回轉(zhuǎn)窯耐火材料的使用和配置

1、新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯耐火材料的使用技術(shù)要求（2011）一、概述最初，人們采用立窯煅燒水泥熟料時(shí)，由于窯的規(guī)格小，煅燒溫度低，僅使用含Al2O3為3040%單一的一種粘土磚，初期的回轉(zhuǎn)窯在這一經(jīng)驗(yàn)上進(jìn)行改進(jìn)，采用了高鋁磚和粘土磚，從六十年代起，由于窯的大型化和強(qiáng)化操作，高溫部位窯襯普遍采用堿性磚砌筑，主要品種有：鎂鉻磚（Px83、B-Z-X、S-65）、尖晶石磚（Ag85、R-S-X、Fg90）和白云石磚（K12105）。二、襯料的作用1、 防止高溫火焰或氣流對(duì)窯體的直接損傷，保護(hù)窯胴體；2、 防止有害物質(zhì)（CO、SO2）對(duì)窯體的侵蝕；3、 防止物料、氣流對(duì)窯體的腐蝕；4、 降低窯體溫度，防止窯體

2、被氧化腐蝕；5、 具有蓄熱、保溫的作用；6、 能夠改善掛窯皮性能。三、堿性磚損壞原因通過水泥窯的運(yùn)行實(shí)踐得出的共識(shí)是：機(jī)械應(yīng)力、熱應(yīng)力和化學(xué)侵蝕是三種最基本的損壞因素，絕大多數(shù)情況下它們綜合作用于耐火材料，并主要表現(xiàn)為：熱機(jī)械綜合效應(yīng)和熱化學(xué)綜合效應(yīng)。德國耐火技術(shù)公司對(duì)使用后的鎂鉻磚進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究，并統(tǒng)計(jì)了主要損壞原因出現(xiàn)的頻率：1、 機(jī)械應(yīng)力占37%：由于窯體變形和磚的熱膨脹作用引起，窯胴體橢圓率（%）D（m）/10；輪帶的最大滑移量UD（mm）/200，一般要求為1015mm。2、 化學(xué)侵蝕占36%：由于熟料硅酸鹽、鐵酸鹽以及堿鹽的侵蝕作用引起。3、 熱應(yīng)力占27%：由于過熱和熱震作

3、用引起。隨著窯型、操作的不同以及窯襯在窯內(nèi)位置不一，以上三種因素便起著不同的作用。對(duì)上述三種基本損壞因素起決定作用的是：火焰、窯料和窯筒體在運(yùn)轉(zhuǎn)中變形狀態(tài)的變化，使襯里承受各種不同的應(yīng)力。破壞堿性磚的因素如下（共8個(gè)）：1、熟料熔體滲入；2、堿鹽滲入；3、還原和還原-氧化反應(yīng)；4、過熱；5、熱震；6、熱疲勞；7、機(jī)械應(yīng)力；8、磨刷。所以，為求回轉(zhuǎn)窯內(nèi)襯磚難于損壞的重要因素是：1、抗熟料熔體和堿鹽侵蝕的能力強(qiáng)；2、抗熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力的顯微結(jié)構(gòu)韌性好；3、抗熱負(fù)荷和熱態(tài)磨損的高溫穩(wěn)定性好；4、掛窯皮性能好；5、耐火磚的成份符合環(huán)保需要。四、磚型選擇和磚的外形質(zhì)量控制、磚型選擇1966年德國水泥廠協(xié)

4、會(huì)（VDZ）推薦了用于水泥窯的磚型：1、 ISO型（/3型或VDZ-A型）：粘土磚和高鋁磚；2、 VDZ-B型（簡稱B型）：堿性磚。最通用的厚度（高度）有180mm，200mm和220mm三種。水泥廠選擇楔形度大小不同的兩種磚型，只要改變每圈中這兩種磚的比例就可通用于該廠不同直徑的幾臺(tái)窯上。本廠一線窯4.7×75m耐火磚配比為B322:B622=80:117，二線窯4.0×60m耐火磚配比為B320:B620=53:114，實(shí)際上采用的耐火磚配比為X:Xa=53:109。磚型代號(hào)意義：B322：表示使用于3m直徑窯上高度為220mm的B型磚；B620：表示使用于6m直徑窯上

5、高度為200mm的B型磚。磚型演變的結(jié)果：熱膨脹性較小的粘土磚和高鋁磚的磚型可以稍大，通常取ISO型磚，其楔形面大頭寬度固定為103mm，小頭寬度則隨窯徑和磚厚而變；熱膨脹性較大的堿性磚，通常取B型磚，其楔形面平均寬度為71.5mm。、磚外形質(zhì)量控制1、 尺寸公差：厚度公差±2%，最大±2mm；楔形面大頭和小頭寬度公差±2mm；大小頭差值的公差±1mm；長度公差±1%，最大±1.5mm。2、 邊損：允許熱面或冷面有兩條邊的損壞達(dá)20mm長和3mm深（分別在磚的兩側(cè)），但不準(zhǔn)超過。3、 角損：熱面只許有一處角損，角損處三條棱的角損之和不

6、超過30mm；冷面允許有兩處角損。4、 凹坑、熔跡和鼓包：允許凹坑和熔跡的最大直徑為10mm，最大深度10mm；鼓包最大0.5mm。5、 裂縫：不允許有平行于磨損面的裂紋；不長于20mm，不寬于0.2mm的其它裂紋是允許的。6、 磚受壓面的平整度：棱與中央面之間的高度差值小于0.5mm。7、 一批耐火磚中有各種缺損毛病的磚不超過總數(shù)的4%。五、耐火磚的砌筑、膨脹縫的留設(shè)膨脹縫的留設(shè)是為了減小因磚的熱膨脹和窯胴體橢圓度造成的應(yīng)力。1、堿性磚的橫縫：國外為1mm的火泥（火泥最大粒徑為0.2mm），國內(nèi)為2-3mm（國產(chǎn)磚外形質(zhì)量的規(guī)整度稍差）。本廠干法一線進(jìn)口磚采用干砌（潔凈法砌筑，磚面直接接觸，

7、理論上脹縫為零），國產(chǎn)磚都采用濕砌，含干法二線窯內(nèi)耐火磚。國內(nèi)外的實(shí)踐證明：采用火泥砌筑的磚襯使用壽命長。因?yàn)榛鹉嗟牧鲃?dòng)和壓縮性能都好，既使磚襯中個(gè)別單磚位置有些傾斜，火泥也能防止砌后磚襯中發(fā)生較大空洞，通過磚縫傳布的力能分布在整個(gè)磚面上。因此，在機(jī)械應(yīng)力過大（如窯輪帶部位）的區(qū)域內(nèi)，應(yīng)采用火泥砌筑。2、堿性磚的豎縫（又稱環(huán)縫）：鎂鉻磚為2mm，尖晶石磚為3mm，只能采用紙板充填，不能采用鋼板，最好不用火泥。非堿性磚區(qū)內(nèi)的豎縫應(yīng)為零。、擋磚圈的結(jié)構(gòu)回轉(zhuǎn)窯是斜度為3-4%的旋轉(zhuǎn)鋼筒，在其運(yùn)轉(zhuǎn)中，巨量的襯磚和上面附著的窯皮向前窯口形成巨大的推力，使耐熱鋼材質(zhì)的窯口護(hù)鐵難以承受。因此，在距窯口約0.

8、8m的部位，設(shè)置擋磚圈，既求對(duì)窯襯上推，又加固窯筒體使之保持規(guī)整。擋磚圈的形式：1、 凸緣型：高30-50mm，寬50-80mm，須配用異型磚，如圖1；2、 平坦型：高50mm，寬180mm，須配用異型磚，如圖2；3、 平行布置的兩道等高型：即采用兩道“凸緣型”擋磚圈，其間距80mm左右，須配用異型磚，如圖3。本廠干法一線窯口擋磚圈采用的是“平行布置的兩道等高型”，規(guī)格為50×50mm，間距80mm；干法二線窯口擋磚圈采用的是“平坦型”，高50mm，寬180mm。在擋磚圈上均配置180mm長的異型磚。為了保護(hù)窯皮的穩(wěn)定性，燒成帶和過渡帶內(nèi)不應(yīng)設(shè)置擋磚圈。在窯內(nèi)低溫部位設(shè)置擋磚圈時(shí)，其

9、距相鄰輪帶中心距離不少于4m。本廠干法一線窯內(nèi)擋磚圈的位置分別為：0.71m、39.95m、47.95m、55.95m、65.95m、74.20m共六道；干法二線窯內(nèi)擋磚圈的位置分別為：0.68m、34.88m、44.88m、59.26m共四道。六、耐火磚的使用、烘烤和冷卻窯內(nèi)磚襯砌筑后，必須進(jìn)行妥善的烘烤。烘烤中，升溫速度不能太快，以免產(chǎn)生過大的熱應(yīng)力而導(dǎo)致磚襯開裂、剝落，尤其大型回轉(zhuǎn)窯。升溫平穩(wěn)時(shí)，窯體溫度相應(yīng)漸增，向外漸脹，對(duì)磚襯的膨脹起道一定的補(bǔ)償作用。在耐火磚的冷端（磚的大頭），隨磚型的不同，有一個(gè)厚50-70mm的低應(yīng)力區(qū)，超過該區(qū)后，壓應(yīng)力徒增。以本廠干法一線為例：1、一般檢修結(jié)

10、束后，18h的升溫曲線：見圖4。2、窯慢轉(zhuǎn)：升 溫停 窯窯尾溫度（）旋轉(zhuǎn)量（圈）旋轉(zhuǎn)間隔（分）停窯時(shí)間旋轉(zhuǎn)量（圈）旋轉(zhuǎn)間隔（分）01000不慢轉(zhuǎn)00:151/451002501/4600:150:451/4102504501/4300:451:451/4204505501/4151:453:151/4305507501/4103:156:151/460750以上1連續(xù)慢轉(zhuǎn)6:1512:151/412012:1521:151/418021:1536:151/430036:1560:151/4480停窯而不更換堿性磚時(shí)，降溫必須緩慢適度。初停窯時(shí)，絕不能靠排風(fēng)機(jī)來強(qiáng)制冷卻，這時(shí)，沖水冷卻窯襯的方法

11、更必須禁用（若下大雨或大雪時(shí)，窯慢轉(zhuǎn)的間隔旋轉(zhuǎn)時(shí)間減半）。若窯皮厚度正常，又不露磚，應(yīng)先自然冷卻8h，等窯皮表面變黑后，方可加快冷卻速度，如開窯門等。怎樣在不損壞窯襯和窯體的前提下，加快烘窯速度，以求增產(chǎn)熟料，是水泥工作人員普遍感興趣的問題。如日本普遍采用68h的快速烘窯制度?？偨Y(jié)國內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)采取以下措施：1、 控制窯體。特別是使第二道輪帶處窯體不變形?；剞D(zhuǎn)窯快速烘烤中，窯體升溫較快，而輪帶由于散熱面積大升溫要慢得多，若兩者間的溫差達(dá)到60，窯體和輪帶間的間隙會(huì)降至零而產(chǎn)生“縮頸”現(xiàn)象，不但損壞耐火磚，所造成的窯體變形即使冷卻下來也不能完全復(fù)原。所以，此時(shí)就必須采用風(fēng)機(jī)強(qiáng)制冷卻第二道輪帶兩

12、側(cè)的窯體。該區(qū)域的磚襯以濕砌為宜。2、 控制廢氣溫度。快速烘窯中，燃耗甚至高達(dá)3倍，窯內(nèi)氣流速度快，溫度高，必須將其廢氣溫度降至正常。所以，開窯時(shí)，要開啟增濕塔系統(tǒng)。3、 選用適當(dāng)?shù)哪突鸫u。堿性磚在實(shí)際使用中，必須保持應(yīng)有的結(jié)構(gòu)韌性，顯氣孔率不能太小，厚度以下表為宜：窯徑（m）3.63.64.24.25.25.2磚最大厚度（mm）180200225250對(duì)于檢修更換的鎂鉻磚，不宜采用68h的快速升溫。另外，對(duì)水硬性澆注料，低溫階段要逐步排除附著水和化學(xué)結(jié)合水，高溫階段要避免物料被燒結(jié)，必須按物料的材質(zhì)、用量以及襯里厚度來決定升溫制度，通常為1530/h。常溫下，24h的凝結(jié)期內(nèi)不能振動(dòng)和加熱。

13、窯口澆注料在施工中，通常環(huán)向以1m間隔規(guī)則的設(shè)置膨脹縫（高度為砼厚度的2/3，厚度為10mm）。、掛窯皮和保護(hù)窯皮耐火磚上第一層優(yōu)質(zhì)窯皮的形成條件是：熟料顆粒細(xì)小均勻，在同一溫度下，熟料中熔體的含量、粘度和表面張力適當(dāng)，且耐火磚熱面層中也形成少量熔體，于是，料層底部的熟料顆粒便和磚面牢固的相粘。這樣，層層熟料不斷地粘附，窯皮漸厚，直至窯皮加耐火磚組成的總厚度過于龐大，使窯皮表面溫度過高，造成該處熟料中熔體含量過多且粘度太稀，熟料粒度也增大過多，不再繼續(xù)相粘形成更厚的窯皮為止。入窯生料成份和數(shù)量的波動(dòng)、火焰溫度和位置的變化都使熟料及窯皮表面層中熔體含量、粘度和表面張力、熟料粒度發(fā)生變化，窯皮不斷消長。為求開窯時(shí)掛好窯皮，正常生產(chǎn)中維護(hù)好窯皮，必要時(shí)還要補(bǔ)掛好窯皮，應(yīng)做到：1、 窯襯砌筑的前后，均要從嚴(yán)清除窯內(nèi)舊磚和雜物以及殘留于磚面上的火泥等，避免在火磚表面掛上質(zhì)量低的第一層窯皮。2、 從嚴(yán)配合好烘窯中磚襯和窯料的升溫情況，確保進(jìn)入燒成帶的第一批窯料和該處火磚同時(shí)處于良好的掛窯皮狀態(tài)?？刹扇　傲艋鸫稀钡霓k法。3、 開窯前和正常運(yùn)轉(zhuǎn)中