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水泥回转窑耐火材料内衬使用损耗及磨损影响因素

发布日期:2021-08-09 00:00 来源: 点击:

回转窑作为水泥厂煅烧水泥熟料的主要设备,同样也可用于石灰行业,具有产量大、产品煅烧均匀、生产稳定等特点。常用耐火材料主要有高铝砖、磷酸盐结合高铝砖、抗剥落高铝砖、莫来石耐碱复合砖、硅莫砖、镁质耐火砖、钢纤维增强耐火浇注料低水泥浇注料、抗结皮浇注料等。

 

回转窑设备可分为前窑口、下过渡带、烧成带、上过渡带、与分解带和后窑口等部位,根据各部位作业环境及所受温度,在回转窑的生产运行中,其内衬耐火材料会受到筒体与物料的转向运动作用影响、喷煤管燃烧烟气及高温炉料的影响和有害气体等的侵蚀影响等,还包括窑炉砌筑设计、耐材品质、砌筑质量、烘炉要求等,都会造成内衬耐火材料的服役寿命缩短。

为了保障回转窑长期持续的安全运行,其内衬耐火材料应尽量稳定长久,但影响回转窑使用寿命的因素较多,其中窑衬耐火材料主要受到机械应力、热应力与化学侵蚀这三个方面的作用。

1.机械应力对回转窑衬耐火材料的影响:

在回转窑正常生产过程中,筒体、物料、含尘炉气等以及内衬本身的相对运动,使耐火材料受到重力负荷与磨损冲刷,当产生的机械应力负荷超过耐火材料能承受的强度极限时,就会造成耐火材料的快速损坏。

主要的机械应力产生因素有以下几个:

(1)筒体变形。窑内耐火材料、物料及筒体自身重量总和超过筒体自身强度或局部烧红温度过高等造成筒体凹凸变形,使筒体椭圆度发生变化,剪切作用力对每环砖衬造成影响,出现砖衬损毁剥落等。

(2)轴线偏移。回转窑轴线上的轮带、托轮、轮辊支撑及各断中心点都应在一条直线,但因回转窑长时间的运作年久失修或在筒体的安装更换后,在高温热应力与自身重力的影响作用下,中心轴线发生偏移,后经过一段时间的运行,轮带轮辊出现的不同程度的磨损与偏移,每个支撑点的承重变得及不均匀,进而加剧了轴线的偏移量,内衬耐火材料受到挤压出现损坏甚至脱落。

(3)施工质量。由于设计不合理或砌筑问题,使耐火材料在运转过程中出现松动,造成错台扭曲,并在回转窑继续运行中,产生了筒体与内衬耐火材料的相对运动,耐火材料相互之间作用造成挤压错位,甚至发生层裂甚至脱落问题。

2.热应力对回转窑耐火材料的影响:

热应力是指在窑炉升温过程中,耐火材料因不同程度的热膨胀,造成相互挤压,又因其不能自由膨胀,当作用力超过耐火材料的自身强度时,就出现窑内耐火材料的损坏、剥落等现象。另外随着窑炉的运转,内衬耐火材料表面的温度发生周期型的波动对其造成的影响;并且在窑炉启停时,出现的冷热交替的温度变化也会对窑衬产生的影响,这种因温度变化对窑炉内部窑衬的影响也是造成窑衬损毁的原因之一。

3.化学侵蚀对回转窑耐火材料的影响:

回转窑耐火材料受到的化学侵蚀主要来源于原料煅烧与燃料本身,原料杂质中的SiO2、Fe2O3、Na2O、K2O等,燃料中的杂质S、P、Cl等化合物,这些杂质在高温环境下,浸入耐火材料内部,与耐火材料内衬基质产生化学反应,造成耐火材料的一系列的破坏损毁情况。高温下液相物料与耐火材料表面发生的化学反应,以及碱盐等有害物质气体的渗透侵蚀,使耐火材料表面反应层在遇到热应力与机械应力的综合作用时,出现剥落开裂的情况。


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