干法水泥回轉(zhuǎn)窯各部位用耐火材料有哪些

下面介紹下大型干法水泥回轉(zhuǎn)窯各部位用耐火材料有哪些。 1、窯口 隨著大型干法回轉(zhuǎn)窯技術(shù)上不斷發(fā)展和完善，熟料日生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，其設(shè)備運(yùn)行工作條件出現(xiàn)新的特點(diǎn)，對耐火澆注料尤其是窯口澆注料提出了更高的要求，窯口窯襯是大型回轉(zhuǎn)窯中最薄弱窯襯之一。在大型干法窯生產(chǎn)中，回轉(zhuǎn)窯窯口處窯氣溫度可高達(dá) 1400左右，離窯熟料溫度高達(dá) 1400，人窯二次風(fēng)溫度達(dá) 1200，窯口幾乎是完全裸露在 1700高溫火焰的輻射之下和約 1400高溫的顆粒較大、強(qiáng)度很高的熟料的磨損和沖刷下。工作條件十分苛刻 ，窯口襯料的使用周期嚴(yán)重制約了全窯的使用壽命。窯口易變形造成的頻繁掉磚、二次風(fēng)溫度的大幅度提高、窯體的斜度加大和轉(zhuǎn)速的加快、窯口沒有穩(wěn)定的窯皮，使得窯口窯襯必須能承受熟料的磨損、高溫氣流的沖刷及物料的堿蝕。另外，還要經(jīng)受故障停窯及急冷急熱的沖擊。事實(shí)上，國內(nèi)回轉(zhuǎn)窯由于諸多的原因，停窯頻繁，造成窯口耐火材料遭受更多的熱震。 有關(guān)統(tǒng)計(jì)表明， 80以上的停窯是由于局部耐火材料的蝕損造成的。 針對窯口薄弱的特性多采用具有優(yōu)越抗熱震性能、抗沖擊性能和耐磨性能的澆注料。使用時，在窯體焊上錨固件，用剛玉質(zhì)或高鋁質(zhì) 鋼纖維增強(qiáng)澆注料整體澆注窯口，采用高性能窯口專用耐火澆注料或改進(jìn)型窯口專用耐火澆注料，就可以對上述的破壞作用起到有效防御，從而使窯口耐火材料的使用周期達(dá)到與窯內(nèi)燒成帶同步的效果。 2、下過渡帶 下過渡帶也稱之為前過渡帶。預(yù)分解生產(chǎn)線回轉(zhuǎn)窯的前過渡帶非常短，在采用了三風(fēng)道或四風(fēng)道噴煤管后，通常僅為 1D(1D 為窯徑 )，也有的就將窯口籠統(tǒng)的羅列在一起。前過渡帶由于溫度稍低于燒成帶，窯皮的堅(jiān)固程度不如燒成帶。在這一區(qū)間內(nèi)，有顆粒狀熟料的強(qiáng)烈沖刷，由于溫度波動幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其他區(qū)段，熾熱的熟料球與來自篦 式冷卻機(jī)的冷風(fēng) (約 1100 1200 )換熱，帶著 25 30液相量的熟料球在這里硬化，相互黏附形成窯皮，在該帶完成大約 400 500的換熱溫差，而且是熟料球和窯皮對篦式冷卻機(jī)二次風(fēng)的換熱，熱應(yīng)力很大，加之熟料球和燒成帶脫落窯皮的沖、撞、砸、磨作用，下過渡帶的窯皮極不穩(wěn)定，其工作條件最為惡劣。因此這一區(qū)間的耐火材料除了具備燒成帶耐火材料的高耐火度、高荷重軟化溫度和高強(qiáng)度外、還應(yīng)具有良好的抗熱震性及掛窯皮性能。該部位一般選用硅莫磚和方鎂石一尖晶石磚。 3、燒成帶 燒成帶的長度大約為 4 6D。對于同一窯型、同一燃燒器下燒成帶的長度，常隨投料量的大小、不同的熟料質(zhì)量及不同的煤粉質(zhì)量而定，在實(shí)際生產(chǎn)中是變化的。實(shí)踐中對燒成帶的長度變化靠噴煤管的內(nèi)外移動及火焰形狀的調(diào)整得到補(bǔ)償，從而可保證燒成帶耐火磚的使用壽命。燒成帶是回轉(zhuǎn)窯溫度最高的區(qū)域，燒成帶的襯料主要承受高溫沖擊和化學(xué)侵蝕，特別是大型窯的熱負(fù)荷增高，更加劇了它們的破壞作用。因此對燒成帶使用的耐火材料，除要求有足夠的耐火度外，還要求在高溫下易于黏掛窯皮，保護(hù)襯料。這層窯皮對于燒成帶耐火材料的保護(hù)至關(guān)重要，如沒有一個穩(wěn)定堅(jiān)固的窯皮，燒成帶的耐火材 料幾乎很難有較長時間的支撐。窯皮的強(qiáng)度一則取決于耐火材料與窯皮之間的結(jié)合強(qiáng)度，也取決于窯皮自身的化學(xué)成分。常溫及高溫下的力學(xué)強(qiáng)度，對于燒成帶窯襯也是一個重要指標(biāo)。這是由于窯的金屬筒體并不完全是剛性的，特別在輪帶部位發(fā)生或大或小的變形；窯每次回轉(zhuǎn)過程，由于溫度發(fā)生周期性變化而產(chǎn)生熱應(yīng)力。因此，需要襯料具有足夠的強(qiáng)度以增強(qiáng)抵抗各種應(yīng)力作用的能力。特別在使用堿性磚時，由于熱導(dǎo)率大，線膨脹系數(shù)及彈性模量較高鋁磚高出很多，熱震穩(wěn)定性又差，這個指標(biāo)更為重要。燒成帶應(yīng)選用堿性耐火材料，包括直接結(jié)合鎂鉻磚、低鉻的和無鉻的、 含鋯的和不含鋯的各類特種鎂磚以及白云石磚。 4、上過渡帶 上過渡帶也稱其為后過渡帶，長度大約為 2 4D。對于同一窯型、同一燃燒器下燒成帶的長度，常隨投料量的大小、不同的熟料質(zhì)量及不同的煤粉質(zhì)量而定，在實(shí)際生產(chǎn)中是變化的。實(shí)踐中對燒成帶的長度變化靠噴煤管的內(nèi)外移動使火焰形狀的調(diào)整得到補(bǔ)償，從而可保證燒成帶耐火磚的使用壽命。 燒成帶是指靠近燒成帶后部 5 10m 區(qū)域，如 2500t d 窯的 2025m、 5000t d 窯的 26 35m 區(qū)域。這一區(qū)間為水泥新型干法生產(chǎn)線的回轉(zhuǎn)窯連接預(yù)熱帶和燒成帶的過 渡段。在這一區(qū)間內(nèi)，生料中的碳酸鹽已經(jīng)完全分解，生料溫度快速升高，并出現(xiàn)一定數(shù)量的液相，使幾乎完全為粉狀物料的生料出現(xiàn)一定的團(tuán)聚并開始燒結(jié)過程，團(tuán)聚的物料顆粒密度將逐步上升，強(qiáng)度也將相應(yīng)提高。與此同時，有一定數(shù)量的物料黏結(jié)在窯壁上，并逐漸增厚形成窯皮，為了將這一段的窯皮與燒成帶的窯皮相區(qū)別，通常稱之為副窯皮。由于該帶與燒成帶相鄰，溫度變化頻繁，簡體溫度較高，窯皮時掛時脫，化學(xué)侵蝕也較嚴(yán)重，故砌筑于后過渡帶的襯磚經(jīng)受的熱損傷程度大于燒成帶用耐火磚。因此要求窯襯能夠承受高溫沖擊，有較高的熱態(tài)強(qiáng)度和較小的彈性模量 。常用的耐火材料有硅莫磚、鎂鋁尖晶石磚及特種高鋁磚。 5、預(yù)熱帶 預(yù)熱帶也稱為分解帶，大約在回轉(zhuǎn)窯的 12 14D 之后的區(qū)間。國外資料中也有將預(yù)熱帶細(xì)分為預(yù)熱帶和與過渡帶相接的安全帶，安全帶其長度大約為 2D。 在回轉(zhuǎn)窯筒體尾部相當(dāng)于筒體長度 1 4 1 3 的范圍內(nèi)，其磚面溫度不大于 1200的進(jìn)料端 (預(yù)熱、分解帶內(nèi) )，窯料對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窯襯的侵蝕，使窯氣和窯料中的堿性化合物易滲人并在耐火磚內(nèi)凝聚，其與耐火磚內(nèi)組分反應(yīng)形成膨脹性礦物，使磚產(chǎn)生“堿裂 ”損壞，使該部位窯襯損壞的主要原因。 分解帶熱端長度為窯徑的 2 3 倍，此處窯氣溫高于尾部，所含硫、堿的等揮發(fā)性組分使回轉(zhuǎn)窯物料內(nèi)形成一定量低溫熔體并參與磚內(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，使耐火磚產(chǎn)生炸裂，所以炸裂是此處窯襯損壞的主要原因。因此，該部位所用耐火材料除具有合適的耐火度、強(qiáng)度外，要有優(yōu)良的耐侵蝕性能。該帶采用輕質(zhì)高強(qiáng)耐堿磚、硅莫磚、抗剝落高鋁磚和高鋁磚。 6、喂料帶 喂料帶在回轉(zhuǎn)窯尾部，長大約 1.5 2.0m，主要接受由預(yù)熱器分解爐系統(tǒng)經(jīng)過預(yù)熱 和充分預(yù)分解的生料。由于這一段的形狀為不太規(guī)則的錐體，且要與窯尾煙室伸入回轉(zhuǎn)窯的喂料舌頭相配合，故宜采用強(qiáng)度較高并耐堿的耐火澆注料或鋼釬維增強(qiáng)型耐磨耐火澆注料現(xiàn)場澆注。 7、預(yù)熱器和分解爐 在水泥熟料煅燒中雖然有高達(dá)約 60的燃料在預(yù)分解窯爐中燃燒，但在線預(yù)熱器和預(yù)分解窯爐中，燃料是在與生料混合的狀態(tài)下燃燒的，壁面煙氣溫度始終控制在 1000以下 (由于燃料燃燒和生料的分布處在有序分布的狀態(tài)，因而即使在部分離線旁置 )式的預(yù)分解爐內(nèi)，雖然有溫度高達(dá) 1400的有焰燃燒，但預(yù)分解窯爐的壁面溫度仍處 在 1000以下 )。預(yù)熱器和分解爐的溫度 (主要是指設(shè)置在設(shè)備壁面的熱偶測試出的溫度 )，從第一級旋風(fēng)預(yù)熱器到第五級預(yù)熱器和預(yù)分解窯爐依次為：不高于 450、 650、 750、 900、 1100和 1400。 由于預(yù)熱器和分解爐均為靜止設(shè)備，設(shè)備外殼較大，耐火材料按兩層配置，外層為熱導(dǎo)率低、強(qiáng)度也較低的保溫材料，工作層為有一定強(qiáng)度且能夠抵抗堿性物質(zhì)侵蝕的耐火材料。形狀復(fù)雜處、窯爐的平頂以及小直徑的下料管內(nèi)，多采用耐火澆注料。對于一、二、三級預(yù)熱器可采用耐火度大于 1100的耐堿耐火材料，對于四、五級預(yù)熱 器和分解爐，應(yīng)在滿足耐高溫性能的前提下，采用高強(qiáng)耐堿磚或高強(qiáng)耐堿耐火澆注料砌筑。 8、窯門罩 窯門罩的工作溫度一般不超過 1250，但窯門罩處于熱工燃燒段的前部，因有溫度的大幅度變化和熟料顆粒的強(qiáng)烈沖刷，而使工作環(huán)境變得十分惡劣。尤其是采用在窯門罩抽取三次風(fēng)的大窯門罩，風(fēng)速更高，熟料顆粒濃度更大，因此耐火材料的使用壽命明顯縮短。在選用耐火材料上應(yīng)兼顧耐磨性和抗熱震性。因此高鋁磚、高強(qiáng)高鋁質(zhì)澆注料、高性能耐磨、抗沖刷澆注料是常選擇的配置。 9、篦式冷卻機(jī) 篦式冷卻機(jī)的內(nèi)表面要承 受與 300 1450的高溫熟料接觸摩擦帶來的熱侵蝕和高溫磨琢，篦式冷卻機(jī)的下部作為熟料的運(yùn)輸通道，必須能經(jīng)受住高溫熟料的劇烈摩擦，因此表面應(yīng)覆蓋以高強(qiáng)耐磨的耐火材料。冷卻機(jī)前部通道比較狹窄，要采用較多的耐火材料將其“收緊”，因此這部分材料比較厚，表面采用高耐磨材料，而內(nèi)部則可以用一般耐火材料填充，以節(jié)約高等級耐火材料的使用量。而篦式冷卻機(jī)的上部，由于工作時必須有較高風(fēng)速的冷卻風(fēng)穿透熟料層，對熟料進(jìn)行快速冷卻，因此篦式冷卻機(jī)的上部雖然沒有與塊狀的熟料直接接觸，但卻要經(jīng)受攜帶有大量磨琢性很強(qiáng)的熟料顆粒的高速氣 流的沖刷，因此篦式冷卻機(jī)的前部對于熱負(fù)荷有較高的要求。而篦式冷卻機(jī)的后部，不但熟料的溫度下降了，冷卻風(fēng)速也下降了，磨琢作用大幅度下降，使所用的材料高溫性能有所下降