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據(jù)生產(chǎn)過程中的觀察與調(diào)研,磷酸鹽耐火磚在水泥窯上的損壞機(jī)理大致可以分為三種類型:即熱應(yīng)力損壞、化學(xué)侵蝕及機(jī)械磨損。立窯不同于回轉(zhuǎn)窯,屬于靜止的立式熱工煅燒設(shè)備,從其工作特點(diǎn)分析:預(yù)熱與燒成帶位于擴(kuò)大口部位,該部位的耐火材料要不斷地承受物料的沖擊、摩擦以及物料間化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致的侵蝕,并且頻繁地接觸冷濕料球與急冷急熱溫度變化等,引起磚體的急速收縮與膨脹,并產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致磚體變形損壞。除此之外,還與下述因素有關(guān)：

1、磷酸鹽耐火磚的化學(xué)成分、顆粒級配。尤以骨料中Al2O3達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,(Al2O3含量偏低同時(shí),由于原料中或多或少含有數(shù)種雜質(zhì)成份其耐火度和抵抗熟料侵蝕能力會(huì)相應(yīng)降低。
2、CaF2、R2O、CaO及S、Cl等揮發(fā)組分對磚體的化學(xué)侵蝕,造成窯皮的形成剝落循環(huán)加快。立窯中煤灰組分以100%摻入并參與化學(xué)反應(yīng),當(dāng)采用常溫煅燒時(shí)(≥1450℃),使材料的抗侵蝕能力下降,促使侵蝕速率加快。
3、成型壓力偏小,磚體不夠致密,常溫耐壓強(qiáng)度低。
4、由于配料及煅燒操作、用風(fēng)等方面的原因,熟料中低熔過渡礦相增加,配煤量高時(shí)引起室溫過高,熟料液相量相對增多,形成粘邊及磚體表層剝落、掉皮。
5、處理煉窯及粘邊時(shí),人為地?fù)p壞磚體。
6、現(xiàn)行的磷酸鹽耐火磚生產(chǎn)廠家提供的設(shè)計(jì)磚型普遍偏小,砌筑灰縫過多,而磚體蝕損又往往從薄弱部位磚縫間開始并加快。
此外,有些磷酸鹽耐火磚的生產(chǎn)廠家,沒有嚴(yán)格執(zhí)行JC350-83《水泥窯用磷酸鹽結(jié)合高鋁質(zhì)窯襯磚》標(biāo)準(zhǔn)中要求采用回轉(zhuǎn)窯1600℃以上煅燒的鋁礬土熟料。為降低生產(chǎn)成本,使用立窯或其它窯型煅燒的低質(zhì)量鋁礬土,材料的理化性能本身欠佳,產(chǎn)品質(zhì)量難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求實(shí)際應(yīng)用中工作壽命偏低。再者,生產(chǎn)廠家將制造筒體磚的材料用于擴(kuò)大口磚的制作,材料相互混用,產(chǎn)品質(zhì)量偏低。
當(dāng)立窯采用復(fù)合礦化劑時(shí),顯著地降低了熟料的液相生成溫度及粘度,延長了燒成帶、擴(kuò)寬了燒成范圍,熟料與磚體界面接觸部位呈化學(xué)侵蝕狀態(tài),并伴有鈣長石礦物(CaS2)形成,高溫下侵蝕速率增大,磚體界面結(jié)構(gòu)在熟料侵蝕和熱負(fù)荷沖擊下變?yōu)槭杷?同時(shí)又因機(jī)械磨損和熱化學(xué)融蝕共同作用,加速了材料的損壞,使立窯的有效內(nèi)徑(Di)變大,磚體表面粗糙,窯內(nèi)邊壁通風(fēng)不良,斷面風(fēng)速降低,形成惡性循環(huán)這就是磚體損壞后期立窯煅燒操作不順暢、易粘邊、架拱的主要原因。
磷酸鹽耐火磚工作壽命還與材料中Al2O3含量和磷酸本身的質(zhì)量、加入量及困料時(shí)間(即物料化學(xué)反應(yīng)程度),成型壓力(許多廠采用噸以下壓力機(jī)成型,磚體的機(jī)械強(qiáng)度偏低,體積密度小),焙燒溫度及時(shí)間、貯存、運(yùn)輸方式等有關(guān)。需要指出的是:磷酸鹽材料由于其特殊的物理及化學(xué)性質(zhì),在貯存和運(yùn)輸過程中不能受潮或淋雨。否則,會(huì)顯著地降低材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度而破壞其化學(xué)性能,縮短其工作壽命。
從磷酸鹽材料的使用時(shí)間分析:除上述因素外,磚的生產(chǎn)時(shí)間與其壽命密切相關(guān)。當(dāng)采用同種配方和制成工藝時(shí),夏季生產(chǎn)的磷酸鹽耐火磚工作壽命稍長而冬季生產(chǎn)的磚壽命稍短(一般為2～3個(gè)月)。究其原因:主要是成型前的困料反應(yīng)溫度和時(shí)間。夏季氣溫高,化學(xué)反應(yīng)時(shí)間短而充分,困料質(zhì)量好。而冬季都難以有此便利條件。
所以,冬季制磷酸鹽耐火磚時(shí),加強(qiáng)困料過程中的保溫隔熱措施,確保困料質(zhì)量。
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