水泥回轉(zhuǎn)窯窯磚的條件與作用
2011-03-22 00:00
水泥廠以窯為中心進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，其它的一些附屬設(shè)備有故障都要勉強(qiáng)撐下去，只有等到窯出現(xiàn)問題才會(huì)進(jìn)行集中修理。而窯系統(tǒng)的好與壞與窯磚的壽命有著直接的關(guān)系，窯磚的壽命又與砌窯磚的質(zhì)量有直接的關(guān)系。由此可見砌磚質(zhì)量的對(duì)整個(gè)廠的運(yùn)作都有影響。一般窯殼承受400度左右，窯磚承受1600度左右，如果窯出現(xiàn)掉磚，則會(huì)使窯殼溫度過高超過其范圍，在晚上觀查時(shí)會(huì)有暗紅色。如果不及時(shí)處理，窯殼會(huì)發(fā)生變形，在以后的補(bǔ)砌窯磚時(shí)，會(huì)因窯殼變形而很難使窯磚密實(shí)，容易發(fā)生掉落。換磚時(shí)主要看耐火磚的厚度與其使用時(shí)間，再加上一些磚表面的情況去判斷。
窯磚是填充在窯筒體內(nèi)部的一層耐火材料，窯磚的主要作用有:
1. 減少高溫氣體與物料對(duì)筒體化學(xué)侵蝕與機(jī)械磨損，保護(hù)窯殼。
2. 充當(dāng)傳熱介質(zhì)窯磚可從氣體中吸收一部份熱量，以不同的傳導(dǎo)及輻射方式傳給物料。
3. 窯磚也可以隔熱保溫，減少窯體熱損失等。
2. 充當(dāng)傳熱介質(zhì)窯磚可從氣體中吸收一部份熱量，以不同的傳導(dǎo)及輻射方式傳給物料。
3. 窯磚也可以隔熱保溫，減少窯體熱損失等。
根據(jù)耐火材料在窯內(nèi)使用的部位不同，回轉(zhuǎn)窯對(duì)窯磚的主要要求有:
1. 耐高溫性強(qiáng)窯內(nèi)管燒成狀況的好壞，窯內(nèi)溫度都在1000℃以上，這就要求耐火磚在高溫下不能熔化，在溶點(diǎn)之下還要 保持有一定的強(qiáng)度。同時(shí)還要有長(zhǎng)時(shí)間暴露在高溫下仍有固定的容積等特性。
2. 熱振穩(wěn)定性好，即抵抗窯溫劇烈變化而不被破壞的能力好。在停窯、開窯以及旋窯運(yùn)轉(zhuǎn)狀況不穩(wěn)定的情況下，窯內(nèi)的溫度變化都比較大，這就要求窯磚在溫度劇烈變化的情況下，不能有龜裂或者是剝落的情況。這也要求在操作時(shí)盡量使窯溫穩(wěn)定一些。
3. 抗化學(xué)侵蝕性強(qiáng)在旋窯內(nèi)燒成時(shí)，所形成的灰份、熔渣、蒸氣均會(huì)對(duì)窯磚產(chǎn)生很大的侵蝕 。
4. 耐磨性及機(jī)械強(qiáng)度好的窯內(nèi)飼料的滑動(dòng)及氣流中粉塵的磨擦，均會(huì)對(duì)窯磚造成很大的磨損。尤其是開窯的初期，窯內(nèi)還沒有窯皮保護(hù)時(shí)更是如此。窯磚還要承受高溫時(shí)的膨脹應(yīng)力及窯殼橢圓變形所造成的應(yīng)力。要求窯磚要有一定的機(jī)械強(qiáng)度。
5. 窯磚具有良好的掛窯皮性能。窯皮掛在窯磚上，對(duì)窯磚有很大的保護(hù)作用，如果窯磚具有良好的掛窯皮性能并且窯皮也能夠維持較長(zhǎng)的時(shí)間，可以使窯磚不受侵蝕與磨損。
6. 孔隙率要低如果氣孔率高會(huì)造成腐蝕性的窯氣滲透入窯磚中凝結(jié)，毀壞窯磚，特別是堿性氣體更是如此。
7. 熱膨脹安定性要好。窯殼的熱膨脹系數(shù)雖大于窯磚的熱膨脹系數(shù)。但是窯殼溫度一般都在280-450℃左右，而窯磚的溫度一般都在800℃以上，在燒成帶的地方其溫度有1300多℃。這樣窯磚的熱膨脹還是比窯殼要大，窯磚容易受壓應(yīng)力造成剝落。
5. 窯磚具有良好的掛窯皮性能。窯皮掛在窯磚上，對(duì)窯磚有很大的保護(hù)作用，如果窯磚具有良好的掛窯皮性能并且窯皮也能夠維持較長(zhǎng)的時(shí)間，可以使窯磚不受侵蝕與磨損。
6. 孔隙率要低如果氣孔率高會(huì)造成腐蝕性的窯氣滲透入窯磚中凝結(jié)，毀壞窯磚，特別是堿性氣體更是如此。
7. 熱膨脹安定性要好。窯殼的熱膨脹系數(shù)雖大于窯磚的熱膨脹系數(shù)。但是窯殼溫度一般都在280-450℃左右，而窯磚的溫度一般都在800℃以上，在燒成帶的地方其溫度有1300多℃。這樣窯磚的熱膨脹還是比窯殼要大，窯磚容易受壓應(yīng)力造成剝落。
耐火磚的種類與選用耐火磚品質(zhì)與耐火特性選用是否恰當(dāng)，砌磚時(shí)質(zhì)量的好壞都會(huì)影響到窯磚的壽命。耐火磚的壽命又會(huì)直接影響到旋窯維護(hù)的成本，產(chǎn)量的高低。由此可見耐火磚的重要性。在選擇窯磚時(shí)，一般都是根據(jù)各帶的溫度、負(fù)荷不同進(jìn)行選擇，要注意窯磚與窯筒體的膨脹系數(shù)要比較接近。窯磚的厚度越大，則窯殼隔熱保溫的效果也就越好，但窯內(nèi)有效截面積也就減小，會(huì)使窯的產(chǎn)量也減小。窯磚越薄其有效容積越大，窯殼的散熱也越歷害，高溫對(duì)設(shè)備的損傷以及能源的浪費(fèi)都比較大。目前在國(guó)際上使用最多的是兩種系列的磚，ISO系統(tǒng)(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn))與VDZ系統(tǒng)(德國(guó)標(biāo)準(zhǔn))，其實(shí)兩者的材料都是一樣，只是規(guī)格尺寸不一樣。ISO系統(tǒng)的磚較大、較厚，磚縫較少，不方便搬運(yùn)、操作。VDZ系統(tǒng)的磚比較小、較薄，利于操作，容易擠緊，但強(qiáng)度較小，磚縫較多。使用ISO系統(tǒng)，盡可能統(tǒng)一規(guī)格，高度220mm，寬度200mm，這樣可以減少備品量，節(jié)省投資。
耐火磚按其材質(zhì)的不同可以分為以下幾個(gè)種類:
1. 粘土磚(保溫磚):使用在預(yù)熱煅燒帶的區(qū)域中，耐火度在SK35下；
2.高鋁磚:其主要成份是Al2O3，含量越高，耐火磚的耐火度就越高，抗剝落性、導(dǎo)熱性、機(jī)械強(qiáng)度、抗化學(xué)侵蝕性都比較好。但高鋁磚的具有很大的可逆性膨脹，并且抗熔渣性比鹽基性火磚要差。一般使用在煅燒帶(過渡帶)。常用的耐火指數(shù)為SK37。在冷卻帶多用SK37或者36。
3. 鹽基性火磚:鹽基性火磚在高溫下對(duì)灰份及熔渣具有很高的抗化學(xué)性能，具有良好的掛窯皮性能，并且窯皮附著的比較牢固。因?yàn)榇u與窯皮相熔為一體，如果窯皮在窯皮掉落時(shí)，部份的窯磚也會(huì)隨窯皮掉落，抗剝落性較高鋁磚要差。
2.高鋁磚:其主要成份是Al2O3，含量越高，耐火磚的耐火度就越高，抗剝落性、導(dǎo)熱性、機(jī)械強(qiáng)度、抗化學(xué)侵蝕性都比較好。但高鋁磚的具有很大的可逆性膨脹，并且抗熔渣性比鹽基性火磚要差。一般使用在煅燒帶(過渡帶)。常用的耐火指數(shù)為SK37。在冷卻帶多用SK37或者36。
3. 鹽基性火磚:鹽基性火磚在高溫下對(duì)灰份及熔渣具有很高的抗化學(xué)性能，具有良好的掛窯皮性能，并且窯皮附著的比較牢固。因?yàn)榇u與窯皮相熔為一體，如果窯皮在窯皮掉落時(shí)，部份的窯磚也會(huì)隨窯皮掉落，抗剝落性較高鋁磚要差。
主要有兩種材料的磚:
a. 白云石磚(Dolomite)：白云石磚的主要成份是方鎂石(MgO)，其成份與生料的成份比較接近，所以這種磚的掛窯皮性能比較好，也不會(huì)與料發(fā)生反應(yīng)。它具有高耐火性及容積安定性，但是當(dāng)窯皮發(fā)生掉落時(shí)，窯磚也可能會(huì)有一部份與窯皮一起掉落。使用時(shí)要注意慎防灰化作用。窯磚在調(diào)儲(chǔ)存時(shí)要特別注意防水。
b. 鎂鉻磚: 鎂鉻磚的主要成份是鉻礦。它具有良好的抗剝落性及機(jī)械強(qiáng)度。一般使用在旋窯的燒成帶。在燒成帶，它要受熱應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力、化學(xué)侵蝕三個(gè)條件的破壞。因此這帶的窯磚要求比較嚴(yán)格。過去一般都是使用鉻鎂磚，它具有耐火度高、抗堿性化學(xué)侵蝕性好等優(yōu)點(diǎn)。但是鎂鉻磚成份中鉻的含量比較高，當(dāng)耐火磚廢棄以后，鉻金屬會(huì)與水一起流失，進(jìn)入到環(huán)境中造成污染。目前鉻鎂磚的用量正逐步地減少，現(xiàn)已用尖晶石磚進(jìn)行代替。花蓮廠將廢棄窯磚置于礦山與石灰石進(jìn)行混合，作為原料一起進(jìn)入廠中回收，減少?gòu)U品，降低污染。
b. 鎂鉻磚: 鎂鉻磚的主要成份是鉻礦。它具有良好的抗剝落性及機(jī)械強(qiáng)度。一般使用在旋窯的燒成帶。在燒成帶，它要受熱應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力、化學(xué)侵蝕三個(gè)條件的破壞。因此這帶的窯磚要求比較嚴(yán)格。過去一般都是使用鉻鎂磚，它具有耐火度高、抗堿性化學(xué)侵蝕性好等優(yōu)點(diǎn)。但是鎂鉻磚成份中鉻的含量比較高，當(dāng)耐火磚廢棄以后，鉻金屬會(huì)與水一起流失，進(jìn)入到環(huán)境中造成污染。目前鉻鎂磚的用量正逐步地減少，現(xiàn)已用尖晶石磚進(jìn)行代替。花蓮廠將廢棄窯磚置于礦山與石灰石進(jìn)行混合，作為原料一起進(jìn)入廠中回收，減少?gòu)U品，降低污染。
3. 耐火泥的種類耐火泥主要可以分為以下幾種:
a. 鑄性火泥:也稱為氣凝性火泥。使用在窯頭燃燒器，做保護(hù)耐火層，在預(yù)熱機(jī)的某些部份作耐火籿料，一般以灌漿的方式進(jìn)行施工；
b. 絕緣性火泥: 使用于窯殼變形的平面處進(jìn)行修復(fù)平整，或者用于冷卻機(jī)的頂蓬做隔熱；
b. 絕緣性火泥: 使用于窯殼變形的平面處進(jìn)行修復(fù)平整，或者用于冷卻機(jī)的頂蓬做隔熱；
c. 耐火泥:又稱為熱凝性火泥，主要是在砌磚時(shí)使用，使用耐火泥時(shí)，必須要加玻璃水進(jìn)行攪拌(硅酸鈉、水，NaSiO3、H2O)。一般DiDOTECT135(耐1350度以上的高溫) ，在窯尾使用SK34。 DiDOTECT 150(耐1500度以上的高溫)，高溫時(shí)用SK35Couprit 160H，主要使用在窯頭噴煤嘴的地方(Kiln Burner head) Couprit135h，主要使用在預(yù)熱機(jī)及冷卻機(jī)中。
4. 窯磚的選用：
a. 窯內(nèi)耐火磚的選用#1窯于35m以后使用高鋁磚，在出口冷卻帶使用高鋁磚，其它的地方使用鎂鉻磚或尖晶石磚。#2窯于43m以后使用高鋁磚，其它的地方使用鎂鉻磚或尖晶石磚。#3窯于35m以后使用高鋁磚，其它的地方使用鎂鉻磚或尖晶石磚。在#3窯的出口冷卻帶使用耐火泥。在胎環(huán)的附近，為避免過多的熱量傳出，導(dǎo)致窯殼熱膨脹而造成窯殼承受較大的機(jī)械應(yīng)力。此處的火磚采用高鋁磚與保層磚兩層疊加所成。
b. 冷卻機(jī)內(nèi)部耐火磚的選用：冷卻機(jī)中耐火磚，前段與后段中熟料的溫度不同，前段的溫度較高，后段的溫度較低一些。所選用的耐火磚也不同。在前段中主要是使用高鋁磚與保溫磚疊加所成，后段中主要是使用保溫磚。在冷卻機(jī)中，與料層接觸磨擦的地方，耐火磚受高溫及磨擦比較厲害，耐火磚的品質(zhì)要求更嚴(yán)格一些。
c. 預(yù)熱機(jī)內(nèi)耐火材料的選用主要的耐火材料是保溫磚與同等級(jí)的鑄性火泥。在預(yù)熱機(jī)中，耐火材料要求材質(zhì)輕、耐火度、耐火性要足夠，在預(yù)熱機(jī)中，氣流夾帶著粉料對(duì)旋風(fēng)筒內(nèi)壁有磨耗，特別是在風(fēng)管的拐彎或者是風(fēng)向變向的地方。旋風(fēng)筒的錘體的底部也有脫酸的高溫生料與筒壁接觸。在窯氣上升管道及三次風(fēng)管中都有噴煤，供預(yù)熱機(jī)中碳酸鹽分解，溫度也比較高，此處耐火材料要求更嚴(yán)格一些。
4. 窯磚的選用：
a. 窯內(nèi)耐火磚的選用#1窯于35m以后使用高鋁磚，在出口冷卻帶使用高鋁磚，其它的地方使用鎂鉻磚或尖晶石磚。#2窯于43m以后使用高鋁磚，其它的地方使用鎂鉻磚或尖晶石磚。#3窯于35m以后使用高鋁磚，其它的地方使用鎂鉻磚或尖晶石磚。在#3窯的出口冷卻帶使用耐火泥。在胎環(huán)的附近，為避免過多的熱量傳出，導(dǎo)致窯殼熱膨脹而造成窯殼承受較大的機(jī)械應(yīng)力。此處的火磚采用高鋁磚與保層磚兩層疊加所成。
b. 冷卻機(jī)內(nèi)部耐火磚的選用：冷卻機(jī)中耐火磚，前段與后段中熟料的溫度不同，前段的溫度較高，后段的溫度較低一些。所選用的耐火磚也不同。在前段中主要是使用高鋁磚與保溫磚疊加所成，后段中主要是使用保溫磚。在冷卻機(jī)中，與料層接觸磨擦的地方，耐火磚受高溫及磨擦比較厲害，耐火磚的品質(zhì)要求更嚴(yán)格一些。
c. 預(yù)熱機(jī)內(nèi)耐火材料的選用主要的耐火材料是保溫磚與同等級(jí)的鑄性火泥。在預(yù)熱機(jī)中，耐火材料要求材質(zhì)輕、耐火度、耐火性要足夠，在預(yù)熱機(jī)中，氣流夾帶著粉料對(duì)旋風(fēng)筒內(nèi)壁有磨耗，特別是在風(fēng)管的拐彎或者是風(fēng)向變向的地方。旋風(fēng)筒的錘體的底部也有脫酸的高溫生料與筒壁接觸。在窯氣上升管道及三次風(fēng)管中都有噴煤，供預(yù)熱機(jī)中碳酸鹽分解，溫度也比較高，此處耐火材料要求更嚴(yán)格一些。
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