為什么耐火磚在水泥回轉(zhuǎn)窯易受損
不同類型和規(guī)格的水泥窯及其不同工藝部位對耐火磚有不同的要求，各部位受到的破壞力各不相同，導(dǎo)致內(nèi)襯材料不同程度的受損，需要對各部位內(nèi)襯進(jìn)行修補(bǔ)。為實現(xiàn)水泥窯及不同部位內(nèi)襯的長壽命和低散熱以及水泥生產(chǎn)的高效益，需要了解各部位耐火磚的受損原因，只有“對癥用材料”才能延長使用壽命。
熱力學(xué)，力學(xué)和化學(xué)三方面因素形成了爐膛內(nèi)火石的應(yīng)力并造成其破壞，隨著烘箱類型，爐膛的加工和爐襯的不同，上述因素的破壞作用也不同?；鹧?，爐料和爐皮的變形，使得爐襯具有不同的應(yīng)力類型，最重要的因素是：
熟料熔體滲入
熟料熔體主要源自窯料和燃料，滲入相主要是C2S、C4AF。其中滲入變質(zhì)層中的C2S、C4AF會強(qiáng)烈地溶蝕堿性磚中的方鎂石和其他部分，析出次生的CMS和C3MS2等硅酸鹽礦物，有時甚至還會析出鉀霞石。而熔體則會填充耐火磚襯內(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)力雙重作用，導(dǎo)致磚極易開裂剝落。因C2S、C4AF在550℃以上即開始形成，而預(yù)分解窯入窯物料溫度已達(dá)800~860℃，因此熟料熔體滲入貫穿于整個預(yù)分解窯內(nèi)，即熟料熔體對預(yù)分解窯各帶窯襯均有一定滲入侵蝕作用。。
揮發(fā)性組分的凝聚
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。窯尾最熱級預(yù)熱器中生料的R2O、SO3含量往往分別增至原生料的5倍、3~5倍，當(dāng)熱物料進(jìn)入窯筒體后部1/3部位，物料中的揮發(fā)性組分將會在所有磚面及磚層內(nèi)凝聚沉積，使該處高度致密化，并侵蝕除方鎂石以外的相鄰組分，導(dǎo)致磚滲入層的熱震穩(wěn)定性顯著減弱，形成膨脹性的鉀霞石、白榴石，使磚堿裂損壞，并在熱-機(jī)械應(yīng)力綜合作用下開裂剝落。因預(yù)分解窯從窯尾至燒成帶開始整個無窯皮帶，越靠近高溫帶，窯襯受堿鹽侵蝕的深度越深，窯襯損壞就越嚴(yán)重，因此要特別注意對該部位窯襯的選型。
還原或還原-氧化反應(yīng)
當(dāng)窯內(nèi)熱工制度不穩(wěn)時，易產(chǎn)生還原火焰或存在不完全燃燒，使鎂鉻磚內(nèi)Fe3+還原成Fe2+，發(fā)生體積收縮，而且Fe2+在方鎂石晶體中的遷移擴(kuò)散能力比Fe3+強(qiáng)得多，這又進(jìn)一步加劇了體積收縮效應(yīng)，從而使磚內(nèi)產(chǎn)生孔洞、結(jié)構(gòu)弱化、強(qiáng)度下降。同時，窯其中還原與氧化氣氛的交替變化使收縮與膨脹的體積效應(yīng)反復(fù)發(fā)生，磚便產(chǎn)生化學(xué)疲勞。這一過程主要發(fā)生在無窯皮保護(hù)的區(qū)域。
窯體過熱
當(dāng)窯熱負(fù)荷過高，使磚面長時間失去窯皮的保護(hù)時，熱面層基質(zhì)在高溫下熔化并向冷面層方向遷移，而使磚襯冷面層致密化，熱面層則疏松多孔(一般易發(fā)生燒成帶的正火點區(qū)域)，從而不耐磨刷、沖擊、震動和熱疲勞，易于損壞。近年來，在冷卻帶和過渡帶，有不少企業(yè)使用了硅莫磚，大部分硅莫磚的事故是由于過燒造成的，很少有其他原因。硅莫磚主要以碳化硅和莫來石構(gòu)成，而且碳化硅起著非常重要的作用，理論上當(dāng)溫度上升到2500℃左右，碳化硅開始分解為硅蒸汽和石墨，實際上在窯內(nèi)還原氣氛條件下，碳化硅在1700℃左右已開始分解，對硅莫磚構(gòu)成致命的破壞。
急冷急熱的熱震應(yīng)力
當(dāng)窯運轉(zhuǎn)不正常或窯皮不穩(wěn)定時，堿性磚易受熱震而破壞。窯皮突然垮落，致使磚面溫度瞬驟升(甚至高達(dá)上千度)，而使磚內(nèi)產(chǎn)生很大的熱用力。此外，窯的頻繁開停使磚內(nèi)頻繁產(chǎn)生交變熱應(yīng)力。當(dāng)熱應(yīng)力超過磚襯的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時，磚就開始開裂，并沿其結(jié)構(gòu)弱化處不斷加大加深，最后使磚碎裂。窯皮掉落時帶走處于熱面層的碎磚片，使磚不斷損壞。熱震現(xiàn)象易發(fā)生在靠近窯尾方向的過渡帶區(qū)域。
熱疲勞
窯運轉(zhuǎn)時，當(dāng)磚襯沒入料層下，其表面溫度降低，而當(dāng)磚襯暴露于火焰中，則表面溫度升高，窯每轉(zhuǎn)一周，磚襯表面溫度升降幅度可達(dá)150~230℃，影響深度15~20mm，如預(yù)分解窯轉(zhuǎn)速為3r/min，這種周期性溫度升降每月達(dá)130000次之多。這種溫度升降多次重復(fù)導(dǎo)致堿性磚的表面層發(fā)生熱疲勞，加速了磚的剝落損壞。
擠壓力
回轉(zhuǎn)窯運轉(zhuǎn)時，窯襯收到壓力、拉力、扭力和剪切等機(jī)械應(yīng)力的綜合作用。其中，要的轉(zhuǎn)動、窯筒體的橢圓度和窯皮垮落，使磚受到動力學(xué)負(fù)荷：磚和窯皮的質(zhì)量及磚自身的熱膨脹，使磚承受靜力學(xué)負(fù)荷。此外，襯磚與窯筒體之間、磚襯與磚襯之間的相對運動，以及擋磚圈和窯體上的焊縫等，均會使磚襯承受各種機(jī)械應(yīng)力作用。當(dāng)所有應(yīng)力之和超過了磚的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時，磚就開裂損壞。該現(xiàn)象發(fā)生于預(yù)分解窯整個窯襯內(nèi)。對于緊靠擋磚圈的磚，大部分損壞是由于擠壓力造成的。
磨損 應(yīng)力
預(yù)分解窯窯口卸料區(qū)沒有窯皮保護(hù)時，熟料和大塊窯皮又較硬，會對該部位的耐火磚襯產(chǎn)生較嚴(yán)重的沖擊和磨損損壞。
回轉(zhuǎn)窯各部位用耐火磚的種類繁多，如高鋁磚、粘土磚、抗剝落高鋁磚、磷酸鹽耐火磚、耐堿磚、硅莫磚等定型耐火產(chǎn)品，不定型耐火澆注料主要有隔熱澆注料、剛玉質(zhì)澆注料、鋼纖維澆注料、耐堿澆注料、高鋁澆注料等。每種耐火產(chǎn)品的需求量較多，如何降低成本，延長窯爐的使用壽命，要從材料的質(zhì)量、指標(biāo)、價格去衡量。
微信洽談
