的耐火澆注料。1．2新型干法窯用耐火材料新型干法窯特別是大型預(yù)熱器窯和預(yù)分解窯的生產(chǎn)工藝有一系列特點(diǎn)：1．窯溫較高大型預(yù)分解窯使用熱回收效率在60％以上的高效冷卻機(jī)以及燃燒充分且一次風(fēng)比例較少的多風(fēng)道噴嘴，窯頭和窯罩又加強(qiáng)了密閉和隔熱。火焰溫度提高很多。冀東水泥廠4000t/d的4.7×74m預(yù)分解窯上，二次空氣、窯尾煙氣和出窯筒熟料溫度分別高達(dá)1150、1050～l100和1400℃。其過(guò)渡帶、燒成帶．冷卻帶、窯罩、冷卻機(jī)的喉部和高溫區(qū)以及噴嘴外側(cè)等部位的工作溫度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)窯的相應(yīng)部位。迄今這種窯的燒成帶正火點(diǎn)(中心部位)采用直接結(jié)合鎂鉻磚或白云石磚。燒成帶內(nèi)正火點(diǎn)前后兩側(cè)，視設(shè)備、操作和原燃料情況采用與正火點(diǎn)相同的磚或普通鎂鉻磚。過(guò)渡帶內(nèi)主要使用尖晶石磚、富鉻鎂鉻磚或含鋯增韌白云石磚。窯口用碳化硅磚、尖晶石磚或鎂鉻磚。在溫度較低的窯上也可用熱震穩(wěn)定性?xún)?yōu)良的高鋁磚或磷酸鹽結(jié)合高鋁磚。很多窯的窯口則采用剛玉質(zhì)或高鋁質(zhì)耐火澆注料。在窯罩或篦式冷卻機(jī)喉部，可以上述高鋁磚配以硅酸鈣板(使用溫度1000℃)，或必要時(shí)中間再配用粘土質(zhì)隔熱磚(使用溫度1250℃)組成復(fù)合襯里。定形磚不適用處可用適當(dāng)?shù)哪突饾沧⒘?，或配用重、輕質(zhì)澆注料的復(fù)合襯里。噴嘴外側(cè)，特別在其熱端的上半側(cè)，受熟料和窯皮沖擊，以及冷端的下半側(cè)，受裹帶窯塵的二次風(fēng)沖刷，必須使用剛玉質(zhì)澆注料，其余部位可用高鋁質(zhì)澆注料。在高堿料生產(chǎn)窯上，這種澆注料還要求耐堿。即使采用了上述種種優(yōu)質(zhì)材料，大型窯的過(guò)渡帶、燒成帶和冷卻帶的窯襯壽命一般不過(guò)0.5～1年，短的甚至只3～5個(gè)月。窯口和噴嘴襯料壽命只0.25～0.5年，甚至更短。窯罩和冷卻機(jī)喉部窯襯壽命約2年。所以這種窯的年運(yùn)轉(zhuǎn)率一般僅70～75％，少數(shù)能達(dá)85～90％。大型窯襯的這一情況不能令人滿(mǎn)意。預(yù)熱器窯入窯筒窯料的預(yù)分窯解程度很不穩(wěn)定，使窯筒內(nèi)各工藝帶位置經(jīng)常變動(dòng)，轉(zhuǎn)而導(dǎo)致窯的操作不穩(wěn)。這種窯的窯襯比同規(guī)模預(yù)分解窯上更易損壞。2．窯速較快的影響傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)速一般只60～70r/h，大型預(yù)分解窯常達(dá)180～210r/h，甚至240r/h。在高轉(zhuǎn)速、大直徑和高溫度的新型干法窯上，窯襯所受熱應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力和化學(xué)侵蝕的綜合破壞效應(yīng)比傳統(tǒng)窯上要大得多。這就要求窯襯無(wú)論在冷態(tài)或熱態(tài)下，在窯轉(zhuǎn)動(dòng)中均須具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，在耐火材料制造和窯襯設(shè)計(jì)中都要保證更嚴(yán)的精確度，并要求更高的施工技術(shù)。3．堿等揮發(fā)性組分侵蝕的影響新型干法窯和立波窯系統(tǒng)內(nèi),堿的硫酸鹽和氯化物等組分揮發(fā)凝聚，反復(fù)循環(huán)，導(dǎo)致這些組分在窯料中富集。與原始生料相比，在最熱級(jí)預(yù)熱器的窯料中，R2O、SO3和Cl—的含量往往分別增達(dá)5、3～5和80～100倍。相應(yīng)部位窯氣中這些組分的含量也大增,從而使最熱兩級(jí)預(yù)熱器、預(yù)分解爐、上升煙道、喂料斜坡和窯筒后部l/3的部位，也即在所有磚面溫度為800～1200℃的部位(當(dāng)原、燃料含氯高時(shí)擴(kuò)及600～1200℃部位)形成2C2S·CaSO3、2C2S·2CaSO4·K2SO4、KCl和二次CaSO4等結(jié)皮的特征礦物，并裹帶其余窯料在襯里上形成結(jié)皮，嚴(yán)重時(shí)干擾窯的正常運(yùn)行，甚至必須停窯檢修。所用普通粘土磚和普通高鋁磚還受來(lái)自窯氣和窯料的堿化合物的侵蝕，形成膨脹性礦物而使磚“堿裂”損壞。實(shí)踐證明，當(dāng)窯料含R2O＞1％和Cl＞0.01％時(shí)，這一現(xiàn)象就會(huì)發(fā)生。當(dāng)出窯筒熟料含堿過(guò)高時(shí)，連冷卻機(jī)熱端、窯罩和三次風(fēng)管中的普通粘土磚和高鋁磚也會(huì)堿裂損壞。所以，在工作溫度800～1200℃的所有部位，都應(yīng)采用一系列耐堿蝕的酸性粘土磚和澆注料，包括用于預(yù)熱器本體和篦式冷卻機(jī)側(cè)墻的普通型耐堿粘士磚，用于窯筒后部的隔熱型耐堿粘土磚，用于三次風(fēng)管的高強(qiáng)型耐堿粘士磚和用于預(yù)熱器拱頂?shù)母讳X耐堿粘土磚，以及重質(zhì)和輕質(zhì)耐堿粘土質(zhì)澆注料，構(gòu)成完整的耐堿粘土質(zhì)耐火材料系列。采用上述材料后，上升煙道內(nèi)襯壽命仍只有l(wèi)～3年，這是堿蝕和吹掃綜合破壞的結(jié)果。嚴(yán)重情況下壽命甚至不到1年，這時(shí)就必須換用耐堿蝕、抗結(jié)皮、抗剝落的特種高鋁磚或更適用的材料。在窯筒內(nèi)堿性磚區(qū)和粘土磚區(qū)之間的分解帶熱端部位以及窯罩內(nèi)，可采用荷重軟化溫度大于l500℃的煅燒高鋁磚或磷酸鹽結(jié)合高鋁磚來(lái)抵抗該處的堿蝕和熱震損壞。大型窯內(nèi)的這一部位缺乏窯皮保護(hù)，這些磚必須具有穩(wěn)定的中等程度的線膨脹系數(shù)，以避免窯轉(zhuǎn)動(dòng)中窯襯發(fā)生“抽簽*”損壞。（*指由于磚襯松弛，處于窯筒頂部的磚向外鼓出，甚至掉落。）4．窯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的影響新型干法窯系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)窯遠(yuǎn)為復(fù)雜，對(duì)耐火材料的影響首先是磚型多。冀東水泥廠窯系統(tǒng)內(nèi)磚型超過(guò)100種，江西水泥廠國(guó)產(chǎn)2000t/d窯系統(tǒng)內(nèi)磚型也達(dá)80多種，使得耐火材料的生產(chǎn)管理和砌筑使用都極復(fù)雜。因而對(duì)窯襯結(jié)構(gòu)和磚型設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化和規(guī)范化，要求極為迫切，特別對(duì)預(yù)熱器系統(tǒng)，必須盡量避免采用過(guò)于復(fù)雜的磚型。這樣做既可減少特異型磚生產(chǎn)和砌筑的困難，降低磚的生產(chǎn)成本和售價(jià)，還易保證耐火材料本身及砌筑后窯襯整體的質(zhì)量。對(duì)這種窯襯的設(shè)計(jì)和施工要提出更高的技術(shù)要求。這種窯上必須采用大量不同品種的耐火澆注料，除上述剛玉質(zhì)和耐堿澆注料外，高鋁質(zhì)、輕質(zhì)和超輕質(zhì)澆注料也要采用?？傊?，為滿(mǎn)足大型窯的種種要求，必須配套使用一系列堿性磚、高鋁磚、耐堿粘土磚、耐火燒注料和隔熱材料，構(gòu)成現(xiàn)代化的耐火襯里。REF_Ref168484390\r\h錯(cuò)誤！未找到引用源。REF_Ref168484424\h錯(cuò)誤！未找到引用源。PAGE6PAGE10第2章預(yù)分解窯用耐火材料的損毀機(jī)理和形式水泥窯使用中對(duì)耐火材料損壞機(jī)理的研究使水泥生產(chǎn)對(duì)耐火材料的要求更加明確、深刻和得當(dāng)，促進(jìn)了耐火材料技術(shù)的發(fā)展，使水泥行業(yè)和耐火材料行業(yè)間合作加強(qiáng)，效益更好。2.1燒成帶堿性襯磚的損毀燒成帶內(nèi)襯承受溫度最高，是整個(gè)窯體的關(guān)鍵。熱、機(jī)械和化學(xué)等因素構(gòu)成了窯襯內(nèi)的應(yīng)力并導(dǎo)致其損毀。隨窯型、操作及窯襯在窯內(nèi)位置不同，其損毀機(jī)理略有不同。其中火焰溫度、窯內(nèi)物料成分和窯體變形狀況起決定作用。因此，大型窯常選用以鎂鉻質(zhì)為主的高溫性能優(yōu)良的堿性耐火材料。但因高價(jià)鉻的有害，也開(kāi)始采用其它鎂基堿性材料。而特大型窯甚至選用國(guó)外進(jìn)口性能優(yōu)異的堿性耐火材料。其損壞形式很多人做過(guò)研究，損毀機(jī)理主要是以下幾個(gè)方面。1．熟料熔體的滲透侵蝕與化學(xué)剝落。熟料與爐料熔體的滲入相主要是C2S、C4AF。其中滲人變質(zhì)層中的C2S和C4AF會(huì)強(qiáng)烈的熔蝕鎂鉻磚中的方鎂石和鉻鐵礦，析出次生的CMS和C3MS2等硅酸鹽礦物。甚至出現(xiàn)霞石，而熔體則會(huì)充填在磚襯內(nèi)氣孔，使該部分磚層致密化和脆化。加之熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力的雙重作用，導(dǎo)致磚極易開(kāi)裂剝落。因預(yù)分解窯物料人窯溫度高于C2S、C4AF開(kāi)始形成溫度，因此，熟料熔體滲入貫穿于整個(gè)預(yù)分解窯內(nèi)。即熟料熔體對(duì)預(yù)分解窯各帶窯磚均有一定的滲透侵蝕作用。2．揮發(fā)性組分的凝聚、侵蝕和堿裂損毀。預(yù)分解窯內(nèi)堿性硫酸鹽和氯化物等組分揮發(fā)凝聚、反復(fù)循環(huán)，導(dǎo)致生料中這些組分的富集。在生產(chǎn)中窯尾最熱及預(yù)熱器中生料的R2O、SO3等含量比原生料增加幾倍甚至幾十倍。當(dāng)熱物料進(jìn)入筒體后部1／3部位(800～1200℃區(qū)段后)，物料中的揮發(fā)性組分將會(huì)在所有磚表面及磚層內(nèi)凝聚沉積，使該處高度致密化，并侵蝕除方鎂石之外的相鄰組分，導(dǎo)致磚滲人層的熱震性顯著減弱，形成膨脹性的鉀霞石、白榴石，使磚堿裂損毀，并在熱—機(jī)械應(yīng)力綜合作用下開(kāi)裂剝落。因預(yù)分解窯從窯尾至燒成帶開(kāi)始整個(gè)無(wú)窯皮帶，越靠近高溫帶窯襯受堿性鹽侵蝕深度越深，窯襯損毀越嚴(yán)重。3．氣氛變化引起磚襯結(jié)構(gòu)疏松，產(chǎn)生化學(xué)疲勞。窯內(nèi)熱工制度不穩(wěn)定時(shí)，易產(chǎn)生還原火焰或存在不完全燃燒，使鎂鉻襯磚內(nèi)的Fe3+還原為Fe2+，發(fā)生體積收縮，且Fe2+在方鎂石晶體中遷移擴(kuò)散能力比Fe3+強(qiáng)，這又進(jìn)一步加劇了體積收縮效應(yīng)，從而使磚內(nèi)產(chǎn)生空洞、結(jié)構(gòu)弱化、強(qiáng)度下降。同時(shí)，窯氣中還原與氧化氣氛的交替使收縮與膨脹的體積效應(yīng)反復(fù)發(fā)生，使磚產(chǎn)生化學(xué)疲勞。且這一現(xiàn)象主要是發(fā)生在無(wú)窯皮保護(hù)的鎂鉻磚襯。4．局部高溫過(guò)熱。在點(diǎn)火區(qū)域，當(dāng)窯熱負(fù)荷過(guò)高使磚面長(zhǎng)時(shí)間失去窯皮保護(hù)時(shí)，熱面層基質(zhì)在高溫下熔融并向冷面層方向遷移，使磚襯冷面層致密化，熱面層則疏松多孔，從而產(chǎn)生熱疲勞，并降低耐磨性、抗沖刷性和熱震穩(wěn)定性而損壞。5．溫度急劇變化或頻繁停窯，應(yīng)力的產(chǎn)生使熱震穩(wěn)定性下降。窯運(yùn)轉(zhuǎn)不正?；蚋G皮不穩(wěn)時(shí)，堿性磚易受熱震而損壞。窯皮突然垮落，致使磚面溫度瞬間驟增在磚內(nèi)產(chǎn)生較大熱應(yīng)力。另外，窯的頻繁開(kāi)停使磚內(nèi)頻繁產(chǎn)生熱應(yīng)力。當(dāng)熱應(yīng)力超過(guò)磚襯的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時(shí)，磚便突然開(kāi)裂，并沿其結(jié)構(gòu)弱化處不斷加大加深使其碎裂。窯皮掉落時(shí)帶走處于熱面層的碎磚片，也使磚不斷損壞。尤其是在靠窯尾方向的過(guò)渡帶更易出現(xiàn)這種損壞。6．熱疲勞損傷。窯體運(yùn)轉(zhuǎn)中，當(dāng)磚襯被物料覆蓋時(shí)，其表面溫度降低，而當(dāng)磚襯暴露在火焰中，則其表面溫度升高。窯每轉(zhuǎn)一周，磚襯表面溫度升降幅度一般可達(dá)150～230。影響深度為15～20mm。按預(yù)分解窯轉(zhuǎn)速為3r/min，這種周期性溫度升降每月可達(dá)130000次之多。這種溫度升降反復(fù)循環(huán)導(dǎo)致堿性磚的表面發(fā)生疲勞，加速了磚的剝落損壞。7．機(jī)械應(yīng)力造成的損壞。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)受到壓力、拉力、扭力和剪切等機(jī)械應(yīng)力的綜合作用。其中窯的轉(zhuǎn)動(dòng)、窯簡(jiǎn)體的橢圓程度和窯皮垮落，使磚受到動(dòng)力學(xué)負(fù)荷，磚和窯皮重量及磚自身的熱膨脹，使磚承受靜力學(xué)負(fù)荷。此外，磚與窯筒體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以及擋料圈和窯體的焊縫等，均會(huì)使磚襯承受各種機(jī)械應(yīng)力的作用。當(dāng)所有這些應(yīng)力之和超過(guò)磚的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時(shí)，便形成開(kāi)裂損壞。且預(yù)分解窯的整個(gè)窯襯均存在這種損壞。8．物料的沖擊磨損。在無(wú)窯皮保護(hù)時(shí)，熟料和大塊掉落的堅(jiān)硬窯皮會(huì)對(duì)磚襯產(chǎn)生較重的沖擊和磨損，尤其是在窯口卸料區(qū)無(wú)窯皮保護(hù)這種現(xiàn)象更為嚴(yán)重。2.2窯口澆注料的損毀窯口用耐火材料以前窯口使用條件較為苛刻。除受高溫外，還承受機(jī)械應(yīng)力、熱應(yīng)力和化學(xué)侵蝕，其壽命對(duì)整條生產(chǎn)線的運(yùn)轉(zhuǎn)周期有著至關(guān)重要的影響，其損毀機(jī)理主要是3個(gè)方面。動(dòng)態(tài)運(yùn)行中，前窯口澆注料內(nèi)襯承受著沿窯體的徑向剪切應(yīng)力和沿窯體的軸向擠壓應(yīng)力。長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)形成的機(jī)械形，隨窯徑加大，窯速加快，窯前口周期性的受壓和非受壓作用加劇。澆注料承受的徑向剪切應(yīng)力的破壞也加大。窯體與水平線一般為3．5％～4.O％的傾斜，窯內(nèi)物料在窯體運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，從窯尾向窯頭方向運(yùn)動(dòng)，前窯口澆注料內(nèi)襯受運(yùn)動(dòng)物料的推力和窯體內(nèi)襯軸向分力的作用，有向窯頭移動(dòng)的趨勢(shì)，形成機(jī)械損壞。大型窯外分解窯前窯口熟料出口溫度約1400℃，入窯二次空氣溫度約1200℃，窯體在運(yùn)轉(zhuǎn)中，窯皮時(shí)掛時(shí)落，溫度變化頻繁。內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力形成剝落損毀并降低了耐磨性，且隨窯徑加大窯口出料量也增加，使機(jī)械應(yīng)力增大的同時(shí)窯內(nèi)的熱應(yīng)力強(qiáng)度也大幅度提高。澆注料內(nèi)襯單位面積所受的熱負(fù)荷也相應(yīng)的增大，熱應(yīng)力的破壞程度也更加明顯。各種原燃料中有害成分在高溫下的揮發(fā)，窯內(nèi)堿、硫、氯等氣體隨物料一并進(jìn)入窯內(nèi)，在窯內(nèi)1350～I(xiàn)450℃的溫度下，窯料中的有害成分和堿性氣體與前窯口澆注料內(nèi)襯產(chǎn)生強(qiáng)烈的化學(xué)侵蝕體，形成膨脹性礦物使其開(kāi)裂剝落。發(fā)生“堿裂”破壞。2.3燃燒器窯頭罩篦冷機(jī)的損毀燃燒器(噴煤管)溫度一般在1450℃左右，其火焰溫度最高可達(dá)2000℃左右，且長(zhǎng)期處于堿性氣氛中，比前窯口溫度變化更頻繁、溫差更大。且前端在窯內(nèi)始終受氣流的沖刷，尤其是前端下部氣流中含有熟料粉塵，沖刷更為嚴(yán)重。內(nèi)襯材料以熔融、磨損和剝落為主，并伴隨燃料成分的化學(xué)侵蝕。窯頭罩下部受窯口下來(lái)高溫熟料的反彈熱沖擊，窯頭頂部靠三次風(fēng)管及三次風(fēng)管拐彎處受粉塵氣流沖刷嚴(yán)重，內(nèi)襯材料以沖擊磨損損壞為主。篦冷機(jī)前端頂部受熟料的反彈沖擊，溫度較高且波動(dòng)大，前段兩側(cè)長(zhǎng)期承受熟料的磨損，以沖擊磨損和應(yīng)力損毀為主。2.4預(yù)分解系統(tǒng)的損毀物料在預(yù)熱器中的逐漸升溫，原燃料中堿、硫、氯等有害氣體不斷產(chǎn)生揮發(fā)與凝聚，且反復(fù)循環(huán)富集。對(duì)內(nèi)襯材料產(chǎn)生強(qiáng)烈的化學(xué)侵蝕，形成“堿裂”損毀。目前，我國(guó)耐火材料4000t／d以下新型干法水泥生產(chǎn)線基本能夠滿(mǎn)足使用要求，但大型回轉(zhuǎn)窯使用條件苛刻的部位的耐火材料制品仍無(wú)法與國(guó)際知名品牌抗衡。無(wú)鉻堿性長(zhǎng)壽制品應(yīng)用剛剛起步。隨著水泥工業(yè)干法窯外分解技術(shù)的發(fā)展：窯尾廢氣溫度提高至1200℃以上、轉(zhuǎn)速?gòu)?r／min提高到4r／min，窯的長(zhǎng)度縮短，長(zhǎng)徑比由15降至10～11及8000t／d以上的大型窯的出現(xiàn)及越來(lái)越多地使用廢氣燃料資源，將對(duì)關(guān)鍵部耐火材料提出更高的要求，而環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，無(wú)鉻堿性磚代替鎂鉻磚的呼聲越來(lái)越高，美國(guó)已實(shí)現(xiàn)了水泥窯用耐火材料無(wú)鉻化，其它歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家無(wú)鉻化進(jìn)程加快，綠色無(wú)污染、長(zhǎng)壽的耐火材料仍將需我們研究開(kāi)發(fā)，以適應(yīng)水泥窯大型化發(fā)展的要求。第3章標(biāo)題PAGE8PAGE14第3章新型耐火材料及技術(shù)要求3.1概述20世紀(jì)80年代以來(lái)，大量固體廢棄物被用作原料、燃料，致使耐火材料所承受的熱應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力和化學(xué)侵蝕大幅度增加，使用周期縮短，耐火材料消耗增加。一些耐火材料公司針對(duì)上述市場(chǎng)需求情況，推出了一批新品種耐火材料、新的設(shè)計(jì)技術(shù)和施工技術(shù)，延長(zhǎng)使用周期和降低耐火材料的消耗，取得明顯的效果?，F(xiàn)將應(yīng)用較為廣泛的新品種襯料及有關(guān)技術(shù)要求一一介紹。3.2堿性耐火材料1．鎂鉻磚。具有良好的高溫性能，良好的抗Si2O2侵蝕和抗氧化還原作用，及優(yōu)良的高溫強(qiáng)度，較好的掛窯皮能力，被大量使用在水泥窯燒成帶。但在氣體內(nèi)鉻化物含量超過(guò)10mg／m3，水溶液含鉻量超過(guò)0.5mg／m3時(shí)，將對(duì)人體產(chǎn)生極為嚴(yán)重的危害，從20世紀(jì)80年代中期，由于環(huán)保、衛(wèi)生等方面的原因，鎂鉻磚的使用受到一定的限制。2．尖晶石磚。20世紀(jì)90年代出現(xiàn)的尖晶石磚，不但具有較強(qiáng)的掛窯皮能力，而且在抗堿、硫熔融物和熟料液相侵蝕的能力，抗熱震和窯體變形產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力及在抗熱負(fù)荷等方面，具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，性能優(yōu)于鎂鉻磚，成為當(dāng)今世界堿性磚技術(shù)發(fā)展的主流。3．鎂鋯磚。氧化鋯熔化點(diǎn)為2715℃，溫度超過(guò)1660℃才被熟料侵蝕，因此鎂鋯磚具有較高的耐火度。而氧化鋯顆粒的另一特點(diǎn)是顆粒四周形成微裂紋，從而吸收外部應(yīng)力，在熱態(tài)和冷態(tài)條件下，具有較大的抗斷裂強(qiáng)度。在與尖晶石磚的系列對(duì)比試驗(yàn)中，鎂鋯磚對(duì)SO3、CO2、堿氯蒸汽等有害物抗侵蝕能力，對(duì)熟料液相抗侵蝕能力，氧化還原氣氛對(duì)其的影響及耐壓強(qiáng)度等方面都具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。3.3高鋁質(zhì)耐火材料氧化鋁含量小于25%的耐火材料，具有較好的抗堿侵蝕性能，但耐火度較低，而氧化鋁含量較高的耐火材料，其耐火度高，但抗堿侵蝕能力較差，當(dāng)工業(yè)固體廢棄物大量用作原燃料時(shí)，在超過(guò)1200℃的部位，出現(xiàn)堿富集，高鋁質(zhì)耐火材料很難適應(yīng)。由于碳化硅具有較強(qiáng)的抗堿性能，與堿反應(yīng)后，生成一層黏性極高的、又無(wú)裂紋的保護(hù)層。其SiC具有極高的導(dǎo)熱性能和耐磨蝕性能，所以由Al2O3、SiC組成的高耐堿性耐火材料相繼出現(xiàn)，并產(chǎn)生非常好的效果，能滿(mǎn)足燒成系統(tǒng)分解爐、回轉(zhuǎn)窯、窯門(mén)、篦冷機(jī)、三次風(fēng)管、前窯口等不同部位工況和需求。3.4保溫材料在常規(guī)耐火襯料設(shè)計(jì)時(shí)，保溫材料一般采用硅酸鹽鈣板，而固體廢棄物在窯中處理時(shí)增加了堿氯硫的富集量，如果沉集在硅鈣板中，易使硅鈣板粉化，熱損失加重，同時(shí)會(huì)嚴(yán)重腐蝕金屬錨固件，影響工作層的正常使用。為緩和此狀況，現(xiàn)出現(xiàn)了隔熱耐火澆注料來(lái)取代硅鈣板，并取得了明顯的效果。3.5錨固件隨著水泥工業(yè)的迅速發(fā)展，相應(yīng)一些減緩金屬腐蝕的設(shè)計(jì)技術(shù)及耐腐蝕性強(qiáng)的材料也相繼出來(lái)，主要有如下幾個(gè)方面：1．在一些堿、氯、硫富集的部位，使用澆注料時(shí)，采用抗堿氯硫侵蝕的陶瓷錨固件，這樣就緩解了因煙氣侵蝕金屬錨固件而導(dǎo)致耐火材料的損壞，延長(zhǎng)了耐火材料的使用周期。2．近年來(lái)研究表明，在金屬錨固件表面涂上一層抗堿氯硫侵蝕的涂層，將有害物與金屬錨固件隔開(kāi)，有效地保護(hù)錨固件，延長(zhǎng)其使用壽命，從而提高耐火襯料的使用周期。3．由于錨固件的腐蝕主要是因煙氣穿過(guò)膨脹縫、耐火襯料的裂縫等等進(jìn)入材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在高溫下直接侵蝕錨固件，影響耐火材料的正常使用，有些廠家已經(jīng)將材料設(shè)計(jì)為兩層，工作層和輕質(zhì)隔熱層，將膨脹縫錯(cuò)開(kāi)，阻塞了煙氣的進(jìn)入，有效地保護(hù)了金屬錨固件，進(jìn)而促進(jìn)耐火襯料的正常使用。同時(shí)，由于耐火襯料分為兩層，輕質(zhì)隔熱層的容重遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于工作層，所以整體耐火襯料重量減輕，減緩了錨固件的機(jī)械應(yīng)力，從而延長(zhǎng)其使用壽命。3.6合理選用耐火材料根據(jù)預(yù)分解窯生產(chǎn)特點(diǎn)，以及窯內(nèi)襯料所承受的化學(xué)及熱應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力等，對(duì)于生產(chǎn)系統(tǒng)各主要設(shè)備內(nèi)耐火材料的選用大致如下：1．燒成帶和上下過(guò)渡帶均使用堿性磚，其品種有鎂鉻磚、尖晶石磚、含鋯和不含鋯的特種鎂磚及白云石磚等。在窯皮不穩(wěn)定甚至常有露磚的過(guò)渡帶內(nèi)一般選用尖晶石磚，在堿硫侵蝕嚴(yán)重的窯內(nèi)，選用硅莫磚（SiC浸滲高鋁磚），在堿硫侵蝕低的窯內(nèi)也可選用鎂鉻磚。生產(chǎn)規(guī)模小、窯溫低、堿硫侵蝕低的上過(guò)渡帶后端可考慮特種高鋁磚。在分解帶內(nèi)的熱端部位，若磚受侵蝕較快，壽命太短，也可采用硅莫磚或尖晶石磚，否則可用特種高鋁質(zhì)磚。分解帶的其余部位，則應(yīng)采用特種高鋁質(zhì)磚。2．大型窯的窯門(mén)罩及篦式冷卻機(jī)喉部和高溫區(qū)內(nèi)溫度偏高的部位（1250℃以上），可采用抗剝落高鋁磚、硅莫磚或特種高鋁磚做工作層材料。但從襯體的使用壽命、襯體的牢固性及材料的施工性能等來(lái)考慮，宜采用低水泥高強(qiáng)、高鋁耐火澆注料，并根據(jù)工況條件來(lái)選用。3．在窯尾預(yù)熱部位包括窯內(nèi)分解帶以后的部位，預(yù)熱器和分解爐系統(tǒng)，三次風(fēng)管系統(tǒng)內(nèi)，襯料表面溫度＞1200℃的部位，應(yīng)采用硅莫磚、抗剝落磚或特種高鋁磚，或采用與上述磚性能接近的低水泥高強(qiáng)高鋁質(zhì)耐火澆注料，上述部位的襯料表面溫度＜1200℃，應(yīng)采用系列耐堿磚或耐堿澆注料。4．窯口部位可采用耐磨性能優(yōu)良的特種高鋁質(zhì)耐火磚和高鋁碳化硅耐火澆注料。燃燒器外保護(hù)襯一般采用低水泥型高鋁－碳化硅質(zhì)耐火澆注料或特種高鋁質(zhì)耐火澆注料。但是必須注意到，各條生產(chǎn)線使用的原燃料成分及性能差別很大，裝備經(jīng)長(zhǎng)時(shí)期使用后，筒體及殼體變型情況也不一致，因此每條生產(chǎn)線必須按其生產(chǎn)特點(diǎn)及各種應(yīng)力作用的情況，綜合分析判斷，針對(duì)存在的問(wèn)題，選用對(duì)在生產(chǎn)中出現(xiàn)應(yīng)力集中的部位選用抗應(yīng)力的耐火襯料制品，只有這樣才能提高襯料的使用周期。3.7耐火材料的設(shè)計(jì)襯料設(shè)計(jì)是提高襯料使用周期重要的環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)時(shí)必須做好合理地選用襯料，設(shè)計(jì)時(shí)采取措施減少襯料承受的熱、機(jī)械應(yīng)力、合理地選擇磚型、減少熱損失及增強(qiáng)襯體的牢固性。1．合理地選擇磚型尺寸。襯料設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)裝備的形狀和生產(chǎn)特點(diǎn)作分析判斷，盡可能地選用耐火澆注料，以減少襯磚的使用。2．減少筒體散熱損失。襯料設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少筒體溫度，減少散熱損失，有利于燒成系統(tǒng)內(nèi)熱工穩(wěn)定，此外筒體溫度愈低，則金屬筒體變形愈小，對(duì)襯料產(chǎn)生的熱機(jī)械應(yīng)力也愈小。3．增強(qiáng)襯體的牢固性。生產(chǎn)過(guò)程中，襯料受熱、機(jī)械作用，造成裝備的某些部位襯體出現(xiàn)塌跨現(xiàn)象，解決襯體牢固性也是提高襯料使用周期的一個(gè)重要方面。預(yù)分解窯生產(chǎn)過(guò)程中，襯磚承受各種形式的熱、機(jī)械應(yīng)力的作用，窯內(nèi)襯磚的損壞和掉磚事故的原因是多方面的，除了襯磚和水泥泥漿的選用以及生產(chǎn)操作因素外，在襯磚設(shè)計(jì)時(shí)，磚型、磚縫以及檔磚圈的型式和設(shè)置部位直接影響襯磚的牢固。不動(dòng)設(shè)備襯體設(shè)計(jì)時(shí)，磚型、托磚板、錨固件的型式和設(shè)置部位必需考慮周到。4．部分設(shè)備特殊部位襯體的特種要求。在系統(tǒng)設(shè)備的部份襯墻設(shè)計(jì)中，必須解決的特殊技術(shù)要求，如大型裝備的頂蓋、重堿硫氯侵蝕部位的托磚板，需防止氣流接觸，篦冷機(jī)的直角墻體，以及燃燒器的澆提高水泥窯用耐火材料使用壽命的技術(shù)要求。第3章REF_Ref168484495\h錯(cuò)誤！未找到引用源。洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PAGE19第4章降低窯襯消耗新型干法水泥窯由于其生產(chǎn)能力大，耐火襯料消耗高，故為了節(jié)省能源，減少生產(chǎn)成本，延長(zhǎng)襯料的使用壽命，必須降低窯襯消耗。4.1注重襯料的選型和合理匹配新型干法窯特別是大型預(yù)分解窯，使用了熱回收效率在60%以上的高效冷卻機(jī)以及燃燒充分且一次風(fēng)比例較少的多通道噴煤嘴(火力集中，靈活可調(diào))；且窯頭和窯罩又加強(qiáng)了密閉和隔熱,因此,出窯熟料溫度可高達(dá)1400℃,入窯二次風(fēng)溫可高達(dá)1200℃，從而造成系統(tǒng)內(nèi)過(guò)渡帶、燒成帶、冷卻帶及窯門(mén)罩、冷卻機(jī)高溫區(qū)以及燃燒器外側(cè)等部位的工作溫度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)窯。因此：1．燒成帶正火點(diǎn)可使用直接結(jié)合鎂鉻磚、特種鎂磚或白云石磚；2．正火點(diǎn)前后兩側(cè)，視設(shè)備、操作和原燃料的情況，可采用與正火點(diǎn)相同的磚或普通鎂鉻磚。最近開(kāi)發(fā)的可掛窯皮的硅莫磚也正在向燒成帶的末端發(fā)展;

3．過(guò)渡帶則主要使用尖晶石磚、富鉻鎂磚或含鋯增韌白云石磚。近年開(kāi)發(fā)的鋁質(zhì)磚、硅莫磚，也在過(guò)渡帶取得了很好的效果，而且不掛窯皮的品種可有效防止后結(jié)圈。

4．窯卸料口內(nèi)襯是大型窯窯襯中最薄弱環(huán)節(jié)之一，新窯或規(guī)則的窯上可用碳化硅磚、硅莫磚、尖晶石磚或直接結(jié)合鎂鉻磚。對(duì)窯口溫度較低的窯，可使用熱震穩(wěn)定性?xún)?yōu)良的高鋁磚或磷酸鹽結(jié)合高鋁磚；若窯口變形時(shí)則可用剛玉質(zhì)或鋼纖維增強(qiáng)剛玉質(zhì)澆注料或低水泥型高鋁質(zhì)澆注料。4.2把好進(jìn)貨質(zhì)量關(guān)和窯襯施工質(zhì)量關(guān)要嚴(yán)格遵守“水泥回轉(zhuǎn)窯用耐火材料使用規(guī)程”中的相關(guān)要求，選購(gòu)耐火材料時(shí)，應(yīng)要求供貨商提供產(chǎn)品質(zhì)量擔(dān)保書(shū)，并應(yīng)取樣送有關(guān)權(quán)威監(jiān)測(cè)部門(mén)復(fù)檢；嚴(yán)格進(jìn)廠驗(yàn)貨，以杜絕假冒偽劣產(chǎn)品進(jìn)廠。對(duì)查出的不合格品嚴(yán)禁入庫(kù)，磚庫(kù)內(nèi)不得有任何不合格磚。

2.由于磚對(duì)窯的生產(chǎn)影響很大，各廠的使用條件不盡相同，對(duì)磚的要求也不會(huì)一樣，所以一般不要輕易的更換供貨商。如果必須更換，對(duì)新開(kāi)發(fā)的供貨商，第一批磚最好試用，而且量不要太大，以免給雙方造成大的損失。對(duì)試用磚，最好不設(shè)預(yù)付款，達(dá)到試用期后一次付清，寧肯磚價(jià)高一些。3.對(duì)施工質(zhì)量亦要進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督，以確保窯襯的耐火性、密封性、隔熱性、整體性、耐久性。重點(diǎn)應(yīng)對(duì)耐火泥的配制、磚縫和膨脹縫處理等一系列技術(shù)問(wèn)題嚴(yán)格把關(guān)。首先，更換窯襯前要編制施工方案，按砌筑要求在窯內(nèi)劃出縱向和橫向控制線；其次，每天召開(kāi)有關(guān)負(fù)責(zé)人協(xié)調(diào)會(huì)，及時(shí)解決施工中出現(xiàn)的問(wèn)題；第三是實(shí)行項(xiàng)目負(fù)責(zé)制，設(shè)立專(zhuān)人跟班監(jiān)督；最后，要求砌筑選用耐火磚，不得缺角少棱。

4.把好出庫(kù)關(guān)，這是大多數(shù)廠容易忽略的問(wèn)題。耐火材料對(duì)保存和搬運(yùn)有嚴(yán)格的要求，各廠的儲(chǔ)運(yùn)條件又參差不齊，在砌筑前必須進(jìn)行嚴(yán)格的再檢驗(yàn)，嚴(yán)防破損、掉角、裂紋、受潮的磚入窯。對(duì)查出的不合格磚，要當(dāng)場(chǎng)銷(xiāo)毀，更不得回庫(kù)存放，以免再次混入窯內(nèi)。4.3準(zhǔn)確把握局部挖補(bǔ)與整段更換窯襯的界限兩者界定的一般原則為：掉磚處周?chē)暮穸炔坏陀?20mm，且掉磚周?chē)u的實(shí)際使用時(shí)間不長(zhǎng)、未受過(guò)惡劣條件的折騰、結(jié)構(gòu)未發(fā)生裂縫和排列錯(cuò)亂現(xiàn)象，這時(shí)可采用挖補(bǔ)的方法，否則就需要進(jìn)行整段更換。正確的判斷，不僅可以降低窯襯消耗，縮短停窯時(shí)間，而且可提高窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率。4.4堅(jiān)持合理的烘窯升溫制度窯襯砌筑好后還須妥善烘烤，烘烤時(shí)升溫不能過(guò)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。由于耐火磚的品種較多，根據(jù)實(shí)踐及文獻(xiàn)介紹，使用B型磚時(shí)，因磚數(shù)量較多，對(duì)磚襯膨脹的襯償量較大，按0.5℃／min～1℃／min區(qū)段內(nèi)的升溫制度烘烤時(shí)，磚襯內(nèi)壓應(yīng)力總是低于磚的強(qiáng)度，非常安全。因此，預(yù)分解窯一般都選擇Ｂ型磚作為窯襯。

有些廠家更換窯襯后急于投料生產(chǎn)，常采用6～8h的快速烘窯制度，加之缺乏必要的措施來(lái)保護(hù)窯體和窯襯的安全，導(dǎo)致窯體及窯襯不必要的損壞。尤其直接結(jié)合鎂鉻磚對(duì)6～8h的快速烘窯不適應(yīng)，應(yīng)注意窯襯烘烤必須連續(xù)進(jìn)行，直至完成且要做到“慢升溫，不回頭”。為此烘烤前必須對(duì)系統(tǒng)設(shè)備聯(lián)動(dòng)試車(chē)，還要確保供電。此外，停窯時(shí)窯襯的冷卻制度亦對(duì)未更換磚的使用壽命有很大影響，因此停窯不換磚時(shí)必須慢冷以保窯襯安全。對(duì)于大型預(yù)分解窯，在停窯時(shí)可用輔助傳動(dòng)進(jìn)行慢轉(zhuǎn)窯，扣風(fēng)，并在24h后方可打開(kāi)窯門(mén)進(jìn)行快速冷卻。4.5窯皮的粘掛及保護(hù)燒成帶及其兩側(cè)過(guò)渡帶磚襯上窯皮的穩(wěn)定與否，這是影響磚襯使用壽命的決定性條件。

新磚砌好，按正常升溫制度達(dá)投料溫度后，即進(jìn)行投料。第一層窯皮的形成就是從物料進(jìn)入燒成帶及前后過(guò)渡帶時(shí)開(kāi)始，必須嚴(yán)格控制熟料結(jié)粒細(xì)小均齊，配料合理；耐火磚熱面層中應(yīng)形成少量熔體（俗稱(chēng)：出汗），使熟料與磚面牢固地粘結(jié)。粘結(jié)后，磚襯表面層溫度降低，熔體量減少，粘度增大，粘結(jié)層與磚襯面間粘結(jié)力就越大；而熟料繼續(xù)粘到新粘結(jié)的熟料上，使窯皮不斷加厚，直至窯皮過(guò)厚，窯皮表面溫度過(guò)高而造成該處熟料中熔體含量過(guò)多且粘度小，熟料不能再相互粘結(jié)為止。第一層窯皮粘掛的質(zhì)量?jī)?yōu)劣對(duì)延長(zhǎng)窯襯壽命有重要的作用。

窯皮實(shí)質(zhì)上是窯料的流量和成分。窯正常運(yùn)行時(shí)，入窯燃料的質(zhì)和量及其燃燒性狀，以及耐火磚在高溫下的性態(tài)等是不斷變化的。因此為了掛好窯皮且保護(hù)好窯皮，必須采取相應(yīng)的保護(hù)措施：砌完磚必須進(jìn)行窯內(nèi)清理；投料后應(yīng)嚴(yán)格保證系統(tǒng)溫度及燒成帶溫度，使第一批窯料和該處耐火磚同時(shí)處于良好的掛窯皮狀態(tài)。掛窯皮時(shí)喂料量按正常量的80%即可；開(kāi)窯前要嚴(yán)格檢查燃燒控制系統(tǒng)、噴嘴結(jié)構(gòu)和位置及火焰形狀，并使之保持正常。預(yù)分解窯掛窯皮時(shí)間一般為1d。4.6提高預(yù)分解窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率所謂：“機(jī)怕開(kāi)，電怕停，耐火磚最怕開(kāi)開(kāi)停?！?。由于頻繁的非計(jì)劃開(kāi)停窯，往往是緊急止料停窯，會(huì)造成襯磚熱面迅速冷卻，收縮過(guò)快，磚內(nèi)產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞應(yīng)力，應(yīng)力隨多次停窯頻繁作用于磚內(nèi)，導(dǎo)致其過(guò)早開(kāi)裂損壞；再次開(kāi)窯時(shí)，磚熱面層往往隨窯皮剝落，還使窯襯內(nèi)磚位扭曲，降低窯襯使用壽命。那么，如何減少開(kāi)停窯次數(shù)呢？1.對(duì)生產(chǎn)者來(lái)講：

a，首先設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)要穩(wěn)定，這是前提；b，第二煤和料的質(zhì)要穩(wěn)，這是基礎(chǔ)；

c，第三煤和料的量要穩(wěn)，這是責(zé)任。2.對(duì)操作者來(lái)講：

“預(yù)打小慢車(chē)，防止大變動(dòng)”。關(guān)鍵在一個(gè)預(yù)字，只有預(yù)想料預(yù)計(jì)，才能預(yù)見(jiàn)，才能做到預(yù)調(diào)和預(yù)處理；只有預(yù)調(diào)和預(yù)處理，才能防止大波動(dòng)和大事故；只有杜絕大波動(dòng)和大事故，才能防止大變動(dòng)。

3.正確的選擇和使用火咀（燃燒器）：

對(duì)水泥廠生產(chǎn)熟料來(lái)講，火咀就是我們手中的槍?zhuān)芊癜褬層煤弥苯雨P(guān)系到戰(zhàn)斗的勝負(fù)。鑒于篇幅所限，將寫(xiě)專(zhuān)題討論。

總之，影響窯襯消耗的因素較多，也較復(fù)雜，只有不斷摸索，采用新技術(shù)、新材料，提高操作和管理水平，才能達(dá)到既可降低消耗，又可使窯系統(tǒng)均衡穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)之目的。結(jié)論結(jié)論本文通過(guò)詳細(xì)介紹水泥窯用耐火材料的損毀機(jī)理和選擇，分析了水泥窯用耐火材料的損毀機(jī)理和形式如下：損毀機(jī)理：熟料熔體的滲透一侵蝕與化學(xué)剝落揮發(fā)性組分的凝聚、侵蝕和堿裂損毀氣氛變化引起磚襯結(jié)構(gòu)疏松，產(chǎn)生化學(xué)疲勞局部高溫過(guò)熱溫度急劇變化或頻繁停窯，應(yīng)力的產(chǎn)生使熱震穩(wěn)定性下降熱疲勞損傷機(jī)械應(yīng)力造成的損壞物料的沖擊磨損損毀形式：燒成帶堿性襯磚的損毀窯口澆注料的損毀燃燒器窯頭罩篦冷機(jī)的損毀預(yù)分解系統(tǒng)的損毀所選擇的耐火材料：堿性耐火材料高鋁質(zhì)耐火材料保溫材料錨固件因此，隨著水泥工業(yè)中應(yīng)用的耐火材料品種的不斷增加，在注重節(jié)能降耗的今天，水泥生產(chǎn)企業(yè)的科技人員應(yīng)更多的了解耐火材料，更好的使用耐火材料，采取一系列措施維護(hù)好耐火材料，把耐火材料消耗降到最低水平，以降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效益。致謝洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文16PAGE20謝辭時(shí)光如水，轉(zhuǎn)眼間大學(xué)三年已在身后，在我即將離開(kāi)校園，走向社會(huì)，踏上漫漫人生征程的時(shí)刻，心中無(wú)限感慨，思緒萬(wàn)千!回首大學(xué)三年學(xué)習(xí)和生活中的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，在我的腦海中時(shí)時(shí)會(huì)浮現(xiàn)出眾多關(guān)心和幫助過(guò)我的領(lǐng)導(dǎo)、老師和同學(xué)，那些發(fā)自?xún)?nèi)心的諄諄教誨、無(wú)微不至的關(guān)懷和默默的支持，令我深深的感動(dòng)!能夠順利的完成本次畢業(yè)論文，這不僅僅是靠我一個(gè)人的能力，其間，指導(dǎo)老師盡管工作很忙，但還是抽時(shí)間指導(dǎo)我們，他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪。

此外，還有同專(zhuān)業(yè)的很多同學(xué)，在一起相互探討、進(jìn)步，以及我的實(shí)習(xí)單位同事的大力支持。在此，我一并感謝他們，多謝他們給我在即將跨出大學(xué)校門(mén)，走上工作崗位之前的一次鍛煉機(jī)會(huì)。祝他們?cè)谝院蟮墓ぷ髦惺聵I(yè)順利。參考文獻(xiàn)PAGE32參考文獻(xiàn)章運(yùn)道．套筒石灰窯用鋁鎂尖晶石磚的研制和應(yīng)用．耐火材料，2007，41(5)：362—365．王杰曾．耐火材料先進(jìn)制造技術(shù)[J]．耐火材料，2008，42(2)：151—155陳友德.水泥生產(chǎn)的技術(shù)進(jìn)展和耐火材料的發(fā)展趨勢(shì).中國(guó)水泥.2002，(7):45~47,(8):46~48,(9)28~31侯謹(jǐn).水泥窯用耐火材料的探討.2009.35（5）：13~15張子平.水泥回轉(zhuǎn)窯窯襯設(shè)計(jì)淺.談新世紀(jì)水泥報(bào)，1999，（6)：36~39何金崢.延長(zhǎng)水泥回轉(zhuǎn)窯耐火材料使用壽命的技術(shù)探討.水泥商情網(wǎng).2011，（5）：25~28杜春季李文剛.延長(zhǎng)回轉(zhuǎn)窯窯口使用壽命的措施.［J］,水泥技術(shù)，2003（5）：35~38臧劍波劉麗聰.淺談?lì)A(yù)分解窯不定型耐火材料的使用.新世紀(jì)水泥導(dǎo)報(bào).2011，（1）：46~48溫春榮.延長(zhǎng)回轉(zhuǎn)窯耐火磚使用壽命的幾點(diǎn)舉措.水泥工程.2008，（2）：35~37呂新鋒鄭大鵬劉振利.延長(zhǎng)回轉(zhuǎn)窯過(guò)渡帶耐火材料使用壽命的措施.水泥技術(shù).2008，（2）：32—36杜濤,于紹文,孟洪君.耐火材料的發(fā)展趨勢(shì)和新技術(shù)[J].冶金能源,2001,(1):55—57高權(quán)王輝.預(yù)分解窯系統(tǒng)耐火材料的配套和使用.中國(guó)科學(xué)院上海冶金研究所.材料物理與化學(xué)博士論文2000年度梁訓(xùn)裕.堿性耐火材料的發(fā)展與水泥工業(yè)窯爐進(jìn)步的關(guān)系［J］,國(guó)外耐火材料，1995，（3）：28—31金麗萍夏輝.水泥回轉(zhuǎn)窯用堿性爐材的技術(shù)進(jìn)步［J］,國(guó)外耐火材料，2005，（2）：45—47王廣強(qiáng).延長(zhǎng)窯口澆注料使用壽命的措施[J].水泥,2007,(6)：23—26陳友德.水泥預(yù)分解窯用耐火材料的技術(shù)進(jìn)展［J］,耐火材料，2003，（3）：28—31苑金生.水泥窯用耐火材料及其選擇匹配

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Decompositionrateofthekilnistherawmaterialthroughthelowerpreheatercalcinerandafterthekilnbeforethedecompositionofthecarbonateintooxidepercentageoftotalcarbonate.

Rawmaterialintothekilncalcinerdecompositionrateisameasureofkeyindicatorsofnormaloperation.Forthereisnocyclonepreheatercalcinerkiln,rawmaterial,20%to40%inthekilnbeforethedecomposition;iftheincreaseinpipelinefirecanincreaseto60%to70%;increasethecalciner,therawmaterialintothekilnshouldbeMorethan90%CaCO3decomposedintoCaO.Ifthisvalueislow,itwillcertainlyaddtotheburdenofkilnandthekiln'sheattransferefficiencyaswellasfurnace,notonlyincreasetheheatconsumption,productioncannotincreasethekiln.

Thisindicatorisnotoperatingastargets,butitistherotarykilnsystemforthestableoperationoftheheatlossthatmustbemastered.Therefore,samplingfrequency,thecontrolroomshouldbetomeettheoperationalneedsforthepurpose.Iftheentiresystemisstable,andthedecompositionrateisalwayshigh,thefrequencycanbereduced,classtime,orevenonceadaycanbe;ifnotstablekilnoperation,theoperatorcanincreasethefrequencyofinspectionrequirementsfortestingpersonnel,fortheoperatortoprovidemorejudgingbasis.

2decompositionrateofthenormalrangeofkiln

Accordingtothecurrentperformanceofthemorecompletedecompositionfurnace,alsobasedonthedecompositionrateoftheactualcontrol,theproposeddecompositionrateofrawmaterialintothekilncontrolrangeof90~95%isappropriate.Decompositionrateistoolow,donotgivefullplaytotheroleofcalciner,kilnincreasetheburdenontheyieldandenergyconservationareallnegative.However,ifthedecompositionrateistoohigh,sothattheremaininglessthan5~10%ofcalciumcarbonatearecalcinercompletedecompositionoftheendothermicreactionfurnacemeanscomplete,theremayoccurfollowedbyheatgeneratedbycementsilicatemineralsresponse,whichshouldbeinthekilnthesinteringreactioninthesuspensioncalcinerisunbearable,thefinalboundinthecalcinerandpreheatercatastrophicsinteredplug.Shouldbesaidthatitisnotyetcompletedthe5%decompositionofrawmaterialtopreventthecompletedecompositiontemperaturerosesharply,toimaginethatfurtherenhancethedecompositionrate,wecantapthepotentialtoimprovekilnproductionwouldbeverydangerous.

3thesignificanceofthetemperaturecontrolcalciner

⑴ensurethatdecompositionrateofsinteringhavenot.Decompositionfurnacetemperaturereachesacertainvaluerawmaterialintothekilntoachievethedecompositionrateof90%ormoreofthebasicconditions.Therefore,whenthetemperatureislow,youshouldtrytoimproveit;butifthistemperatureistoohigh,eventobealerttothepossibilityofsinteringfurnacethere.

⑵judgeMixofcoalandcoalcombustionstatebasis.Upanddownthroughthecalcinertemperatureandcomparisonoftwopre-heatertemperature,youcanalsodeterminewhetherthecalcinercombustioncompletely.Intheeventofhigherpreheatertemperatureisabovethistemperature,indicatingthatsomefuelincompletecombustioninthecalciner,butwiththeheatflowonapre-heaterduetoburn.Ifyoufindlowerpreheatereasycrustandcrustfoundinthecoalisnotburned,itindicatesthatthedispersionofcoalandmaterialinequality,somecoalismaterialtothestagepreheatercoercein.Tothisend,inthedecompositionfurnaceinneedofcoalunderthemulti-materialdesign,andreasonablearrangement.

⑶determinewhetherthefurnaceisinequilibriumwiththewind,ifthethreeofinadequateorexcessivewind,willcausethetemperatureanomaly.Operatorsshouldbeadjustedassoonaspossible.

4factorsthataffectthedecompositiontemperaturefurnace

Tomakethecalcinerwithcombustionoffuelevenlyandquicklywiththerawmaterialtoachievethebesteffectofheattransfer,designspecialistsalotofworktodevelopvarioustypesofdecompositionfurnace.Buttheoriginalaim,istorequirenomorethanwind,coal,apropercombinationofmaterials,requiredintheshortestpossibletime,withtheleastamountofwind,socompletelypulverizedcoalcombustion,andallowtheheatemittedbyburningassoonaspossibletransfertotheHealthmaterial,this:

⑴addingthequantityandqualityofcoal.Reliablemeasurementscalecoalandtransmissionstabilityistheprerequisitetoensureastableheatsource.

Meanwhile,thefinenessofpulverizedcoalsufficientandqualifiedwatertoensuretheeffectiveperiodoftimeinthefurnaceburning.Ifthecalcinerexittemperatureishigherthanthefurnacetemperature,indicatingapossibilityofburningfastenough.

⑵theleadthreetimesthewindiswind,temperatureandspeed.Sufficientbutnotexcessiveamountofwind,temperature,thehigherthebetter,thespeedanddirectionshouldbeconducivetomixedcoal.Decompositionusingthenewlydevelopedcoalfurnacetubewiththreewindtunnelcanachievethispurpose.Threefactorsaffecttheamountofwindisalsomoregeneralexhaustisnotonlyboundbythesystem,butalsobythebalanceofthefurnaceusedtocontainthewind.

⑶calciner,therawmaterialintotheairandcoalshouldbefullymixed,andcannotgoshortintothekiln,orspreadoutmaterialsdonotproducethephenomenonofopening.Calcinerfeedintothenextpositiononthedecompositionfurnacetemperaturewasalsoaffected.

5affectthedecompositionratefactorintothekiln

Decompositionrateanddecompositiontemperaturefurnacegreatrelevance,butnotasathingcanboth.Sometimes,hightemperaturedecompositionfurnace,decompositionrateisnotnecessarilyhigh,andviceversa.Themainfactorshereisthatwhencalcinermixedmaterialsandfueldistributionuniform,thedeterminationofthedecompositionfurnacetemperatureisnotoutofthedecompositionfurnacetemperature,letalonemeasuringpointsselectedarenotnecessarilyrepresentativeandmoresensitivelocation.

Therefore,theabovediscussionofmeasurestoimprovethedecompositionfurnacetemperature,theseriousrawmaterialandfuelmixtureevenlyamongthemeasuresonebyonetoverifythisistoimprovethedecompositionrateofthekilnallthemeasures.Thesemeasuresare:

⑴calcinercapacitydesignedtoconsidertheflammabilityoffueltomeetthematerialinthefurnaceitself,sufficientretentiontime.Beingaffectedbycoalqualityandfinenessofpulverizedcoal,highvolatilecoal,finecoalmore,rawmaterialandcoalneededtobeslightlyshorterresidencetime,coalcombustionspacecanalsobeaseparatesmallerorno.Onthecontrary,weshouldstaylonger,coalcombustionalonehasmorespace.

⑵calcinercapacitydesignedtoconsiderthedecompositionrateofrawmaterialpowder.Thisisnotonlythecharacteristicsoflimestone,butalsowiththeatmosphereofthecalciner.Particularkiln-linedecompositionofCO2emissionsinthehigherlevelsisnotconducivetothedecompositionrateoflimestone.

⑶setfeedingpoints,plusthelocationandquantityofcoalpointtoconsiderwhenrawmaterialintotheblastfurnacetofuelcombustioninsufficientspace,especiallyfordifficulttoburnanthracite,butalsoconsideringtheintroductionofthreepositionanddirectionofthewind.Notonlytoensureuniformityofcoalcombustion,thewholefurnacemaximumtemperatureandminimumtemperaturedifferencebetweenthetwoshouldnotexceed20~30℃.Byimprovingtherawmaterialmixedwithcoalextent,toachievethepurposeofimprovingtheheatbalance.Forlargerfurnace,shouldnotonlysetupafeedingpointandtheincreaseofcoalpoint,needproperlayout.

6calcinercoalratioofthetotalcoal

Preheataccordingtorawmaterialconsumptionanddecompositionofthetotalheatenergyaccountedfor60%ofclinkerprinciple,theproportionofcoalcalciner60%ofthegeneralcontroloftheremaining40%ofthecoalisburningkilnneeded,andaftercalcinationThekilntemperaturetoabove1000℃,thewasteheatforpreheatinganddecompositionofmaterialsused.Thisproportionhasbeenconfirmedbythemajorityofproductionline,withspecificchangesinmineralcomposition,theratiowillchange.

Installationsinoperationandtheequipmentin,ontwoorthreeairtemperatureandairvolumecontrolchangeswillaffectthecoalcalcinerKilnandtheproportionof,forexample,threetimesusingcoolerairhotforalongtime,itwillreducethedecompositionfurnaceofcoal,theotherhand,secondaryairwillsavethehighkilntemperatureofcoal.Whentheoperationforsomefactorsthatincreaseapointbeforeandafterthecoalislimited,inordertomeettheenergyneedsofclinker,ithadmorecoaltoanotherpoint,thisapproachcanonlyspendtime,difficulttomeetlong-term,andwouldcreatethekindofnegativeimpact.

Havefoundthattheuseofaproductionlineofanthracite,coal-burningKilnburnerplusnegative,sotocalciner70%ofthecoal,attemptingtomaketheextra10%ofthecoaltohelpraisethekilntemperature.Althoughsuchoperationsmaintainthekilnisrunninghigh,butnotbecauseofdecompositionfurnacecombustionrate,theremainingamountofcoalcombustionastherawmaterialintothekiln,causingseriouscrustafterthekilns,kilntemperatureishigh,serious,andevendiameter4.8metersofthekiln,sincethetailendalsothickcircle,kilnpouringforcedtostopthekiln.Whenthereplacementoftheburner,thekilnpulverizedcoalinjectionincreased,thenaturaladjustmentofcoalcalcinerover,kilnandringcrustorsymptomsdisappear.

Conversely,ifsufficientoxygenwhendecomposingfurnace,70%ofallcoalcombustion,itisdifficulttoavoidthedecompositionofrawmaterial100%causedbyaseriesofimpendingdisaster.

Inshort,nomatterwhatthesituationisdisproportionatecoalfurnaceisboundtoreflectandcausethesystemnotfunctioning.

7calcinersymptomsofslowburning

Sometimes,theproductionwillencounterthisphenomenon:thedecompositionrat