隨著水泥工業技術的不斷進步,作為水泥生產線心臟部位的回轉窯正在向大型化短窯發展,工藝更為復雜,對水泥窯耐火材料的要求也越來越高。下面就耐火材料在水泥窯中配套做一分析,以供參考。
一般的回轉窯分為進料帶(預熱帶)、下過渡帶、上過渡帶、燒成帶、卸料帶(冷卻帶)幾個區域,各區域長度比例分布示于表1(D為窯筒體鋼板的有效內徑)。
表1 回轉窯各區域長度比例
進料帶 |
下過渡帶 | 上過渡帶 | 燒成帶 | 卸料帶 |
~5D | ~2D | ~3D | ~4D | ~1D |
各個區域的工況條件和材料選用分述如下。
⑴ 進料帶:該帶一般采用磷酸鹽結合高鋁磚、抗剝落高鋁磚,也有采用耐堿磚,窯尾進料口宜采用抗結皮的碳化硅澆注料。
⑵ 下過渡帶:該帶溫度相對低,要求磚襯的導熱系數小,耐磨;一般都采用抗剝落高鋁磚,硅莫磚在性能上優于抗剝落高鋁磚,壽命比抗剝落高鋁磚高約1倍,價格是高鋁磚的1.5倍左右。
⑶ 上過渡帶:該帶窯皮不穩,要求窯襯抵抗氣氛變化能力好、熱震穩定性好、導熱系數小、耐磨;國外推薦采用鎂鋁尖晶石磚,但該磚的導熱系數大,國內的硅莫磚導熱系數小、抗磨,性能一定程度上與進口材料相媲美。
⑷ 燒成帶:該帶溫度高,化學反應激烈,要求磚襯抗熟料侵蝕、抗SO3、CO2能力強,環保要求無鉻公害,鎂鉻產品抗SO3、CO2的能力不佳,與熟料反應生成CrO3,造成使用壽命較短,國外一般采用鎂鋁尖晶石磚,但該磚掛窯皮比較困難,而白云石磚熱震穩定性不好,易水化;國外的鎂鐵尖晶石磚在掛窯皮上效果較好,但造價太高,國內新采用低鉻的方鎂石復合尖晶石磚使用情況較好。
⑸ 卸料帶:該帶窯皮不穩,溫度波動較大,要求磚襯的導熱系數小、耐磨、抗熱震;國外一般推薦使用尖晶石磚,但尖晶石磚的導熱系數大且耐磨性不好,國內近年多采用硅莫磚和抗剝落耐磨磚;窯口部位采用抗熱震的澆注料。
常用材料的技術性能見表2。
表2 常用材料技術性能
理化指標 |
抗剝落高鋁磚 | 方鎂石復合尖晶石磚 | 硅莫磚 | 鎂鋁尖晶石磚 | 鎂鐵尖晶石磚 | 直接結合鎂鉻磚 |
主要成分A1203 | ≥70 | 6~9 | ≥63 | 1~14 | 4~6 |
|
MgO |
|
≥78 |
|
82~87 | 87~92 | ≥80 |
Fe2O3 |
|
|
|
0.8 | 3~5 |
|
Cr2O3 |
|
2~4 |
|
|
|
8 |
耐火度(℃) | 1780 |
|
≥1790 |
|
|
|
0.2MPa荷重軟化點 | ≥1470 | ≥1700 | ≥1600 | ≥1700 | ≥1700 | ≥1650 |
常溫耐壓(MPa) | ≥45 | ≥50 | ≥90 | ≥65 | 50 | ≥45 |
體積密度(t/m3) | 2.5~2.6 | ≥3 | ≥2.6 | 2.85~3.0 | 2.85~3.0 | ≥2.9 |
耐磨系數(CC) |
|
|
8.2 |
|
|
|
導熱系數(W·mk) | 1.4 |
|
2.5 | 2.8 | 2.6 |
|