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水泥窯耐火磚襯壽命磨損因素

1.熱應(yīng)力

在水泥熟料煅燒過(guò)程中，由于窯料和煙氣的影響，窯系統(tǒng)中的溫度分布是不同的。

2.化學(xué)侵蝕

用于煅燒水泥熟料的原料的主要成分是Cao，SiO2，Al2O3，F(xiàn)e2O3，次要成分是MgO，K2O，Na2O，SO3，Cl2和其他氧化物和微量元素化合物。

3.機(jī)械應(yīng)力

在水泥熟料生產(chǎn)過(guò)程中，襯砌磚與襯砌磚之間，襯砌磚與窯料之間，襯砌磚與金屬筒之間，襯砌體與熱膨脹金屬零件之間的相互作用會(huì)產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，從而導(dǎo)致襯砌磚損壞。

4.綜合功能

由于熟料煅燒產(chǎn)生的各種應(yīng)力是動(dòng)態(tài)的，因此窯內(nèi)各部分的工作條件和反應(yīng)機(jī)理是不同的，因此對(duì)耐火材料的要求也不同。

水泥預(yù)分解窯系統(tǒng)耐火材料的選擇

水泥窯用耐火材料是水泥熟料生產(chǎn)設(shè)備的關(guān)鍵消耗材料。在水泥熟料生產(chǎn)過(guò)程中，耐火材料的性能及其使用維護(hù)，直接關(guān)系到熟料的產(chǎn)量、質(zhì)量和窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率，特別是耐火材料的選擇，耐火材料的選擇是決定窯爐使用壽命的前列個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

1耐火材料的選擇

由于回轉(zhuǎn)窯各部位及固定設(shè)備的生產(chǎn)條件不同，需要根據(jù)各部位受力情況的不同，合理選擇所用材料。

1.1回轉(zhuǎn)窯

回轉(zhuǎn)窯所用耐火材料主要有以下幾種：

由于冷卻區(qū)前端熱應(yīng)力大，窯口易使筒體變形，砌筑襯磚困難。一般采用高Al2O3含量的特殊低水泥耐火澆注料，能抵抗熱化學(xué)腐蝕、熱機(jī)械應(yīng)力和耐磨性。這些品種包括剛玉、剛玉莫來(lái)石、剛玉碳化硅、紅柱石澆注料。

冷卻區(qū)后端（下過(guò)渡區(qū)）應(yīng)考慮耐高溫化學(xué)、熱機(jī)械應(yīng)力并能掛在窯皮上的堿性磚，主要包括燃燒火焰較長(zhǎng)的窯內(nèi)的硅磚、鎂鐵鋁尖晶石磚等系列，可考慮采用高Al2O3含量的特種高鋁磚。

高溫度燒成區(qū)（燒成區(qū)）和熔融燒成區(qū)（上過(guò)渡區(qū)前端）應(yīng)為易掛窯的堿性磚。產(chǎn)品包括鎂鐵尖晶石、鎂鈣尖晶石、能源鎂鋁尖晶石、鎂鋯磚、白云石磚等。

窯皮不穩(wěn)定甚至裸露磚的上過(guò)渡帶后端宜采用尖晶石鎂磚。如果硫堿侵蝕嚴(yán)重，可選用抗剝落高鋁磚（Al2O3為75%）或系列硅磚。（氧化鋁>65%）。

分解區(qū)采用抗剝落磚（Al2O3為70%）或系列硅磚（Al2O3>60%）。由于后窯口磚體設(shè)計(jì)難度大，一般采用特種高鋁耐火澆注料，主要是剛玉基莫來(lái)石和莫來(lái)石澆注料。如確需設(shè)計(jì)襯磚，可選用抗剝落高鋁磚、系列硅石模壓磚等。

1.2固定設(shè)備

為了減少筒體的散熱，固定設(shè)備的內(nèi)襯采用硅酸鈣板作為隔熱層，高鋁內(nèi)襯作為工作層。在設(shè)計(jì)固定設(shè)備的襯體時(shí)，為了簡(jiǎn)化磚體的設(shè)計(jì)、制造、儲(chǔ)運(yùn)、施工，并考慮襯體的牢固性，異形部位和屋面直墻的襯體宜采用低水泥耐火澆注料。彎曲部分使用襯磚。

（1） 大型窯門套及冷卻機(jī)入口

該部位襯砌為直墻，工作層溫度一般低于1100℃，從襯體的堅(jiān)固性等因素來(lái)看，宜選用低水泥、高強(qiáng)度、高鋁耐火澆注料，主要為高鋁、莫來(lái)石澆注料。如需制備襯磚，可采用抗剝落高鋁磚及系列硅磚（碳化硅浸漬高鋁磚）或特種高鋁磚。

（2） 預(yù)熱器分解爐系統(tǒng)及三次風(fēng)管

熱面溫度高于1100℃的工作層高溫部位的圓弧襯砌可選用抗剝落高鋁磚、系列硅磚（SiC侵入系列高鋁磚）、特種高鋁磚、耐堿磚、無(wú)弧低水泥、高強(qiáng)度，型件選用性能相近的高鋁耐火澆注料，主要有防結(jié)皮澆注料、莫來(lái)石澆注料、高鋁澆注料、噴涂層等，上述襯體工作面溫度低于1100℃，所以選擇一系列耐堿磚或耐堿澆注料。

（3） 燃燒器

該部位與窯口相同，承受著高溫度的熱應(yīng)力、嚴(yán)重的熱化學(xué)侵蝕和機(jī)械應(yīng)力。一般采用低水泥高鋁碳化硅耐火澆注料或特種高鋁耐火澆注料和莫來(lái)石。澆注料。

（4） 冷卻器側(cè)壁的短壁和其他部分

冷卻器側(cè)壁、頂板工作層表面溫度大于1000℃的部位，一般采用高鋁、莫來(lái)石耐火澆注料。1000℃以下部位一般采用高鋁耐火澆注料，側(cè)墻底部與熟料接觸部位一般采用鋼纖維增強(qiáng)、高耐磨澆注料或碳化硅澆注料。

2耐火材料配套

在預(yù)分解窯的生產(chǎn)過(guò)程中，由于原材料、設(shè)備規(guī)模和生產(chǎn)控制的不同，各部分爐襯的熱應(yīng)力、熱化學(xué)應(yīng)力和熱機(jī)械應(yīng)力不一致。很難使用一種或幾種耐火材料作為一整套。同一耐火材料在不同生產(chǎn)線的不同部位、不同數(shù)量使用。在同一部位也可以使用多種耐火材料，通過(guò)使用可以找到合適的材料。此外，如果在同一部件中使用相同的材料，則由于原燃料性能的變化，每次使用的效果和耐火材料的損壞都是不同的。為了使耐火材料有效，好的方法是通過(guò)實(shí)踐逐步優(yōu)化。但在設(shè)計(jì)新窯時(shí)，可根據(jù)《建筑材料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》（JC/T2196-2013）《水泥回轉(zhuǎn)窯耐火材料使用規(guī)定》中的配置建議進(jìn)行選擇。說(shuō)明，作為配套設(shè)備，需要通過(guò)對(duì)生產(chǎn)線工況分析、工藝設(shè)備性能分析、襯體應(yīng)力分析、制造廠所供產(chǎn)品的性能和使用條件來(lái)確定，并進(jìn)行調(diào)整，隨著工作條件的變化而優(yōu)化和改進(jìn)。

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