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水泥回转窑窑砖的条件与作用

水泥 2011-03-22

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     水泥厂以窑为中心进行运转，其它的一些附属设备有故障都要勉强撑下去，只有等到窑出现问题才会进行集中修理。而窑系统的好与坏与窑砖的寿命有着直接的关系，窑砖的寿命又与砌窑砖的质量有直接的关系。由此可见砌砖质量的对整个厂的运作都有影响。一般窑壳承受400度左右，窑砖承受1600度左右，如果窑出现掉砖，则会使窑壳温度过高超过其范围，在晚上观查时会有暗红色。如果不及时处理，窑壳会发生变形，在以后的补砌窑砖时，会因窑壳变形而很难使窑砖密实，容易发生掉落。换砖时主要看耐火砖的厚度与其使用时间，再加上一些砖表面的情况去判断。
  
      窑砖是填充在窑筒体内部的一层耐火材料，窑砖的主要作用有:  
       1. 减少高温气体与物料对筒体化学侵蚀与机械磨损，保护窑壳。  
       2. 充当传热介质窑砖可从气体中吸收一部份热量，以不同的传导及辐射方式传给物料。  
       3. 窑砖也可以隔热保温，减少窑体热损失等。  

      根据耐火材料在窑内使用的部位不同，回转窑对窑砖的主要要求有:  
       1. 耐高温性强窑内管烧成状况的好坏，窑内温度都在1000℃以上，这就要求耐火砖在高温下不能熔化，在溶点之下还要  保持有一定的强度。同时还要有长时间暴露在高温下仍有固定的容积等特性。 
       2. 热振稳定性好，即抵抗窑温剧烈变化而不被破坏的能力好。在停窑、开窑以及旋窑运转状况不稳定的情况下，窑内的温度变化都比较大，这就要求窑砖在温度剧烈变化的情况下，不能有龟裂或者是剥落的情况。这也要求在操作时尽量使窑温稳定一些。  
       3. 抗化学侵蚀性强在旋窑内烧成时，所形成的灰份、熔渣、蒸气均会对窑砖产生很大的侵蚀 。
       4. 耐磨性及机械强度好的窑内饲料的滑动及气流中粉尘的磨擦，均会对窑砖造成很大的磨损。尤其是开窑的初期，窑内还没有窑皮保护时更是如此。窑砖还要承受高温时的膨胀应力及窑壳椭圆变形所造成的应力。要求窑砖要有一定的机械强度。  
      5. 窑砖具有良好的挂窑皮性能。窑皮挂在窑砖上，对窑砖有很大的保护作用，如果窑砖具有良好的挂窑皮性能并且窑皮也能够维持较长的时间，可以使窑砖不受侵蚀与磨损。  
      6. 孔隙率要低如果气孔率高会造成腐蚀性的窑气渗透入窑砖中凝结，毁坏窑砖，特别是碱性气体更是如此。  
      7. 热膨胀安定性要好。窑壳的热膨胀系数虽大于窑砖的热膨胀系数。但是窑壳温度一般都在280-450℃左右，而窑砖的温度一般都在800℃以上，在烧成带的地方其温度有1300多℃。这样窑砖的热膨胀还是比窑壳要大，窑砖容易受压应力造成剥落。  

      耐火砖的种类与选用耐火砖品质与耐火特性选用是否恰当，砌砖时质量的好坏都会影响到窑砖的寿命。耐火砖的寿命又会直接影响到旋窑维护的成本，产量的高低。由此可见耐火砖的重要性。在选择窑砖时，一般都是根据各带的温度、负荷不同进行选择，要注意窑砖与窑筒体的膨胀系数要比较接近。窑砖的厚度越大，则窑壳隔热保温的效果也就越好，但窑内有效截面积也就减小，会使窑的产量也减小。窑砖越薄其有效容积越大，窑壳的散热也越历害，高温对设备的损伤以及能源的浪费都比较大。目前在国际上使用最多的是两种系列的砖，ISO系统(国际标准)与VDZ系统(德国标准)，其实两者的材料都是一样，只是规格尺寸不一样。ISO系统的砖较大、较厚，砖缝较少，不方便搬运、操作。VDZ系统的砖比较小、较薄，利于操作，容易挤紧，但强度较小，砖缝较多。使用ISO系统，尽可能统一规格，高度220mm，宽度200mm，这样可以减少备品量，节省投资。

      耐火砖按其材质的不同可以分为以下几个种类:  
       1. 粘土砖(保温砖):使用在预热煅烧带的区域中，耐火度在SK35下；  
       2.高铝砖:其主要成份是Al2O3，含量越高，耐火砖的耐火度就越高，抗剥落性、导热性、机械强度、抗化学侵蚀性都比较好。但高铝砖的具有很大的可逆性膨胀，并且抗熔渣性比盐基性火砖要差。一般使用在煅烧带(过渡带)。常用的耐火指数为SK37。在冷却带多用SK37或者36。  
       3. 盐基性火砖:盐基性火砖在高温下对灰份及熔渣具有很高的抗化学性能，具有良好的挂窑皮性能，并且窑皮附着的比较牢固。因为砖与窑皮相熔为一体，如果窑皮在窑皮掉落时，部份的窑砖也会随窑皮掉落，抗剥落性较高铝砖要差。
  
      主要有两种材料的砖:  
      a.  白云石砖(Dolomite)：白云石砖的主要成份是方镁石(MgO)，其成份与生料的成份比较接近，所以这种砖的挂窑皮性能比较好，也不会与料发生反应。它具有高耐火性及容积安定性，但是当窑皮发生掉落时，窑砖也可能会有一部份与窑皮一起掉落。使用时要注意慎防灰化作用。窑砖在调储存时要特别注意防水。  
      b.  镁铬砖: 镁铬砖的主要成份是铬矿。它具有良好的抗剥落性及机械强度。一般使用在旋窑的烧成带。在烧成带，它要受热应力、机械应力、化学侵蚀三个条件的破坏。因此这带的窑砖要求比较严格。过去一般都是使用铬镁砖，它具有耐火度高、抗碱性化学侵蚀性好等优点。但是镁铬砖成份中铬的含量比较高，当耐火砖废弃以后，铬金属会与水一起流失，进入到环境中造成污染。目前铬镁砖的用量正逐步地减少，现已用尖晶石砖进行代替。花莲厂将废弃窑砖置于矿山与石灰石进行混合，作为原料一起进入厂中回收，减少废品，降低污染。 

    3.  耐火泥的种类耐火泥主要可以分为以下几种:
     a.  铸性火泥:也称为气凝性火泥。使用在窑头燃烧器，做保护耐火层，在预热机的某些部份作耐火籿料，一般以灌浆的方式进行施工；  
     b.  绝缘性火泥: 使用于窑壳变形的平面处进行修复平整，或者用于冷却机的顶蓬做隔热；
c. 耐火泥:又称为热凝性火泥，主要是在砌砖时使用，使用耐火泥时，必须要加玻璃水进行搅拌(硅酸钠、水，NaSiO3、H2O)。一般DiDOTECT135(耐1350度以上的高温) ，在窑尾使用SK34。 DiDOTECT 150(耐1500度以上的高温)，高温时用SK35Couprit 160H，主要使用在窑头喷煤嘴的地方(Kiln Burner head) Couprit135h，主要使用在预热机及冷却机中。    
    4. 窑砖的选用：  
      a.  窑内耐火砖的选用#1窑于35m以后使用高铝砖，在出口冷却带使用高铝砖，其它的地方使用镁铬砖或尖晶石砖。#2窑于43m以后使用高铝砖，其它的地方使用镁铬砖或尖晶石砖。#3窑于35m以后使用高铝砖，其它的地方使用镁铬砖或尖晶石砖。在#3窑的出口冷却带使用耐火泥。在胎环的附近，为避免过多的热量传出，导致窑壳热膨胀而造成窑壳承受较大的机械应力。此处的火砖采用高铝砖与保层砖两层叠加所成。  
      b.  冷却机内部耐火砖的选用：冷却机中耐火砖，前段与后段中熟料的温度不同，前段的温度较高，后段的温度较低一些。所选用的耐火砖也不同。在前段中主要是使用高铝砖与保温砖叠加所成，后段中主要是使用保温砖。在冷却机中，与料层接触磨擦的地方，耐火砖受高温及磨擦比较厉害，耐火砖的品质要求更严格一些。
      c.  预热机内耐火材料的选用主要的耐火材料是保温砖与同等级的铸性火泥。在预热机中，耐火材料要求材质轻、耐火度、耐火性要足够，在预热机中，气流夹带着粉料对旋风筒内壁有磨耗，特别是在风管的拐弯或者是风向变向的地方。旋风筒的锤体的底部也有脱酸的高温生料与筒壁接触。在窑气上升管道及三次风管中都有喷煤，供预热机中碳酸盐分解，温度也比较高，此处耐火材料要求更严格一些。
 
 
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