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回转窑耐火材料的损毁机理及性能要求

添加时间:2020年2月18日  浏览次数:

大型回转窑因其产量大、生产稳定、产品煅烧均匀等优点,越来越多地被运用到工业生产中,除水泥行业外,活性石灰煅烧、铬盐焙烧、碱—石灰烧结法生产氧化铝等都使用大型回转窑。回转窑内衬耐火材料大多选用高铝砖,在使用过程中由于易受到K2〇、 Na2〇、 CaO等碱性物质侵蚀,使砖体膨胀疏松,再加上普通高铝质砖热震性较差,易剥落磨损,其烧成带使用寿命大多在6 ~8 个月,且砖体内衬无法使用保温隔热层,导致窑壳温度较高,热损失较大。莫来石耐碱复合砖通过提高材料的抗碱侵蚀性能、抗热震性能及抗磨损性来提高其使用寿命,并通过重质与半轻质复合成型以降低窑壳温度,达到节能的目的。

回转窑耐火材料的损毁是由多种因素引起的,这些损毁有的来自于煅烧的火焰,有的来自于杂质的侵入,有的来自于筒体变形,有的来自于砌筑的不规范等。耐火材料经受的损害主要有化学侵蚀、热应力、机械应力几个方面。

回转窑耐火材料

1:化学侵蚀

回转窑耐火砖所承受的化学侵蚀主要来自于煅烧的原料及燃料,原料中的杂质主要Si02、 Fe203、Na20、K20等 ,燃料中所带的杂质主要是S、P、C1等化合物,当这些杂质在烧成段凝聚富集时,渗入耐火材料内部,与衬砖基质发生化学反应,加快了窑衬机械磨损或剥落。

对于高铝质制品,危害最大的是碱侵蚀。回转窑内衬在使用过程中受K2O、Na2O、CaO等碱性物质侵蚀,与衬体中AL2O3和SiO2生成R2O·11AL2O3、R2O·AL2O3·SiO2和R2O·AL2O3等矿物,使材料晶格发生膨胀形成不可逆的体积变化,在变质层处产生胀缩剪应力,致使衬体疏松开裂,产生剥落。如在α—AL2O3煅烧过程中,物料中的Na2CO3和1000~1200℃条件下Na+以Na2O气体形式政法,与衬体中AL2O3 ·SiO2成分反应生成Na2O·AL2O3·2SiO2,凝聚在耐材衬体表面,使耐材表面粉化剥落:而石灰石在煅烧过程中,碳酸盐的伴生矿物AL2O3·SiO2、Fe2O3等与CaO反应形成低熔点盐类侵蚀陈专,同时在高温条件下,已分解的CaO沿衬砖表面气孔侵入,也会与衬体材料形成上述低熔点盐类,并引起体积膨胀,使衬体表面疏松剥落。

2:热应力

回转窑内窑衬表面温度随着窑的旋转而发生周期性波动,筒体没转一周,窑衬表面温度差变化可达300℃以上:另外当窑皮脱落或停窑时所发生的急剧冷却,都可引起窑衬温度的变化,这种由于温度变化而引起的窑衬内部应力是造成窑衬损坏的原因之一。

3:机械应力(机压和磨损)

回转窑在运转过程中,由于筒体表面温度高,支撑间距大,不可避免地使筒体产生一定的椭圆度、弯曲及扭曲变形,再加上窑衬与筒体间存在相对位移,从未在窑衬内产生很大的压应力与剪应力,造成窑衬的裂缝、剥落甚至断裂。例如,在筒体轮带部位承受载荷最大,筒体变形最严重,窑衬由于挤压所造成的断裂和剥落也最明显。另外物料在回转窑内的运动形式是滑移、翻滚与抛落,物料从窑尾至窑头移动中始终对窑衬产生一定的机械磨损。

故回转窑内衬材料选用时应满足以下几点:①有足够的抗化学侵蚀能力,特别是抗碱侵蚀能力②有良好的热震稳定性③在常温和工况温度下均有足够的力学强度。

 

关键词:回转窑   高铝砖   耐火材料   
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