随着水泥工业技术的不断进步,作为水泥生产线心脏部位的回转窑正在向大型化短窑发展,工艺更为复杂,对水泥窑耐火材料的要求也越来越高。下面就耐火材料在水泥窑中配套做一分析,以供参考。
一般的回转窑分为进料带(预热带)、下过渡带、上过渡带、烧成带、卸料带(冷却带)几个区域,各区域长度比例分布示于表1(D为窑筒体钢板的有效内径)。
表1 回转窑各区域长度比例
进料带 | 下过渡带 | 上过渡带 | 烧成带 | 卸料带 |
~5D | ~2D | ~3D | ~4D | ~1D |
各个区域的工况条件和材料选用分述如下。
进料带:该带一般采用磷酸盐结合高铝砖、抗剥落高铝砖,也有采用耐碱砖,窑尾进料口宜采用抗结皮的碳化硅浇注料。
下过渡带:该带温度相对低,要求砖衬的导热系数小,耐磨;一般都采用抗剥落高铝砖,硅莫砖在性能上优于抗剥落高铝砖,寿命比抗剥落高铝砖高约1倍,价格是高铝砖的1.5倍左右。
上过渡带:该带窑皮不稳,要求窑衬抵抗气氛变化能力好、热震稳定性好、导热系数小、耐磨;国外推荐采用镁铝尖晶石砖,但该砖的导热系数大,国内的硅莫砖导热系数小、抗磨,性能一定程度上与进口材料相媲美。
烧成带:该带温度高,化学反应激烈,要求砖衬抗熟料侵蚀、抗SO3、CO2能力强,环保要求无铬公害,镁铬产品抗SO3、CO2的能力不佳,与熟料反应生成CrO3,造成使用寿命较短,国外一般采用镁铝尖晶石砖,但该砖挂窑皮比较困难,而白云石砖热震稳定性不好,易水化;国外的镁铁尖晶石砖在挂窑皮上效果较好,但造价太高,国内新采用低铬的方镁石复合尖晶石砖使用情况较好。
卸料带:该带窑皮不稳,温度波动较大,要求砖衬的导热系数小、耐磨、抗热震;国外一般推荐使用尖晶石砖,但尖晶石砖的导热系数大且耐磨性不好,国内近年多采用硅磨砖和抗剥落耐磨砖;窑口部位采用抗热震的浇注料。
常用材料的技术性能见表2。
表2 常用材料技术性能
理化指标 | 抗剥落高铝砖 | 方镁石复合尖晶石砖 | 硅莫砖 | 镁铝尖晶石砖 | 镁铁尖晶石砖 | 直接结合镁铬砖 |
主要成分A1203 | ≥70 | 6~9 | ≥63 | 1~14 | 4~6 |
|
MgO |
| ≥78 |
| 82~87 | 87~92 | ≥80 |
Fe2O3 |
|
|
| 0.8 | 3~5 |
|
Cr2O3 |
| 2~4 |
|
|
| 8 |
耐火度(℃) | 1780 |
| ≥1790 |
|
|
|
0.2Mh荷重软化点 | ≥1470 | ≥1700 | ≥1600 | ≥1700 | ≥1700 | ≥1650 |
常温耐压(MPa) | ≥45 | ≥50 | ≥90 | ≥65 | 50 | ≥45 |
体积密度(t/m3) | 2.5~2.6 | ≥3 | ≥2.6 | 2.85~3.0 | 2.85~3.0 | ≥2.9 |
耐磨系数(CC) |
|
| 8.2 |
|
|
|
导热系数(W·mk) | 1.4 |
| 2.5 | 2.8 | 2.6 |
|
【作者:孙成林】