一、影响耐火材料使用周期的因素:
影响窑炉耐火砖使用周期的因素很多。通过理论分析和实际生产经验,认为主要因素是机械应力,热应力和生产操作的影响。
1.机械应力对耐火砖使用周期的影响:
机械应力是当物体由于外部因素而变形时物体各部分之间相互作用产生的内力,以抵抗外部因素的影响,并试图使物体返回到从该位置变形前的位置。当窑内耐火砖承受的机械应力超过自身强度时,砖体在应力作用下会部分或完全受损。机械应力的产生主要有以下两个原因:
(1)椭圆变形:
由于回转窑内衬砖、窑料和筒体自重的综合因素,筒体发生变形。在重力和热负荷的作用下,筒体的圆形截面变成椭圆形。当窑运行时,椭圆会在耐火砖产生机械应力,椭圆度越大,机械应力就越大。椭圆度的变化产生剪切应力,作用在内衬砌体上导致耐火砖片剥落。
(2)回转窑的轴偏差:
回转窑由轮带、托轮、托辊支撑,每个部分的轴线应为窑各截面中心连线且同在一条直线上,但在窑筒体安装及部分筒体切割更换后,或运行一段时间后窑内热工系统不稳定,在热负荷和荷重的作用下,窑体轴线产生偏差。然后,经过长时间的操作,轮带和托辊磨损,托辊的每个支点的负荷条件都会发生变化,特别是当支点负荷过大时,很容易引起辊轴瓦烧毁、轮带和托辊表面出现异常剥离或裂缝,这将进一步加剧轴的轴线偏差。结果是内衬耐火砖块被挤压变形,导致它们破裂或脱落。耐火砖在损坏后的形状和深度各不相同。
2.热应力:
热应力是指由于外部约束而不能完全膨胀和收缩的应力,以及当温度变化时内部各部分之间的相互约束。高温热膨胀是窑炉中耐火砖剥落和破裂的重要原因之一。如果没有保留适当的环缝,都会使内衬耐火砖块损毁、剥落、掉砖等,严重缩短耐火砖的使用周期。
3.生产操作对耐火材料使用周期的影响:
生产操作对耐火砖使用周期的影响机制复杂,影响因素很多,主要从以下两个方面进行分析。
(1)煅烧温度过高造成的砖损毁。 新型预分解窑炉火焰温度可以达到1700℃以上,其他过渡带,烧成带,冷却带,窑头罩和冷却机的喉部和喷嘴相应部位工作温度也原高预其他普通窑炉的炉温。即使采用良好耐火材料,大型回转窑过渡带,烧成带和冷却带的内衬寿命一般为0.5〜1年,甚至3到5个月。窑口和喷嘴的内衬寿命也为0.5〜1年,甚至更短。窑头罩和冷却机喉衬的使用周期约为2年。另外,如果预热器和分解炉处于较差的运行条件下,入窑物料的分解程度非常不稳定,这将导致窑内每个加工带的位置频繁变化,必将导致窑炉操作不稳定,其内衬的损毁速度更快。
(2)窑炉运行速度过快导致砖损毁。新型干法预分解窑的转速通常高达3~3.7r / min,甚至高达4 r / min,回转窑筒的线速度达到1m / s以上。在具有高转速,大直径和高温的新型干法窑中,热应力,机械应力和化学侵蚀对内衬的综合影响远大于其他普通窑。这要求新型干法预分解窑的内衬在冷和热态条件下,有足够的强度和稳定性。
科瑞耐材生产回转窑内衬使用耐火材料有:粘土砖、高铝砖、磷酸盐高铝砖、抗剥落高铝砖、镁砖、镁铬砖、粘土质浇注料、刚玉质浇注料等。
二、延长耐火材料使用周期的技术措施:
1.控制椭圆度变形:
椭圆度是反映回转窑轴椭圆形变形程度的重要指标。瑞士公司提出的椭圆率管理数值作为椭圆率的管理参考值。该数值具有上限和下限,并且与窑直径呈线性关系。上限值是由负荷或间隙引起的大窑变形引起的耐火砖损毁的最大允许极限值。超过上限值会对砖块造成不良影响,造成砖块脱落等事故,对耐火砖造成损毁。下限值是为了避免在间隙不足时由夹带挤压窑筒的数值(所谓的带夹紧现象)。
椭圆率管理不仅对稳定大型窑炉的运行,延长砖的使用周期具有重要意义,而且可以通过定期测量热窑的椭圆度来准确掌握机械状况,从而为大型窑炉制定更加准确的维修计划。
2.回转窑轴偏差控制:
在实际生产过程中,窑轴的偏差不得超过3mm,否则必须予以纠正。实践证明,当在热态下准确调节窑体的轴线时,缸体的弯曲和变形降到最低,并且每个支点上的载荷分布也比较适宜。窑中耐火砖、筒体,轮带下垫板(座板)、轮带、支撑托辊、托辊轴、托辊轴瓦承受较小的压力。此外,耐火砖的损毁率明显降低,使用周期明显延长。因此,有必要加强回转窑轴的热态在线检测,及时纠正偏差。
调整大窑轴线的方法有两种:一种是在冷窑条件下计算大窑内部各支点轴心,用光束照射法将轴线调整的一条直线上。另一种是在回转窑的热运行状态下从大窑外部计算每个支点轴心,然后再将轴线调整的一条直线上。实践证明,后者更有效。
3.合理确定环缝尺寸,减少热应力的影响:
环缝设置在每环耐火砖之间的间隙中,以减少由耐火砖在高温下膨胀引起的轴向压缩应力造成的损坏。环缝的尺寸应根据耐火砖的线性膨胀系数和使用温度等计算得出。各环缝间贴板可以使用高燃烧温度的纤维板,在正常生产中,还应控制热系统的稳定,以使轴向挤压压力最小化。
4.控制煅烧温度:
煅烧温度对内衬耐火砖的使用周期影响较为明显。因此,只有合理控制烧成温度,才能更好延长耐火砖的使用周期,提高窑的利用率,减少耐火材料的消耗,才能达到增加产量,降低成本的目的。最高温度管控可结合火焰比色法,温度测量仪,熟料晶相分析等方法测试。
5.窑速的管理和控制:
耐火砖厂家提醒您:在生产运行过程中,我们不能盲目追求高转速来增加熟料的产量,通过匹配窑内的物料量,窑速和煅烧条件等,才能达到最佳的效果。同时,根据熟料晶相的尺寸大小和生长情况,判断窑速的控制值是否合适。