水泥窯用耐火材料的技術(shù)要求
近年來,水泥生產(chǎn)的原料,燃料復(fù)雜化,特別是大量固體廢棄物被用作原料,燃料,至使耐火材料所承受的熱,機械應(yīng)力和化學(xué)腐蝕大幅度增加,導(dǎo)致水泥窯用耐火襯里的使用周期縮短,耐火材料消耗增加,同時大大影響了水泥生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)效益。因此,一些耐火材料的工作者針對上述情況做了大量的工作,并研究出一批新品種的耐火材料,新的設(shè)計技術(shù)和施工技術(shù),延長了耐火材料額使用周期,降低了耐火材料的消耗,取得明顯的效果,線將應(yīng)用較為廣泛的耐火材料及相關(guān)技術(shù)要求介紹如下:
一.堿性耐火材料
1.直接結(jié)合鎂鉻磚。直接結(jié)合鎂鉻磚具有較高的抗高溫性能,抗SIO2侵蝕和抗氧化還原作用,同時具有較高的抗高溫強度和抗機械應(yīng)力,及較好的掛窯皮性能,被大量用在水泥窯燒成帶。由于鎂鉻磚使用時,在堿或硫的作用下,穩(wěn)定在3價鉻轉(zhuǎn)化為氧化能力極強的6價鉻,將對人體產(chǎn)生極為嚴(yán)重的危害,從20世紀(jì)80年代中期起,世界各國紛紛制定了一系列環(huán)保,衛(wèi)生方面的標(biāo)準(zhǔn),對鎂鉻磚的使用進(jìn)行限制。進(jìn)入20世紀(jì)90年代,由于鎂鉻磚優(yōu)良的性能和低廉的價格,在相當(dāng)多的國家和地區(qū)正在使用性能比鎂鉻磚更為優(yōu)良的直接結(jié)合鎂鉻磚,將其用在工況條件較為苛刻的大型預(yù)分解窯上。
2.尖晶石磚。尖晶石磚出現(xiàn)在上世紀(jì)90年代,不但具有較強的掛窯皮能力,而且在抗堿,硫熔融物和熟料液相侵蝕,抗熱震和窯體變形產(chǎn)生的機械應(yīng)力,及在抗熱負(fù)荷等方面,一系列的性能優(yōu)勢,使其成為當(dāng)今世界堿性磚技術(shù)發(fā)展的主流。其中,鎂鉻尖晶石磚用在水泥燒成帶和上過度帶部位,具有耐火度高,彈性結(jié)構(gòu)良好,抗熱力學(xué)侵蝕性能好的優(yōu)點,可取代鎂鉻磚和一般堿性磚。鎂鐵尖晶石磚和鎂錳尖晶石磚俗稱活性尖晶石磚,鎂鐵尖晶石磚是20世紀(jì)90年代末出現(xiàn)的新品種,具有耐火度高和較強的抗氧化性,與白云石磚,鎂鉻磚相比,此類尖晶石磚具有較高的接卸和熱化學(xué)性能。鎂錳尖晶石磚的耐火度高于鎂鐵尖晶石,錳離子的活性較高,具有更強的抗堿氯硫侵蝕的功能,在生產(chǎn)過程中回復(fù)晶體裂紋的性能超過鎂錳尖晶石。
3.鎂鋯磚。鎂鋯磚具有較高的耐火度,氧化鋯溶化點為2715℃,溫度超過1660℃才被熟料侵蝕,而氧化鋯顆粒的另一特點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度。對熟料液相抗侵蝕能力,氧化還原氣氛前其的影響及耐壓強度等方面都具有明顯的優(yōu)點。早期的鎂鋯磚存在著導(dǎo)熱系數(shù)高于尖晶石磚的特點,此情況已被改善。鎂鋯磚具有優(yōu)良的性能,用在工況條件苛刻的水泥窯內(nèi),在進(jìn)一步的提高性能和在保持優(yōu)良行呢個的氣體下,降低生產(chǎn)成本,便于推廣應(yīng)用。
二.高鋁質(zhì)耐火材料
氧化鋁含量小于25%的耐火材料,具有較好的抗堿氯侵蝕能力,但之呢過承受1200℃的溫度,而氧化鋁含量較高的耐火材料,其耐火度高,但抗堿侵蝕的能力較差,在使用過程中耐火材料與堿反應(yīng)的生成物放生體積膨脹,材料的結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。目前,由于碳化硅具有較強的抗堿性能,與堿反應(yīng)后,生成一層黏性極高的有無裂紋的保護(hù)層。同時,由于碳化硅具有極高的導(dǎo)熱性能和耐磨蝕性能,所以有AL2O3-SIC組成的高耐火材料相繼出現(xiàn),并產(chǎn)生了非常好的效果,能滿足燒成系統(tǒng)分解爐,回轉(zhuǎn)窯,窯門,篦冷機,三次風(fēng)管,前窯口等不同部位工況和需求。該類材料具有荷軟溫度點高,強度高,高耐磨蝕,低導(dǎo)熱及良好的抗剝落性能,對抗機械應(yīng)力,熱應(yīng)力?;瘜W(xué)反應(yīng)和過熱,熱疲勞等綜合損壞作用的抵抗能力比較強。
三.保溫材料
在常規(guī)的耐候材料設(shè)計時,保溫材料一般采用硅酸鈣板,而固體廢棄物在好水泥窯中處理時增加了堿氯硫的富集量,如果沉積在硅鈣板中,易使硅鈣板分化,熱損失加重,同時會嚴(yán)重腐蝕金屬錨固件。影響工作層的正常使用,為緩解此類狀況,出現(xiàn)了隔熱耐火澆注料及隔熱噴涂料來取代硅鈣板,并取得了明顯的效果。
四.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)計技術(shù)及耐腐蝕性強的材料也相繼出現(xiàn),主要有:1.抗堿氯硫侵蝕的陶瓷錨固劑,可緩解因煙氣侵蝕金屬錨固件而導(dǎo)致的耐火材料損壞:2.抗堿氯硫侵蝕圖層,將有害物與金屬錨固件隔開,有效的保護(hù)錨固件,延長其使用壽命3.設(shè)置工作層和輕質(zhì)隔熱層,因煙氣穿過膨脹縫,耐火材料的裂縫等進(jìn)入材料內(nèi)部結(jié)果,在高溫下直接侵蝕錨固件,影響耐火材料的正常使用,有些廠家將材料設(shè)計為二層,將膨脹縫錯開,阻塞了煙氣的進(jìn)入,有效的保護(hù)了金屬錨固件,進(jìn)而促進(jìn)耐火襯料的正常使用。
同時,由于耐火襯料分為二層,輕質(zhì)隔熱層的容重遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于工作層,所以各種耐火材料重量減輕,減緩了錨固件的機械應(yīng)力,從而延長其使用壽命。
編輯:姜立東
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