水泥回轉(zhuǎn)窯耐火材料的配置
一般的回轉(zhuǎn)窯分為進(jìn)料帶(預(yù)熱帶)、下過(guò)渡帶、上過(guò)渡帶、燒成帶、卸料帶(冷卻帶)幾個(gè)區(qū)域，各區(qū)域長(zhǎng)度比例分布示于表1(D為窯筒體鋼板的有效內(nèi)徑)。
表1 回轉(zhuǎn)窯各區(qū)域長(zhǎng)度比例
進(jìn)料帶 | 下過(guò)渡帶 | 上過(guò)渡帶 | 燒成帶 | 卸料帶 |
～5D | ～2D | ～3D | ～4D | ～1D |
各個(gè)區(qū)域的工況條件和材料選用分述如下。
進(jìn)料帶：該帶一般采用磷酸鹽結(jié)合高鋁磚、抗剝落高鋁磚，也有采用耐堿磚，窯尾進(jìn)料口宜采用抗結(jié)皮的碳化硅澆注料。
下過(guò)渡帶：該帶溫度相對(duì)低，要求磚襯的導(dǎo)熱系數(shù)小，耐磨；一般都采用抗剝落高鋁磚，硅莫磚在性能上優(yōu)于抗剝落高鋁磚，壽命比抗剝落高鋁磚高約1倍，價(jià)格是高鋁磚的1．5倍左右。
上過(guò)渡帶：該帶窯皮不穩(wěn)，要求窯襯抵抗氣氛變化能力好、熱震穩(wěn)定性好、導(dǎo)熱系數(shù)小、耐磨；國(guó)外推薦采用鎂鋁尖晶石磚，但該磚的導(dǎo)熱系數(shù)大，國(guó)內(nèi)的硅莫磚導(dǎo)熱系數(shù)小、抗磨，性能一定程度上與進(jìn)口材料相媲美。
燒成帶：該帶溫度高，化學(xué)反應(yīng)激烈，要求磚襯抗熟料侵蝕、抗SO3、CO2能力強(qiáng)，環(huán)保要求無(wú)鉻公害，鎂鉻產(chǎn)品抗SO3、CO2的能力不佳，與熟料反應(yīng)生成CrO3，造成使用壽命較短，國(guó)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(wěn)定性不好，易水化；國(guó)外的鎂鐵尖晶石磚在掛窯皮上效果較好，但造價(jià)太高，國(guó)內(nèi)新采用低鉻的方鎂石復(fù)合尖晶石磚使用情況較好。
卸料帶：該帶窯皮不穩(wěn)，溫度波動(dòng)較大，要求磚襯的導(dǎo)熱系數(shù)小、耐磨、抗熱震；國(guó)外一般推薦使用尖晶石磚，但尖晶石磚的導(dǎo)熱系數(shù)大且耐磨性不好，國(guó)內(nèi)近年多采用硅磨磚和抗剝落耐磨磚；窯口部位采用抗熱震的澆注料。
常用材料的技術(shù)性能見表2。
表2 常用材料技術(shù)性能
理化指標(biāo) | 抗剝落高鋁磚 | 方鎂石復(fù)合尖晶石磚 | 硅莫磚 | 鎂鋁尖晶石磚 | 鎂鐵尖晶石磚 | 直接結(jié)合鎂鉻磚 |
主要成分A1203 | ≥70 | 6～9 | ≥63 | 1～14 | 4～6 |
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MgO |
| ≥78 |
| 82～87 | 87～92 | ≥80 |
Fe2O3 |
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| 0.8 | 3～5 |
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Cr2O3 |
| 2～4 |
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| 8 |
耐火度(℃) | 1780 |
| ≥1790 |
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0.2Mh荷重軟化點(diǎn) | ≥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(shù)(CC) |
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| 8.2 |
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導(dǎo)熱系數(shù)(W·mk) | 1.4 |
| 2.5 | 2.8 | 2.6 |
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根據(jù)以上的分析，我們可以參照選擇在配套中采用何種配置，但是每個(gè)項(xiàng)目的原料、燃料的不同還要結(jié)合自身的特點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。如在國(guó)外項(xiàng)目中有采用石油焦作為生產(chǎn)用燃料，由于石油焦中含有大量的S，熱值較高，燃燒不充分，如果使用直接結(jié)合鎂鉻磚，則磚中的Cr就會(huì)與S結(jié)合形成R2(Cr，S)O4，它們滲透在磚襯之內(nèi)，甚至在窯筒體鋼板上發(fā)生沉積，促進(jìn)了沉積部位窯體鋼板的的腐蝕變質(zhì)。在水泥窯中，CaO還與SO3反應(yīng)，生成體積膨脹的CaSO4和CaS，與CaO相比，生成后的體積效應(yīng)分別是275％和155％，導(dǎo)致磚的開裂，從而破壞整個(gè)磚襯，所以在材料的配置上還要考慮生產(chǎn)所用原料和燃料的成分。
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