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回转窑用耐火材料如何选择,怎么烘炉?

发布时间:2021/11/25 15:20:05 点击率:


窑炉的正常运转离不开耐火材料对其的进行保护,耐材选择至关重要,选择合适产品只是一方面,还有施工以及烘炉等等,下面请看详细介绍。

如何选择回转窑不同部位的耐火材料?
按材料组成的不同,可分为五大类:硅铝系耐火砖、碱型耐火砖、含碳质耐火砖、含锆耐火砖、隔热耐火砖。没有一座只用一种耐火砖建造的炉灶,它需要与不同的耐火砖互相配合使用。

什么是水泥回转窑选材原则?
水泥厂回转窑是当今市场上先进的回转窑,经过多年的技术创新,回转窑锻烧设备有了重大突破,耐火材料的选型也积累了丰富的经验。
(1)耐火材料的选择应遵循以下原则:
①根据生产工艺及窑型选择耐火材料。
②按窑体规格选择耐火材料。
③按所用原料、燃料性质选择耐火材料。
④根据窑内热负荷选择耐火材料。
⑤根据窑内应力分布和热应力分布情况选择耐火材料。

(2)窑外分解窑系的耐火材料。
①回转窑出口及冷却带。需要:两处耐火材料因受热熟料、二次空气和高温火焰的共同作用,产生强烈的机械磨损和化学腐蚀。所以要求有较好的耐磨、抗渣性和抗热震。
选择:一般采用一级高铝砖(A1203含量65%~75%)、耐热震高铝砖、尖晶石砖、铬镁砖、磷酸盐砖等;卸料口多采用高铝砖、耐火混凝土(骨料为骨料)、碳化硅砖等。
②回转窑烧结带。用途:回转窑烧制的耐火衬主要受到高温冲击和化学腐蚀(碱侵蚀),因此需要使用耐火性强、高温易挂窑皮的耐火材料,选用镁砖、铬镁质砖。
③回转窑过渡带(放热反应带)。规定:该处的窑皮都会挂挂,温度变化频繁,筒体温度变化大,化学腐蚀严重,所以要求是能承受高温冲击,并选择:用刚玉(A1203含量50%~%)与铝矾土制成的高铝矾土制成的高铝砖(高强抗折性能好)。铬镁砖、普通镁砖、尖晶石砖等复合材料。
④预加热、分解炉。要求:选择耐火材料耐高、绝缘、隔热性能选择:上面几级温度低的旋风筒,可直接浇注料(耐火混凝土)。以下几级预热器,分解炉和连接管道可以使用耐碱和耐磨粘土砖,并涂上保温复合层。上盖部用耐火砖挂顶,背衬矿渣棉,也可以用浇注料浇注。在各弯处可采用多浇注料浇灌。为防止碱腐蚀,在窑尾上升烟道等地方可以采用较致密的半硅质粘土砖。
⑤水泥熟料冷却系统。格栅冷凝器所用的炉衬有耐火砖、轻质浇注砖、绝热砖、隔热板等,高温区及喉部高温区域可采用普通铬镁砖、高纯度的高铝砖。中温、低温地区也可采用粘土砖。

怎样保护回转窑烧成带的耐火砖
本实用新型主要起到保护窑筒免受高温气体和高温物料的破坏,确保生产正常进行。工业化生产中,烧成耐火砖的使用寿命较短,经常导致计划外停窑检修,是影响水泥窑优质、高产、低耗和年运转率的关键因素。
(1)耐火砖腐蚀机理。
不管是湿法回转窑还是新型干法回转窑,在熟料锻烧过程中,由于窑内的气体温度远高于每转动一圈的物料温度,窑衬面受周期性的热震作用。在窑衬的温度变化范围为150~250℃时,在窑衬层中会产生热应力。窑内还承受由于窑的转动而产生的径向和轴向的机械应力和锻烧材料的冲蚀磨损交替作用。该工艺由于同时产生硅酸盐熔体,在高温环境下易与窑衬耐火砖表面发生交互作用,从而形成了窑皮初始层,并沿其孔隙渗入耐火砖内部。用耐火砖进行粘合,可以改变表面10~20毫米范围内的化学成分和相组成,从而降低耐火砖的技术性能。原料的烧结范围较窄,或形成短焰急烧,产生局部高温时,窑皮表面的最低温度会高于料液相的凝固温度,使窑皮表层由固态转变为液态,脱落。且由表及里深入窑皮初层,与耐火砖表面的薄层一起脱落,之后又形成了新的窑皮初始层。在反复发生这样的情况下,烧带衬里逐渐由厚变薄,甚至完全脱落,造成局部露出窑筒体内的红窑。事实上,带窑衬砌破坏情况正是如此,在高温区,残砖厚度大体上呈曲率半径较大的弧线分布,有时弧底就会落在窑筒体内表面。
(2)防止耐火砖。
①耐火砖的物理性质不一样。
抗渣性能是指耐火材料抗化学侵蚀能力强,在窑皮形成初期、物料粘稠度大或产生局部高温促使窑皮脱落时,抗渣性能十分重要。
气孔、热导率对窑皮形成初期层有重要作用,而且当窑皮局部脱落时,孔隙率、热导率高的耐火材料有利于窑皮及时补挂。而与此同时,也有可能会产生很大的破坏作用,使耐火砖剥落下来。
在耐火材料生产过程中,其物化变化一般没有达到烧成温度下的平衡状态,也有耐火砖烧得不够,从而在回转窑中再次受到高温作用时,大部分耐火砖由于自身液相生成和孔隙填充发生了不可逆的重烧收缩,所以选择烧成带耐火砖必须考虑高温体积稳定性。
热面层剥脱是回转窑烧成带窑衬在受热震后损坏的主要形式,如果局部窑皮同时脱落,将使耐火砖的使用寿命大大缩短。

燃烧器和喷油器在耐火砖上的作用
煤灰在燃烧过程中,煤灰的挥发分起决定作用,直接影响火焰的形状。
挥发物较高、灰分较低的煤粉会使黑色火头缩短,形成低温长焰锻烧,通常有利于保护窑壁,但挥发分过高时着火过快,使窑熟料温度高于1260℃。二次风温超过900℃,极易烧坏喷嘴,使其变形或烧破出现缺口,产生不规则的火焰形状,在更换前损坏窑衬。煤炭中挥发物过低(小于10%),灰分太高超过28%),大量煤粉燃烧不完全,就会沉降到物料中,燃烧释放出大量热量,也会损坏窑皮。
在生产过程中,往往不够重视,喷嘴形状和出煤量大小主要影响煤粉同一次风的混入程度和喷出速度,有时为了加强风煤的混合,在喷嘴内加风翼,但要注意旋流风旋转幅度过大,扫伤窑皮。
③生料组成波动对耐火砖性能的影响。
在生产实践中,铝含量过高、液相粘度大,窑皮大量垮落,操作不易控制,对保护窑衬不利,生产实践中的铝率一般控制在1.5~I.7;含硅速率大、液相成分少,易产生粘散料冲刷,烧损窑皮使窑皮变薄,严重时对窑衬造成损坏。通常,熟料三率值在KH=O.91±o.Ol,硅率2.64-0.1,铝比控制在i.5~I.7之间,对保护耐火砖的使用寿命和提高熟料强度极为有益。
生料进给量的波动对炉衬的危害很大。窑里来料量过大,必须关掉小窑的尾排风,加大煤粉的用量进行逼火强烧,使烧制带的热负荷迅速增加,使窑衬严重受损。进窑过少,煤粉火焰明显下倾,窑皮温度过高,窑体温度过高,脱壳,扑向较薄的料层,如不及时调节风量和耗煤量,极容易烧坏窑皮和耐火砖。此外,生料进给量的波动,会导致窑内热工制度不稳定,温度过高而损坏或脱落。

莫来石在回转窑中使用耐火材料砌筑方式
莫来石是铝硅酸盐在高温下形成的一种矿物,针对磁化焙烧回转窑工艺温度低、要求耐磨、耐腐蚀、热振性好等工艺特点,将莫来石-碳化硅复合预制砖和莫来石-碳化硅浇注料复合砌筑,并在高温段采用不同比例的耐火材料,该耐火材料的热稳定性得到提高,阻燃圈对耐火材料的侵蚀破坏,减缓了结圈现象,获得了较好的应用效果。
在此基础上,对其砌筑方法进行了改进。在窑体上采用锚固件焊接固定复合预制砖,两行砖间采用轻质浇注料和耐磨浇注料进行分层,保证了耐火材料砌筑的整体性、牢固、保温。砌块时,为防止窑体偏重,在砌好四条预制砖后,转动窑体,转至顶部,进行下四道砌筑。完工后,按顺序旋转砌筑。
这些措施减轻了耐火材料与物料的相互作用,减缓了结圈现象。此外,采用复合预制砖与抗磨浇注料砌筑,增强了耐火材料强度,处理后对耐火材料的损伤小,维修周期短。通过实际操作,将耐火材料的大修周期从原来的2~3月份延长到1年以上,提高了转窑作业率,经济效益显著。

危险废物回转窑的新型烘炉方案。
一个,准备烘炉。
1)检查耐火材料的砌筑、浇注是否符合规格要求;2)烘烤所用材料,如燃料、工具、水、压缩空气等;3)整个系统的其它准备工作,例如:消防系统、电力系统、环境状况等。
二,烘炉曲线图。
旋窑砌筑材料以高铝砖、莫来石、高铝浇注料等为主。针对回转窑砖砌体的特性,典型的烘炉曲线见图5。从图表中可以看出,烘炉升温过程主要有3个主要的温度点:
最初的温度点是150℃。这一温度点主要是完成砖石中游离水分蒸发。由于水在100℃会变成蒸汽,但是蒸发不快,因此要在100℃以上才能有效地干燥。按经验选择150℃为宜,这个阶段的脱水量不大,不宜过快。若水份排出过快,内部残留的水份扩散速度跟不上表面蒸发的速度,内部的水就会被加热变成水蒸气而产生膨胀,致使泥浆收缩发生龟裂,降低粘接强度,削弱砌体强度,浇注料更是如此。所以,从常温到150℃时,升温不要过快,控制在10℃·h-1,当达到150℃时,还要保持一定的保温时间,保证砌块完全干燥。
另一个温度点是300℃。这一温度点主要是为了消除砌体内水分蒸发造成的膨胀和热应力。由于高铝砖线膨胀系数大,在150~300℃时,升温也不宜过快。高铝砖一般用30~50℃·h-1加热,能使耐火砖的膨胀均匀且稳定。
在一个600℃的温度范围内。这一温度点主要是在砖石中完成结晶水的蒸发。烤制期间,炉子的这一温度点要维持至少48小时。
使砖石内部尽可能多地析出结晶水,使其充分干燥。
冷却初期,要避免大量冷气进入炉膛,造成冷量过大,影响砌体强度。在炉温低于150℃的情况下,可使砌块自然冷却,并完成烘炉。
三、烘炉后检验。
烘炉后检验主要是对耐火砖进行检验。注意耐火材料的干燥情况,检查耐火砖的砖缝,如有松动,可用锁缝钢板紧固;检查耐火材料有无裂缝,如有裂缝超过3mm,用耐火浇注料填缝。

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