从日产2500t到现如今的日产12000吨,国内水泥回转窑向着大型化不断发展。但是,不管多大的水泥窑,在设计初期及建设过程中,耐火材料都是水泥回转窑最重要的主材料。水泥回转窑用耐火材料如何选择非常关键。在此,我们以一条10000t/d的水泥回转窑为例,就这样硅莫的水泥窑在设计建设过程中都需要用到哪些耐火材料做一个详细说明。
众所周知,一条水泥回转窑的建设主要分为6个部位,除了我们通常所说的回转窑主体外,还有预热器、窑门罩、分解炉、三次风管、冷却机。每个部位在后期生产运行中,由于工作环境的不同,所遭受到的化学侵蚀以及物理损害都有很大的差别。因此各部位所选用的耐火材料也不同。
一、回转窑
首先我们从回转窑开始,回转窑是整个生产线中最重要的部位,也是应用耐火材料种类最多、数量最大的部位。在整个回转窑窑体上,通常也被分为了6个部位,分别为:前窑口、下过渡带、烧成带、上过渡带、分解带、后窑口。
1、前窑口
回转窑前窑口工况复杂,在运行中,机械应力以及热应力是造成耐火材料的损毁主要因素。因此该部位推荐使用刚玉质莫来石质高强耐磨浇注料。
2、下过渡带
下过渡带,就是我们通常所说的前过渡带。这一区域工作环境最为恶劣,不但温度波动幅度大、热应力大,还容易受到熟料球的冲撞、砸磨,窑皮极不不稳定。因此要求该部位用耐火材料不但要有高耐火度、高荷软、高强度外,还要有优越的抗热震性以及挂窑皮性能。在耐火材料的选择上推荐使用硅莫红砖和镁铝复合尖晶石砖。
3、烧成带
烧成带是整个回转窑中温度最高的部位,火焰温度可达1800~2000℃。窑内挥发大量的碱硫化合物,因此受到高温冲击以及化学侵蚀的双重损害,在材料的选择上,不但要求具有足够的耐火度外,还要有极好的挂窑皮性能,进而保护耐火材料延长材料的使用周期。在耐火材料的选择上推荐使用镁铁复合尖晶石砖。
4、上过渡带
下过渡带,通常也叫前过渡带。是连接接预热带和烧成带的过渡段。该部位温度变化大,筒体温度又高,窑皮还未挂牢,时挂时脱,因此该部位耐火材料热损伤较烧成带来说更大。在选择上不但要求耐高温还需要较高的高温强度及较小的弹性模量。推荐使用隔热硅刚玉砖、硅刚玉砖、硅莫红砖和镁铝复合尖晶石砖。
5、后窑口
后窑口连接预热器,主要受含尘物料的冲刷以及高碱性及碱硫化合物侵蚀,而且浇注料容易出现脱落。在耐火材料的选择上推荐使用钢纤维增强浇注料、高铝质低水泥浇注料。
二、预热器
预热器是水泥窑系统中施工最复杂的设备,施工难度高,该部位用耐火材料不仅易受碱侵蚀,同时还易结皮、堵塞。材料推荐:耐碱浇注料、耐碱砖、抗结皮浇注料。
三、窑门罩
窑门罩是整个回转窑系统中,极易产生正压的地方,该部位气体波动大,风压极不稳定。受熟料颗粒的强烈冲刷的同时还有高温空气和粉尘的化学侵蚀。因此要求该部位耐火材料同时具有好的热震性、耐碱性、耐磨性以及热态机械强度高。材料推荐:刚玉莫来石质高强耐火浇注料、高铝低水泥耐火浇注料、高铝质钢纤维增强耐火浇注料。
四、分解炉
分解炉形态复杂,应用耐火材料较多。在分解过程中,受到大量的碱、氯、硫等气体危害,因此要求该部位的耐火材料具有耐碱性。材料推荐:抗剥落高铝砖、高铝低水泥耐火浇注料。
五、三次风管
三次风管用耐火材料主要的损毁来自于气流高速冲刷以及碱侵蚀。因此该部位磨损严重,使用寿命短。传统的砌筑方式是采用耐火浇注料砌筑,近年来多采用耐火浇注料预制件。材质选择:耐碱浇注料、高强耐碱浇注料、硅莫砖、耐碱砖。
六、冷却机
冷却机在耐火材料的选择上,以耐火浇注料为主。因该部位前后温度大,热端以及低温部位对耐火材料的要求不同,因此所采用的耐火浇注料品种较多。由于材料磨损严重,更换频繁,多采用耐火浇注料预制件方式进行施工。材料推荐:耐碱浇注料、钢纤维增强浇注料、莫来石浇注料、高强耐磨浇注料、高铝质低水泥耐火浇注料。