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水泥窯用耐火材料的技術要求

發布日期:2019-01-11 作者: 點擊:

近年來,水泥生産的原料,燃料複雜化,特别是大量固體廢棄物被用作原料,燃料,至使耐火材料所承受的熱,機械應力和化學腐蝕大幅度增加,導緻水泥窯用耐火襯裡的使用周期縮短,耐火材料消耗增加,同時大大影響了水泥生産企業的生産效益。因此,一些耐火材料的工作者針對上述情況做了大量的工作,并研究出一批新品種的耐火材料,新的設計技術和施工技術,延長了耐火材料額使用周期,降低了耐火材料的消耗,取得明顯的效果,線将應用較為廣泛的耐火材料及相關技術要求介紹如下:
  一.堿性耐火材料
  1.直接結合鎂鉻磚。直接結合鎂鉻磚具有較高的抗高溫性能,抗SIO2侵蝕和抗氧化還原作用,同時具有較高的抗高溫強度和抗機械應力,及較好的挂窯皮性能,被大量用在水泥窯燒成帶。由于鎂鉻磚使用時,在堿或硫的作用下,穩定在3價鉻轉化為氧化能力極強的6價鉻,将對人體産生極為嚴重的危害,從20世紀80年代中期起,世界各國紛紛制定了一系列環保,衛生方面的标準,對鎂鉻磚的使用進行限制。進入20世紀90年代,由于鎂鉻磚優良的性能和低廉的價格,在相當多的國家和地區正在使用性能比鎂鉻磚更為優良的直接結合鎂鉻磚,将其用在工況條件較為苛刻的大型預分解窯上。
  2.尖晶石磚。尖晶石磚出現在上世紀90年代,不但具有較強的挂窯皮能力,而且在抗堿,硫熔融物和熟料液相侵蝕,抗熱震和窯體變形産生的機械應力,及在抗熱負荷等方面,一系列的性能優勢,使其成為當今世界堿性磚技術發展的主流。其中,鎂鉻尖晶石磚用在水泥燒成帶和上過度帶部位,具有耐火度高,彈性結構良好,抗熱力學侵蝕性能好的優點,可取代鎂鉻磚和一般堿性磚。鎂鐵尖晶石磚和鎂錳尖晶石磚俗稱活性尖晶石磚,鎂鐵尖晶石磚是20世紀90年代末出現的新品種,具有耐火度高和較強的抗氧化性,與白雲石磚,鎂鉻磚相比,此類尖晶石磚具有較高的接卸和熱化學性能。鎂錳尖晶石磚的耐火度高于鎂鐵尖晶石,錳離子的活性較高,具有更強的抗堿氯硫侵蝕的功能,在生産過程中回複晶體裂紋的性能超過鎂錳尖晶石。
  3.鎂锆磚。鎂锆磚具有較高的耐火度,氧化锆溶化點為2715℃,溫度超過1660℃才被熟料侵蝕,而氧化锆顆粒的另一特點是顆粒四周形成微裂紋,從而吸收外部應力,在熱态和冷态條件下,具有較大的抗斷裂強度。對熟料液相抗侵蝕能力,氧化還原氣氛前其的影響及耐壓強度等方面都具有明顯的優點。早期的鎂锆磚存在着導熱系數高于尖晶石磚的特點,此情況已被改善。鎂锆磚具有優良的性能,用在工況條件苛刻的水泥窯内,在進一步的提高性能和在保持優良行呢個的氣體下,降低生産成本,便于推廣應用。
  二.高鋁質耐火材料
  氧化鋁含量小于25%的耐火材料,具有較好的抗堿氯侵蝕能力,但之呢過承受1200℃的溫度,而氧化鋁含量較高的耐火材料,其耐火度高,但抗堿侵蝕的能力較差,在使用過程中耐火材料與堿反應的生成物放生體積膨脹,材料的結構發生破壞。目前,由于碳化矽具有較強的抗堿性能,與堿反應後,生成一層黏性極高的有無裂紋的保護層。同時,由于碳化矽具有極高的導熱性能和耐磨蝕性能,所以有AL2O3-SIC組成的高耐火材料相繼出現,并産生了非常好的效果,能滿足燒成系統分解爐,回轉窯,窯門,篦冷機,三次風管,前窯口等不同部位工況和需求。該類材料具有荷軟溫度點高,強度高,高耐磨蝕,低導熱及良好的抗剝落性能,對抗機械應力,熱應力。化學反應和過熱,熱疲勞等綜合損壞作用的抵抗能力比較強。
  三.保溫材料
  在常規的耐候材料設計時,保溫材料一般采用矽酸鈣闆,而固體廢棄物在好水泥窯中處理時增加了堿氯硫的富集量,如果沉積在矽鈣闆中,易使矽鈣闆分化,熱損失加重,同時會嚴重腐蝕金屬錨固件。影響工作層的正常使用,為緩解此類狀況,出現了隔熱耐火澆注料及隔熱噴塗料來取代矽鈣闆,并取得了明顯的效果。
  四.錨固件
  随着水泥工業的迅速發展,相應一些減緩金屬腐蝕的設計技術及耐腐蝕性強的材料也相繼出現,主要有:1.抗堿氯硫侵蝕的陶瓷錨固劑,可緩解因煙氣侵蝕金屬錨固件而導緻的耐火材料損壞:2.抗堿氯硫侵蝕圖層,将有害物與金屬錨固件隔開,有效的保護錨固件,延長其使用壽命3.設置工作層和輕質隔熱層,因煙氣穿過膨脹縫,耐火材料的裂縫等進入材料内部結果,在高溫下直接侵蝕錨固件,影響耐火材料的正常使用,有些廠家将材料設計為二層,将膨脹縫錯開,阻塞了煙氣的進入,有效的保護了金屬錨固件,進而促進耐火襯料的正常使用。
  同時,由于耐火襯料分為二層,輕質隔熱層的容重遠遠低于工作層,所以各種耐火材料重量減輕,減緩了錨固件的機械應力,從而延長其使用壽命。


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關鍵詞:尖晶石磚,澆注料,耐火材料

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