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影响定型耐火材料的原因浅析

2020-03-04 07:48:44 | 来自: 淄博华海耐火材料有限公司 | 浏览次数:72



  热应力、机械应力和化学应力因素构成了窑内耐火砖的应力并导致其破坏。随窑型、操作及窑内耐火砖在窑内使用位置的不同,上述因素的破坏作用亦不同。现将此因素影响窑内定型耐火材料的使用周期作简要阐述:

  1、热应力:当窑热负荷过高,使砖面长时间失去窑皮的保护时,热面层基 质在高温下熔化并向冷面层方向迁移,而使砖衬冷面层致密化,热面层则疏松多孔,从而不耐磨、刷、冲击、震动和热疲劳,易于 损坏;当窑运转不正常或窑皮不稳定时,碱性砖易受热震而损坏。窑皮的突然垮落,致使砖面温度瞬间骤增,而使砖内产生很 大的热应力。此外,窑的频繁开停使砖内频繁产生交变热应力。当热应力一旦超出砖衬的结构强度时,砖就突然开裂,并沿其结构弱化处不断加大加深,最后使砖碎 裂。窑皮掉落时带走处于热面层的碎砖片,使砖不断损坏。热震现象极易发生在靠近窑尾方向的过渡带区域;

  2、机械应力:窑运转中,当砖衬没入料层下,其表面温度降低,而当砖衬暴露于火焰中,则其表面温度升高。窑每转一周,砖衬表面温度升降幅度可达150℃~230℃,影响深度15mm~20mm。如窑转速为3.5rpm,每月周期性温度升降达151200次。这种温度升降多次重复导致碱性砖的表面层发生热疲劳,加速了耐火砖的剥落;回转窑运转时,窑衬受到压力、拉力、扭力和剪切等机械应力的综合作用。其中,窑的转动、窑筒体的椭圆度和窑皮垮落,使耐火砖受到动力学负荷;耐火砖和窑皮的重量及砖自身的热膨胀,使砖承受静力学负荷。此外,衬砖与窑筒体之间、砖衬与砖衬之间的相对运动,以及挡料圈和窑体上的焊缝等,均会使耐火砖衬承受各种机械应力作用。当所有这些应力之和超过了耐火砖砖的结构强度时,耐火砖就开裂损坏。该现象发生于预分解窑整个窑衬内。

  3、化学应力:熟料 熔体主要源自窑料和燃料,渗入相主要是C2S、C4AF,而熔体则会充填砖衬内气孔,使该部分耐火砖砖层致密化和脆化;加之热应力和机械应力双重作用,导致砖极易开裂剥落。因C2S、C4AF在550℃以上即开始形成,而预分解窑入窑物料温度已达800℃~860℃,因此熟料熔体渗入贯穿于整个预分解窑 窑内,即熟料熔体对预分解窑各带窑衬均有一定渗入侵蚀作用;预分解窑内,碱性硫酸盐和氯化物等组分挥发凝聚,反复循环,导致 生料中这些组分的富集;物料中的挥发性组分将会在所有砖面及砖层内凝聚沉积,使该处高度致密化,并侵蚀除方镁石以 外的相邻组分,导致砖渗入层的热震稳定性显著减弱,形成膨胀性的钾霞石、白榴石,使耐火砖碱裂损坏,并在热-机械应力综合作用下开裂、剥落。因预分解窑从窑尾至烧成带开始整个属于无窑皮带,越靠近高温带,窑衬受碱盐侵蚀的深度越深,窑衬损坏就越严重,因此要特别注意对该部位窑衬的选型。

  4、稳定窑的热工制度。窑在运转时,如热工制度不稳,会造成窑内衬料忽冷忽热,窑内温差波幅大,极易发生耐火砖开裂、剥落、炸头等现象,耐火砖使用寿命大大缩短。因此,应采取以下相应措施:

  ①“五稳保一稳”,即入窑生料成分稳定,入窑喂料量稳定,燃料成 分稳定,燃料喂入量稳定和设备运转稳定,只有实现这“五个稳定”,方能保证窑系统热工制度稳定。

  ②风、煤、料和窑速的合理匹配——四者相互联系又相互 制约,必须相互适应相互匹配,才能保证热工制度的稳定。

  ③根据目前原燃材料的市场供应情况,强化和适应劣质煤过程使用,同时针对不同煤质、不同窑况等情况及时对热工设备进行合理动态操作调整,得到稳定、合适的火焰形状和位置,保证 热工制度稳定。

  ④合理优化和调整篦冷机的操作,保证稳定的二、三次风量及风温,同时兼顾与窑的同步操作,达到稳定热工制度之目的。

  综述:耐火材料专业和窑工艺专业是不可分割的整体,是相互依托的共连体,耐火材料的运转周期决定窑工艺系统运行指标的完成率,而窑系统的稳定运行是保障耐火材料运行的基础,两者相辅相成。故一个稳定的窑工艺运行系统及规范的耐火材料施工管理是决定回转窑系统安全、高效运行的前提保障。
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