英文站

过渡带用耐火材料

  • Time:Sep 06, 2023
水泥回转窑过渡带环境温度较高,入窑后的物料进行充分加热,但未能达到烧成状态,受烧成带影响,过渡带处于热工不稳定状态。所以,水泥回转窑过渡带耐火材料,不仅要有较高的强度以及抵御机械应力,较强的抗热震稳定性以防止热疲劳损害,还要有良好的高温性能和抗侵蚀性。镁铝尖晶石砖因与水泥熟料的主成分均属于碱性材料,所以具有优异的抗侵蚀性能,由于添加了镁铝尖晶石,可以获得热震稳定性,因此一直被国外企业推荐应用于水泥回转窑过渡带。

   一、水泥窑过渡带工作环境及对耐火材料的性能需求

  1、水泥窑过渡带环境

  水泥窑过渡带环境温度较高,入窑后的物料进行充分加热,但未能达到烧成状态,受烧成带影响,过渡带处于热工不稳定状态。

  由于过渡带温度波动大,熟料内部液相量少、液相粘度不够,造成窑皮时长时消,粘挂不牢,使衬砖长期裸露在高温环境之中,直接经受高温熟料的冲击和磨损。

  窑衬与水泥熟料中熔体、硅酸盐低熔物、窑气中K2O、SO2、KCl等组分对高温裸露衬砖的渗透、化学侵蚀,在温度梯度和侵蚀层浓度梯度的作用下,衬砖变质层出现致密化,发生结构层变化,当窑内温度场发生变化时,在热应力和机械应力作用下,

  变质结构层极易发生开裂、脱落。

  由于过渡带温度场容易受喷煤管及燃料变化的影响而不断的变化,耐火材料在反复的温场变化时,容易出现热疲劳现象,一般材料承受不了由于温度场变化引起的急冷急热,导致了过渡带衬砖出现损坏。

  由于过渡带温度场容易受喷煤管及燃料变化的影响而不断的变化,耐火材料在反复的温场变化时,容易出现热疲劳现象,一般材料承受不了由于温度场变化引起的急冷急热,导致了过渡带衬砖出现损坏。所以,水泥回转窑过渡带对耐火材料,不仅要有较高的强度以抵御机械应力,较强的抗热震稳定性以防止热疲劳损害,还要有良好的高温性能和抗侵蚀性。

  2、水泥窑过渡带对耐火材料性能要求

  2.1、耐高温性能要求:水泥窑过渡带处于高温环境中,耐火材料需要具备优异的耐高温性能,能够承受1300℃以上高温。

  2.2、耐热震性能要求:水泥窑过渡带经常发生冷热交替,因此耐火材料需要具有良好的耐热震性能,能够抵抗突然变化的温度和热应力。

  2.3、耐侵蚀性能要求:水泥生产过程中会产生大量酸性气体和碱性气体,这些气体容易侵蚀过渡带耐火材料。因此,过渡带用耐火材料需要具备优异的耐侵蚀性能。

  2.4、氧化还原性能要求:水泥生产过程中存在一定程度的氧化还原反应,因此过渡带用耐火材料需要具备较好的氧化还原性能,不易被氧化或还原。

  2.5、良好的耐磨性要求:水泥生产过程中,窑料在过渡带上不断滚动和磨损,因此耐火材料需要具有良好的耐磨性能,能够承受长期的摩擦和磨损。

  

硅莫耐磨砖-2

 

  二、水泥窑过渡带耐火材料的选择

  根据以上水泥窑对耐火材料的要求,可以选择镁铝尖晶石砖、硅莫砖、高铝砖、碳化硅砖等耐火材料作为水泥窑过渡带的衬里材料。

  镁铝尖晶石砖因与水泥熟料的主成分都属于碱性材料,所以具有优异的抗侵蚀性能,由于添加了镁铝尖晶石,可以获得热震稳定性,所以一直被奥镁、雷法等国外企业推荐应用于水泥回转窑过渡带;

  硅莫砖也可适用于5000t/d以下水泥回转窑。从环保节能角度,也可推荐用复合结构硅莫砖;

  硅莫砖与镁铝尖晶石砖相比较具有导热系数低,热震稳定性好、性价比高的优势;镁铝尖晶石砖与硅莫砖相比较具有抗侵蚀性能更强的优势和导热率高的劣势,在系统处理垃圾水泥回转窑上,镁铝尖晶石砖的抗碱硫侵蚀效果更好,所以在大型回转窑,从安全系数考虑,仍大多采用镁铝尖晶石砖进行砌筑。整体上,硅莫砖因性价比优势,在国内有替代镁铝尖晶石砖在水泥回转窑应用的趋势。

  高铝砖具有高温抗侵蚀性、耐热震性和耐磨性能优异;镁砖具有较好的耐高温性能和耐侵蚀性能;碳化硅砖则具有较好的耐高温性能和耐热震性能。

  在选择水泥窑过渡带耐火材料的时候要根据实际情况,可以选择不同的耐火材料组合使用,以达到最佳的耐用性能。同时,选用耐火材料时还需考虑其成本、加工性能和可靠性等方面的因素。

 

  根据水泥窑过渡带的工况环境,水泥回转窑过渡带对耐火材料,不仅要有较高的强度以抵御机械应力,较强的抗热震稳定性以防止热疲劳损害,还要有良好的高温性能和抗侵蚀性。而镁铝尖晶石砖适合水泥窑过渡带使用。

  一、镁铝尖晶石砖特点

  镁铝尖晶石砖是以方镁石及尖晶石为主要矿物的高档碱性耐火材料,经高压成型、高温烧结而成,同时添加改善制品内部结构的特定矿化剂的制品,还可根据使用工况和具体理化指标定制。

  镁铝尖晶石砖的特点是常温耐压强度高、高温结构强度高、热震稳定性好、抗侵蚀能力强、耐磨性好、抗剥落性能强。

  二、真金生产的镁铝尖晶石砖在过渡带的应用

  ZJMA-6适用于石灰窑及2500-5000t/d水泥回转窑过渡带

  ZJMA-7适用于5000-7500t/d水泥回转窑过渡带

  ZJMA-8适用于7500t/d以上水泥回转窑过渡带

  四、真金镁铝尖晶石砖的理化指标

镁铝尖晶石砖理化指标

  1、高温影响

  过渡带环境温度较高,此处物料温度为1000℃~1300℃,气体温度为1400℃~1600℃,入窑后的物料虽进行充分加热,但未能达到烧成状态,受烧成带影响,过渡带处于热工不稳定状态,窑皮时长时消,导致窑衬直接暴露在高温环境下。

  2、化学侵蚀

  水泥熟料中熔体、煤灰中的硅酸盐低熔物、K2O,SO2、KCl等挥发性组分直接对耐火砖表面侵蚀、渗入,在温度梯度和侵蚀层浓度梯度的作用下,结构层发生变化。随着时间的推移和温度场发生改变,变质结构层极易发生开裂、脱落。

  3、喷煤管及燃料变化

  过渡带温度场容易受喷煤管及燃料变化的影响而不断的变化。

  喷煤管火焰形状受煤粉的粒度、灰分成分、挥发分含量及喷出速度等影响。喷煤管内外风调整不当,送煤风机风压过大、二次风温过低等,使煤粉燃烧速度低于煤粉颗粒在窑内的前进速度会导致煤粉后燃,导致热工不稳定。

  耐火材料在反复的温场变化时,容易出现热疲劳现象,一般材料承受不了由于温度场变化引起的急冷急热,导致了过渡带衬砖出现损坏。

  4、机械力

  由于回转窑筒体在支撑点之间存在一定的倾斜度,随着回转窑的运转,会出现与旋转同步的周期性弯曲。

  三组拖轮的回转窑采用的是非静定结构,当各个拖轮组因温度差异有不同的膨胀量时,将使窑筒体的同轴度出现偏差,产生较大的附加荷载。尤其在恶劣天气或者突然停电时,会造成窑筒体因上下受热不均出现较大的弯曲变形,使窑内的耐火砖承受较大的挤压应力,超出耐材承受力时,耐材出现断裂,甚至整体移位。

  1、针对高温影响的解决方法

  ①优化窑内气体流动:改变气流分布或加装导流板等措施,使过渡带附近的高温气体得到更好的排放和分散。

  ② 控制入窑的物料:通过调整窑内的进料量、进料速度和配比,使物料在进入过渡带之前充分烧结。

  ③ 加强窑衬的保护措施:选择高耐火性能的窑衬材料,并进行适当的厚度设计,以增强其抵御高温侵蚀的能力。

  2、 受化学侵蚀影响的应对策略

  ① 选择耐蚀性能好的耐材:选择具有较强化学稳定性和抗侵蚀性能的耐火材料,以减少受到化学物质侵蚀的程度。

  ② 控制窑内气氛:调整窑内氧气含量、气氛成分以及燃烧温度等,控制有害气体的生成和浓度,减少对耐火砖的侵蚀作用。

  ③定期清理窑内积聚的熔渣和残留物,以减少其对耐火材料的侵蚀。同时,进行定期的检查和维护,及时修复受损的部分,延长耐火材料的使用寿命。

  ④ 通过实时监测温度、气氛和化学成分等参数,及时调整窑的操作条件,保持稳定的燃烧和生产环境,减少化学侵蚀的风险。

  3、 针对喷煤管及燃料变化的解决方法

  ① 使用优质燃煤,降低硫及其他有害成分含量,灰分小于27%,挥发分大于25%,发热量大于21MJ/kg(大于5000 kcal/kg)/、全硫小于3%的优质的焦煤,气煤、弱粘煤、不粘煤等

  ② 控制喷煤管内外风调整,监控好喷煤管火焰形状和长度。

  喷煤管伸入部分超越下料口1~1.5米较理想在这个范围内风、煤混合最理想,火焰完整,窑内清晰易看,操作易控制,结的前圈位置也易烧。

  4、 针对机械力影响的解决方法

  ① 使用高强度、抗热膨胀性能好的材料,以减小温度差异引起的膨胀量不同造成的问题。

  ② 调整轮带间隙至合适宽度,在窑运转过程中,定期检查和维护拖轮组件,确保各组拖轮的同轴度和运转平稳。

  综上减少过渡带耐材损坏方法中,通过人工的干预就可解决的方法有优化气体流动、控制窑内气氛、定期清理熔渣、使用优质燃煤,控制入窑物料的的指标以及把控风、煤、料的匹配。对于那些生产中难以控制的现象,调整过渡带窑体耐材是解决问题至关重要的一步。

1

  考虑到水泥窑过渡带热工稳定性差,化学侵蚀严重,易受燃料和喷煤管影响的特殊工况,目前比较常用的一种碱性耐材是镁铝尖晶石耐火砖。

  镁铝尖晶石砖通过优化耐材的组织结构,将影响稳定性的SiO2和Fe2O3降低到合理范围,提高了抗侵蚀性能。此外,在高温烧结过程中,砖内能原位生成尖晶石,并利用反应过程中产生的微裂纹提高其热震稳定性和抗压性。通过调整原材料基质与颗粒,根本上解决了普通镁铝砖原有荷软温度低的问题。

  真金生产的镁铝尖晶石砖在华新6500T/D大窑中的安全使用周期达到456天。自此之后,华新14条以上的5000T/D大窑的过渡带全部采用“真金牌”镁铝尖晶石砖,在运行周期上都超过12个月。这就使得过渡带和烧成带的窑衬能够保持同步运行。

咨询热线:400-662-9878

服务热线:132-1599-1799(同微信)

企业邮箱:info@izhenjin.com

公司地址:河南省郑州市新密市宋楼工业区

商务地址:河南省郑州市金水区一带一路经贸产业园

官方微信

- 真金官方微信 -

- 真金客服微信 -

© 郑州真金耐火材料有限责任公司 | 豫ICP备17013951号