• 水泥窑各个部位用耐火原料的装备

    回收碳化硅

      水泥的生产技术发展主要集中在水泥熟料煅烧的窑炉工艺,在水泥生产用回转窑中,各个部位的内衬耐火材料配置方式如下所示:

      窑的卸料口和卸料带所用的衬料受到的机械磨损和化学侵蚀都很严重,因此对材料的抗磨蚀性和抗温度急变性能要求较高。卸料带般选用Al2O3含量70-80%的高铝砖、耐热震高铝砖、尖晶石砖和镁铬砖;卸料口使用以刚玉为骨料的耐热混凝土或碳化硅砖等。用于前后窑口的还有刚玉质、矾土质低水泥型耐火浇注料及钢纤维增强型耐火浇注料,窑头罩采用16B钢纤维高铝质耐火浇注料。

      烧成带温度较高,约1200-1500℃,一般采用镁铬砖、直接结合镁铬砖、聚磷酸钠结合镁砖、耐碱砖、尖晶石砖、镁锆砖、硅莫砖等。这些耐火材料通常在冷态和热态下均具有较高的强度,同时具有良好的热震稳定性,已被日益广泛地采用。

    水泥窑各个部位用耐火原料的装备

      镁铬砖:直接结合镁铬砖具有较高的抗高温性能、抗SiO2侵蚀性和抗氧化还原作用,同时具有较高的高温强度和抗机械应力性,较好的挂窑皮性能,它被大量用在烧成带。

      镁铬砖在水泥窑内使用时,在碱(或硫)的作用下,稳定的3价铬转化为氧化能力极强的6价铬,在气体内铬化物含量超过10mg/m3,水溶液含铬量超过0.5mg/l,将对人体产生极为严重的危害,从80年代中期起工业化国家纷纷制定一系列环保、卫生等方面的规范,对水泥窑的废气粉尘及镁铬砖的残砖和水泥厂排水进行全面监控,镁铬砖的使用受到一定的限制。

      尖晶石砖:90年代出现的尖晶石砖,不但具有较强的挂窑皮能力,而且在抗碱、硫熔融物和熟料液相侵蚀,抗热震和窑体变形产生的机械应力,以及在抗热负荷等方面,具有一系列的优点,性能优于镁铬砖,己成为当今世界碱性砖技术发展的主流。

      镁锆砖:氧化锆的最大特点是颗粒四周形成微裂纹,从而吸收外部应力,在热态和冷态条件下,具有大的抗断裂强度。在与尖晶石砖一系列对比试验中,镁锆砖对SO3、CO2、碱蒸气等有害物质的抗侵蚀能力,对熟料液相抗侵蚀能力,氧化还原气氛对其的影响及耐压强度等方面都具有明显的优点。但是镁锆砖需大量添加稀缺的资源氧化锆,价格较高且原料的来源也没有保证。

      过渡带与烧成带相邻,环境特点是筒体温度较高且温度变化频繁,窑皮时挂时脱,化学侵蚀较严重,常用的耐火材料包括以刚玉和铝矾土(50-80%AI203)制成的高铝砖、直接结合镁铬砖、普通镁铬砖和尖晶石砖等。近年來,水泥窑过渡带大量使用了硅莫砖,该砖具有荷软温度点高、高强度、高附磨蚀、低导热及好的抗剥落性能,对窑料及燃煤熔体和以硫酸碱、氧化碱为主的挥发组分的抗渗透性强、抗侵蚀性也优于碱性砖。同时,该砖的热震稳定性比碱性砖好,结构强度也远高于碱性砖,对机械应力、热应力、化学反应和过热、热疲劳等综合损坏作用的抵抗能力比较强。

    水泥窑各个部位用耐火原料的装备

      冷却带温度仍比较高(约1100-1300℃),但化学侵蚀不如前带严重,一般选用高铝砖、镁铬砖、磷酸盐结合高铝质砖、镁铝尖晶石砖以及刚玉质高强低水泥耐火浇注料等。

      在分解带与预热带相连的部分,热应力与化学应力较小,可选用粘土砖、高铝砖、普通镁铬砖等;在分解带与过波带相连区域内,对材料的抗磨损性、耐高温性要求较高,可采用Al2O3含量50-60%的高铝砖,普通镁铬砖、尖晶石砖、特种高铝砖和抗剥落高铝砖以及作为隔热材料的硅酸钙板和系列高强隔热砖、高铝质高强低水泥耐火浇注料、50S抗结皮浇注料。

    水泥窑各个部位用耐火原料的装备

      预热带衬料需具有足够的耐碱和隔热性能,工业应用以耐碱隔热粘土砖为主。若采用轻质砖,窑筒体温度可比使用相同厚度的粘土砖降低60-100℃,对于干法窑来说,单位热耗可降低21-38kJ/kg熟料。

      预热器系统需要选用耐碱和隔热性能较好的衬料。如一系列耐碱砖、耐碱浇注料。在预热器及分解炉的直筒、锥体部分以及连接管道内,主要采用耐碱粘土砖,并加隔热复合层.以火泥砌筑:顶盖部分可采用火砖挂顶、背衬矿棉或混凝土浇注;各处弯头多使用浇注料;窑尾上升管道等处采用结构致密的半硅质粘土砖防止碱侵蚀。

      耐碱浇注料:在碱侵蚀情况下,使用后的耐碱浇注料表面出现釉面层,在釉面层中生成的物质为kAs2,其周围为玻璃相基质,在较低温度下浇注料表面出现液相,这些粘滞液相可堵寒表面缝隙,并起到阻止碱渗透到耐火材料内部的作用。

      冷却机内部物料温度变化最大,耐火材料受侵蚀的程度也不均匀,特別是在冷却机缩口和位于三次风管进风口与冷却缩口之间的部位受侵蚀最厉害。另外,由于粉尘的堆积限制、砌体本身的膨胀,也会对侧墙产生整体破坏作用。冷却机系统采用的耐火材料有莫来石高强耐磨浇注料、耐火砖、轻质浇注料、隔热砖、隔热板材等多种。下料喉部区域及高温区可采用普通镁铬砖、高铝砖;中、低温区域可采用粘土砖。

      对于一些大型回转窑,窑头罩下部所受热负荷比较高,如果一般的高铝质耐火浇注料养护升温控制不好,容易发生爆裂棹块;窑头罩顶部靠近三次风管处,含尘气流冲刷相对也比较严重,而且顶部浇注料施工比较困难,对材料的流动性和早期强度要求比较高。

      除上述部位外,水泥窑其他重要设备均需要用耐火材料内衬。三次风管弯头和风阀部分热冷变化大,又受高温熟料颗粒的冲刷,浇注料易出现松散、剥落等现象,是水泥厂运行中最易出现磨损的地方,通常采用耐磨浇注料。C4、C5锥部和其下料管、分解炉锥体及烟室等部位极易结皮,而且很难清理掉,清理时需要人工用铁器工具进行,难免造成耐火浇注料机械损伤。而且出现严重结皮,就需停窑处理。需要采用高强抗结皮碳化硅浇注料,最高使用温度为1400℃,110℃烘后体积密度2.50g/cm3,碳化硅含量55%,110℃×24h抗折强度11MPa,110℃×24h抗压强度80MPa。此外,C1-C3应选用高强耐碱浇注料,C4、C5(锥体部分除外)采用高温高强耐碱浇注料,最高使用温度为1400℃,110℃烘后体积密度2.20g/cm3,氧化铝含量45%,110℃×24h抗折强度8MPa,110℃×24h抗压强度80MPa。分解炉采用高强耐磨浇注料,最高使用温度为1600℃,110℃烘后体积密度2.70g/cm3,氧化铝含量80%,110℃×24h抗折强度10MPa,110℃×24h抗压强度100MPa。

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    2019-11-26 07:49