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回轉(zhuǎn)窯堿性耐火磚的八個破壞因素

2023年07月18日 17:29:05      來源:鄭州平順耐火材料有限公司 >> 進入該公司展臺      閱讀量:32

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       熱、機械、化學等因素構(gòu)成了耐火磚在窯襯中的應力,造成耐火磚的損壞。以上因素的破壞效果隨窯型、操作和窯襯在窯內(nèi)的位置而變化。火焰、窯體材料和窯殼的變形是決定窯襯承受各種應力的因素之一。

  
對于堿性耐火磚,有8個破壞因素,主要包括:

  熟料熔體主要來源于窯料和燃料,滲入相為C2S和c4af,其中C2S和c4af滲入變質(zhì)層后,會使方鎂石等部分在堿性磚中強烈溶解,析出CMS、c3ms2等次生硅酸鹽礦物,有時甚至形成鉀鹽。然而,熔化物會填滿耐火磚內(nèi)襯中的氣孔,使磚層致密而易碎。此外,熱應力和機械應力的雙重作用會使磚容易開裂和剝落。由于C2S和c4af在550℃以上開始形成,進入窯內(nèi)的物料溫度已達到800~860℃,熟料熔體滲透到整個窯內(nèi),即熟料熔體對窯內(nèi)各帶窯襯有一定的滲透侵蝕作用。

  在預分解窯中,堿式硫酸鹽、氯化物等組分揮發(fā)、團聚,反復循環(huán),導致這些組分在生料中富集。窯尾最熱預熱器生料中的R2O和SO3含量往往分別增加到生料的5倍和3-5倍。當熱料進入窯殼后1/3部分時,物料中的揮發(fā)性組分會在所有磚面和磚層上聚集和沉積,使該部位高度致密,并侵蝕除方鎂石外的相鄰組分,這將顯著削弱磚入滲的熱震穩(wěn)定性鉀鎂石和白榴石的膨脹破壞了磚的堿裂,并在熱機械應力的共同作用下開裂剝落。由于預分解窯的整個窯帶是從窯尾到燒成帶的,離高溫帶越近,堿鹽侵蝕窯襯越深,窯襯損壞越嚴重。因此,在這一部分中有必要特別注意窯襯的選擇。

  當窯內(nèi)熱力系統(tǒng)不穩(wěn)定時,易產(chǎn)生還原火焰或不燃燒,使鎂鉻磚中的Fe3+還原為Fe2+,發(fā)生體積收縮。此外,F(xiàn)e2+在方鎂石晶體中的遷移擴散能力遠強于Fe3+,進一步加劇了體積收縮效應,導致磚體出現(xiàn)孔洞,結(jié)構(gòu)弱化,強度降低。同時,由于窯內(nèi)還原和氧化氣氛的交替,收縮和膨脹的體積效應反復出現(xiàn),磚體會產(chǎn)生化學疲勞。這一過程主要發(fā)生在沒有窯皮保護的區(qū)域。

  當窯的熱負荷過高,磚面長期失去窯皮保護時,熱面層的基體在高溫下熔化,向冷面層方向遷移,而襯磚的冷面層致密化,且熱表面層疏松多孔(一般情況下,燒成區(qū)正火點區(qū)域容易發(fā)生),以免磨損電刷、沖擊、振動和熱疲勞,且容易損壞。近年來,在冷卻區(qū)和過渡區(qū),不少企業(yè)采用硅灰磚。硅灰磚的事故大多是由于過度燃燒引起的,其他原因很少。硅磚主要由碳化硅和莫來石組成,碳化硅起著非常重要的作用。理論上,當溫度上升到2500℃左右時,碳化硅開始分解為硅蒸汽和石墨。事實上,在窯內(nèi)還原氣氛下,碳化硅在1700℃左右開始分解,對硅磚構(gòu)成致命傷害。

  當窯體運行異常或窯皮不穩(wěn)定時,基礎(chǔ)磚易受熱震破壞。窯皮突然塌陷,導致磚面溫度突然升高(甚至高達數(shù)千度),并在磚內(nèi)產(chǎn)生巨大的熱力。此外,窯的頻繁啟停也會引起磚體內(nèi)部的交變熱應力。當熱應力超過磚砌體的結(jié)構(gòu)強度時,磚開始開裂,并沿結(jié)構(gòu)的薄弱部位不斷增大和加深,最終導致磚的斷裂。窯皮脫落時,將熱面層的碎磚帶走,使磚不斷損壞。窯尾過渡區(qū)易發(fā)生熱震。

  回轉(zhuǎn)窯運行時,窯襯受到壓力、張力、扭轉(zhuǎn)和剪切等機械應力的綜合作用。其中,關(guān)鍵轉(zhuǎn)動、窯殼橢圓度和窯皮坍塌使磚承受動荷載:磚和窯皮的質(zhì)量和磚本身的熱膨脹,使磚承受靜荷載。此外,襯磚與窯殼之間的相對運動、襯磚與窯殼之間的相對運動以及擋環(huán)與窯殼之間的焊縫,都會使襯磚承受各種機械應力作用。當所有應力之和超過磚的結(jié)構(gòu)強度時,磚就會開裂和損壞。這種現(xiàn)象發(fā)生在預分解窯的整個爐襯中。

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