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      耐火磚使用壽命的影響因素
      • 時(shí)間:2023.06.06
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      為什么我們要研究耐火磚壽命的影響因素:窯爐使用耐火磚壽命的長(cháng)短不僅關(guān)系到生產(chǎn)的正常運轉,也增加了生產(chǎn)成本,因此提高耐火磚的使用壽命是耐火材料的發(fā)展方向主攻方向。

      影響壽命的主要因素

      影響耐火磚壽命的主要因素

      一、機械力

      回轉窯運轉時(shí),窯襯受到壓力、拉力、扭力和剪切等機械應力的綜合作用,使磚受到動(dòng)力學(xué)負荷,磚和窯皮的重量及磚自身的熱膨脹,使磚承受靜力學(xué)負荷。此外,襯磚與窯筒體之間、磚襯與磚襯之間的相對運動(dòng),均會(huì )使磚襯承受各種機械應力作用。當所有應力之和超過(guò)了磚的結構強度時(shí),磚就開(kāi)裂損壞。對于緊靠擋磚圈的磚,大部分損壞是由于擠壓力造成的。機械應力占據耐材損壞的37%。

      機械力影響耐火磚錯位
      二、化學(xué)侵蝕

      以煤代油特別是代用燃料的廣泛使用,以硫酸堿和氯化堿為主的揮發(fā)性組分,在窯氣和窯料中含量大增,堿鹽深度地滲入磚層,化學(xué)侵蝕是造成水泥回轉窯過(guò)渡帶燒成帶耐火磚損毀的主要因素之一,大型回轉窯內煙氣循環(huán)富集更為嚴重,更高的堿硫成分會(huì )加速滲透造成耐火材料的快速損毀。
      三、熟料熔體滲入

      熟料熔體主要源自窯料和燃料,滲入相主要是C2S(硅酸二鈣)、C4AF(鐵鋁酸四鈣)。其中滲入變質(zhì)層中的C2S、C4AF會(huì )強烈地溶蝕堿性磚中的方鎂石和其他部分,析出硅酸鹽礦物,有時(shí)甚至還會(huì )析出鉀霞石。而熔體則會(huì )充填磚襯內氣孔,使該部分磚層致密化和脆化;加之熱應力和機械應力雙重作用,導致磚易開(kāi)裂剝落。因C2S、C4AF在550℃以上即開(kāi)始形成,而預分解窯入窯物料溫度已達800℃~860℃,因此熟料熔體滲入貫穿于整個(gè)預分解窯內,即熟料熔體對預分解窯各帶窯襯均有一定滲入侵蝕作用。該部位所用耐火材料除應該具有合適的耐火度、強度外,還應該具有優(yōu)良的抗侵蝕性。

      熟料滲入
      四、熱震現象

      當窯運轉不正?;蚋G皮不穩定時(shí),堿性磚易受熱震而破壞。窯皮突然垮落,致使磚面溫度瞬驟升(甚至高達上千度),而使磚內產(chǎn)生很大的熱用力。此外,窯的頻繁開(kāi)停使磚內頻繁產(chǎn)生交變熱應力。當熱應力超過(guò)磚襯的結構強度時(shí),磚就開(kāi)始開(kāi)裂,并沿其結構弱化處不斷加大加深,最后使磚碎裂。熱震現象易發(fā)生在靠近窯尾方向的過(guò)渡帶區域。
      五、熱應力

      窯內襯在烘爐溫升過(guò)程中,耐火材料因受高溫產(chǎn)生的熱膨脹,造成相鄰耐火材料之間相互擠壓,當產(chǎn)生的擠壓應力大于耐火磚的強度時(shí),就會(huì )導致耐火磚熱面剝落,熱應力是窯內耐火磚剝落、破損的重要原因之一。以鎂鐵磚鎂鋁尖晶石磚為例,1400℃時(shí)的膨脹率按1.6%計算,長(cháng)198mm的耐火磚其膨脹量可達3.16mm,所以正確地預留好環(huán)縫(膨脹縫)很有必要,預留過(guò)大可能會(huì )導致耐火磚出現抽簽、掉磚現象,預留過(guò)小產(chǎn)生的熱應力無(wú)處釋放,會(huì )導致耐火磚產(chǎn)生剝落現象,從而嚴重縮短耐火磚的使用壽命。
      六、操作過(guò)程中開(kāi)停窯過(guò)于頻繁

      例如一線(xiàn)窯1至8月份累計停窯36次,停窯次數的增加。導致開(kāi)停窯次數較多,在升溫、降溫、及保溫過(guò)程中,窯內窯皮脫落頻繁,對耐火磚損害非常大。有時(shí)開(kāi)停窯升溫、降溫速度過(guò)快,導致耐火磚冷卻速度過(guò)快,造成耐火磚的破裂。

      開(kāi)停窯頻繁
      七、燃料的質(zhì)量

      如果要耐火磚襯的使用壽命得以保證及維持堅實(shí)的窯皮效果,熱工的穩定性是其關(guān)鍵所在。但是要維持熱工的穩定性是有一定的難度,這是因為原燃料的不確定性。水泥窯一般的原燃料都是煤,由于煤的供應困難,煤的灰分會(huì )從32% - 45%之間變化,由于煤質(zhì)的波動(dòng),影響窯皮粘掛,窯皮容易連帶磚體層一同剝落。特別遇上開(kāi)停頻繁的窯時(shí),失去窯皮的保護,耐火磚襯容易受到化學(xué)侵蝕,降低抗熱疲勞性能,令壽命大為縮短。

      八、砌筑施工質(zhì)量

      由于施工因素,造成耐火磚砌筑過(guò)松及扭曲錯位,在回轉窯運轉過(guò)程中,窯筒體與耐火磚產(chǎn)生相對運動(dòng),磚襯推力過(guò)大,會(huì )導致耐火磚扭斜錯位和磚層裂、掉角、甚至掉磚。
      砌筑需要注意:磚襯緊貼窯殼,磚與磚要靠嚴,磚縫要直,交圈要準,鎖磚要牢,不錯位,不下垂,不脫空??傊?,要確保耐火磚與窯體在窖運行中有可靠的同心度,磚襯的應力要均勻分布在整個(gè)窯襯和每塊磚上。
      九、燃燒器的火焰

      回轉窯內的熟料鍛煉中,適宜的火焰在窯內溫度的合理分布,對熟料質(zhì)量的提高、 窯皮厚度長(cháng)度的恰當與否、窯襯壽命的延長(cháng), 燃料消耗的多少都具有十分重要的作用。

      燃燒器火焰
      在回轉窯燃燒器燃燒過(guò)程中,穩定的火焰是燃燒器的一個(gè)重要指標,其中旋流數主要控制火焰形狀,因此通常也稱(chēng)為火焰形狀系數。增大旋流數可以使火焰變粗、變短,從而強化火焰熱輻射。但旋流數過(guò)大會(huì )出現雙峰火焰,造成局部窯皮過(guò)熱而剝落?;鹧嫘螤钅苁拐麄€(gè)燒成帶具有強而均勻的熱輻射,有利于熟料結粒,延長(cháng)耐火磚使用壽命。

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