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水泥窑窑衬材料的发展研究

2015-09-16 16:46:12

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水泥窑窑衬是附着在筒体上的抗磨抗压的保护层,窑衬材质选择的优劣是与整机的性能息息相关的。由于水泥窑烧成带与过渡带窑衬的破坏机理不同,选用的窑衬材料也会不同。本文就水泥窑烧成带和过渡带窑衬材料的发展做出了深入的研究。

回转窑

一、烧成带窑衬材质

烧成带窑衬的破坏机理,主要是由于热负荷侵蚀、化学侵蚀和机械应力破坏造成。三等高铝砖、水泥砖和磷酸盐结合铝砖等铝质耐火材料,当温度在1100~1200℃时,铝质耐火材料与水泥熟料反应显著,易产生化学侵蚀,这几种砖的荷重软化点低、不抗烧,经不住1500℃高温,三等高铝砖和水泥砖由于中温强度低,不能适应烧成带截面热负荷4~5百万大卡/米²·时的要求。

回转窑

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在上述四种碱性砖中,目前我国镁铝砖和镁铬砖能大量生产,水玻璃化学结合镁砖只能小批量生产,聚磷酸钠化学结合镁砖尚无生产基地,生产线正在筹建之中。而镁铝砖作为水泥窑烧成带衬砖使用次数不多,还不能得出正确的评价。因此,目前我国大中型水泥厂烧成带的窑衬应以镁铬砖为主。

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为了充分发挥镁铬砖的作用,一定要采用合理的砌砖工艺,由于镁铬砖的膨胀系数大,砌砖时,纵向和横向要留有适当的膨胀缝。又由于镁铬砖的热震稳定性不如磷酸盐结合铝砖,所以要严格执行烘窑、停窑制度,尽量避免窑内温度剧变。采用这样的措施,就能取镁铬砖之长,补镁铬砖之短。另外,现有镁铬砖的化学成分、材质和生产工艺并不完全符合水泥窑烧成带的特性,还有改进和提高的必要。

二、过渡带窑衬材质

目前水泥窑过渡带的窑衬材料主要采用磷酸盐结合铝砖,也有用三等高铝砖的,利用它们热震稳定性好的特点。但许多水泥厂烧成带采用镁质窑衬后,提高了烧成温度,而过渡带紧靠着烧成带,它们之间没有明显的分界线。一方面当长火焰时,过渡带的温度提高,如火焰不及时缩短,磷酸盐砖、三等高铝砖就可能很快被熔蚀掉,而且会出现红窑。

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这种现象在水泥窑上已屡次出现过,另一方面,由于烧成带使用碱性材料后,普遍提高了窑温,因此过渡带的窑衬应与其匹配,也采用碱性窑衬。但与烧成带的窑衬不同,有它自己的特点,如过渡带的衬砖不但需要有较高的强度和荷重软化点,还应有良好的热震稳定性,还容易挂上一层薄而坚固的窑皮。根据我们的试验,从提高镁铬砖中的铬含量着手,用优质镁砂,并适当提高烧砖温度,研制出满足过渡带使用要求的窑衬材料是有可能的。

三、我国窑衬的发展

如烧成带和过渡带采用合理的配套窑衬,可望窑衬寿命从180天提高到一年以上,这样又能增产水泥100万吨以上,窑衬寿命也能接近或达到先进国家直径3~4米窑的先进水平。

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窑直径增大后,窑内的热力张度高达500~600万千卡/米²·时,机械应力和窑皮、物料的热冲击等也相应增大,因此大型窑烧成带和过渡带窑衬的使用条件是十分苛刻的。据国外资料介绍,大型水泥窑过渡带山于窑皮不稳定,过渡带的窑衬比烧成带窑衬的使用条件更为苛刻。

近年来,我们用天然菱镁矿石和铬铁矿石以烧结法烧制出合成镁铬砂,再以合成镁铬砂和铬铁矿石为原料,研制成直接结合镁铬砖是适合我国国情的,可以充分利用我国丰富优质的菱镁矿资源。这类砖同国外同类型砖相比性能接近。其特点是耗电和耗油少,工艺简单,成本低廉。我们还正在研究一种方镁石-尖晶石砖来作为大型回转窑烧成带、过渡带的窑衬材料。通过试验室试验,这两种砖的主要性能——常温强度、高温强度、荷重软化点以及热震稳定性等,已接近或达到国外直接结合镁铬砖的指标。

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有上述可知,水泥窑窑衬材质的选取不仅因烧成带和过渡带不同,还因筒体的长度和直径而异。我国一直致力于研究水泥窑的优质窑衬材料,目前已具备先进水平,而红星机器又将这些优质的材料进行了合理的应用,使得窑衬和整机的寿命均较同类设备长,性能极其稳定,欢迎有意者莅临选购,咨询热线:0371-67772626

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