2000t/d新型干法窯高溫過(guò)渡帶耐火材料的選用
1 高溫過(guò)渡帶耐火材料的選用情況
我廠回轉(zhuǎn)窯高溫過(guò)渡帶曾使用過(guò)化學(xué)結(jié)合鎂鉻磚、磷酸鹽磚、特種磷酸鹽磚、方鎂石-尖晶石磚和A-S型堿性復(fù)合磚。
1.1 化學(xué)結(jié)合鎂鉻磚
我廠回轉(zhuǎn)窯過(guò)渡帶16.8～34.2m處原設(shè)計(jì)使用化學(xué)結(jié)合鎂鉻磚，其主要理化性能指標(biāo)見(jiàn)表1。
表1 化學(xué)結(jié)合鎂鉻磚的主要理化性能指標(biāo)
MgO ／％ |
Cr2O3 ／％ |
顯氣孔率 /％ |
體積密度 ／（g／cm3） |
荷重軟化溫度 T0.6/℃ |
常溫耐壓強(qiáng)度 /Mpa |
熱震穩(wěn)定性 /(1100℃～水，次) |
＞70 |
＞6 |
＜20 |
＞2.80 |
＞1550 |
＞50 |
＞4 |
化學(xué)結(jié)合鎂鉻磚的熱震穩(wěn)定性差，不適應(yīng)高溫過(guò)渡帶熱工制度的要求，且由于試生產(chǎn)階段，設(shè)備故障率高，開(kāi)停窯頻繁，窯內(nèi)熱工制度很不穩(wěn)定，其使用壽命最長(zhǎng)只有48d，故投產(chǎn)后不久即被淘汰。
1.2 磷酸鹽磚
該磚的常溫耐壓強(qiáng)度高、熱震穩(wěn)定性能好，抗剝落性能優(yōu)良，但其荷重軟化溫度較低，在高溫過(guò)渡帶的使用壽命為100d左右。其理化性能指標(biāo)見(jiàn)表2。
表2 磷酸鹽磚的主要理化性能指標(biāo)
| Al2O3 /％ |
耐火度 /℃ |
體積密度 ／（g／cm3） |
常溫耐壓強(qiáng)度 /Mpa |
荷重軟化溫度 T0.6/℃ |
熱震穩(wěn)定性 /(1100℃～水，次) |
＞75 |
＞1790 |
＞2.80 |
＞65 |
＞1350 |
＞50 |
1.3 特種磷酸鹽磚
特種磷酸鹽磚的荷重軟化溫度在1500℃左右，使用壽命在150d左右，仍不能和燒成帶的直接結(jié)合鎂鉻磚配套，其理化性能指標(biāo)見(jiàn)表3。
表3 特種磷酸鹽磚的主要理化性能指標(biāo)
| Al2O3 /％ |
耐火度 /℃ |
體積密度 ／（g／cm3） |
常溫耐壓強(qiáng)度 /Mpa |
荷重軟化溫度 T0.6/℃ |
熱震穩(wěn)定性 /(1100℃～水，次) |
＜75 |
＞1790 |
＞2.75 |
＞75 |
＞1450 |
＞30 |
1.4 方鎂石－尖晶石磚
該磚的荷重軟化溫度高，熱震穩(wěn)定性好，抗氧化還原氣氛及堿侵蝕能力強(qiáng)，其主要理化性能指標(biāo)見(jiàn)表4。該磚在高溫過(guò)渡帶的使用壽命可達(dá)一年左右，完全能和燒成帶的直接結(jié)合鎂鉻磚相配套，滿足了生產(chǎn)要求，但由于其導(dǎo)熱系數(shù)較大、筒體溫度較高，對(duì)窯的長(zhǎng)期安全運(yùn)轉(zhuǎn)不利。
表4 尖晶石磚的主要理化性能指標(biāo)
| MgO ／％ |
Al2O3 /％ |
體積密度 ／（g／cm3） |
常溫耐壓強(qiáng)度 /Mpa |
荷重軟化溫度 T0.6/℃) |
熱震穩(wěn)定性 /(1100℃～水，次) |
導(dǎo)熱系數(shù) /(350℃W/m·K |
| 83.14 |
12.13 |
2.78 |
45.4 |
1600 |
＞10 |
3.5 |
1.5 A-S型堿性復(fù)合磚
1.5.1 A－S型堿性復(fù)合磚的材質(zhì)、性能
A－S型堿性復(fù)合磚是由鎂鋁尖晶石(MA)和鎂橄欖石(MS)兩種材料在同一模具內(nèi)成型，經(jīng)高溫煅燒而成。其工作端采用鎂鋁尖晶石，目的是發(fā)揮尖晶石磚的優(yōu)勢(shì)；其非工作端采用鎂橄欖石，經(jīng)工藝處理后，具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)，起隔熱作用。其理化性能指標(biāo)見(jiàn)表5。
表5 A－S型堿性復(fù)合磚的主要理化性能指標(biāo)
| 類(lèi)別 |
MgO ／％ |
Al2O3 /％ |
顯氣孔率 /％ |
常溫耐壓強(qiáng)度 /Mpa |
荷重軟化溫度 T0.6/℃ |
熱震穩(wěn)定性 /(1100℃～水，次) |
導(dǎo)熱系數(shù) /(350℃W/m·K) |
| 重質(zhì) |
83.36 |
11.05 |
18 |
52.1 |
1600 |
＞10 |
3.17 |
輕質(zhì) |
62.50 |
0 |
24 |
51.7 |
1590 |
＞30 |
1.13 |
1.5.2 A－S型堿性復(fù)合磚的使用情況
1998年2月，我廠在1號(hào)窯中修時(shí)，在23.6～27m處砌筑了3.4mA－S型堿性復(fù)合磚。在生產(chǎn)過(guò)程中，幾次檢測(cè)窯體溫度：25m前后為310℃左右，28m前后(砌筑尖晶石磚部位)為350℃左右，說(shuō)明40mm厚的復(fù)合材料發(fā)揮了作用。1998年9月22日，因1號(hào)窯中修，更換燒成帶火磚，檢查發(fā)現(xiàn)A－S型堿性復(fù)合磚的磚厚在170～190mm之間，有的磚仍完好無(wú)損，磚槽(砌筑標(biāo)記)仍清晰可見(jiàn)。該磚已在窯上使用了196d。
1998年11月3日，我們又在2號(hào)窯20～25.6m處砌筑了5.6mA－S型堿性復(fù)合磚，現(xiàn)使用效果良好。為進(jìn)一步降低窯的筒體溫度，我們下一步準(zhǔn)備把復(fù)合層的厚度由原來(lái)的40mm改為60mm，隔熱效果會(huì)更好。
1.5.3 使用A－S型堿性復(fù)合磚的經(jīng)濟(jì)效益
現(xiàn)將使用尖晶石磚和A－S型堿性復(fù)合磚的窯體表面散熱對(duì)比(見(jiàn)表6)，作經(jīng)濟(jì)分析如下：
表6 熱工測(cè)量數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果
名稱 |
砌筑長(zhǎng)度 /m |
散熱面積 /m2 |
環(huán)境溫度 /℃ |
表面溫度 /℃ |
風(fēng)速 /(m/s) |
溫差 /℃ |
散熱系數(shù) /(kJ/m2·h·℃) |
散熱損失 /(kJ/h) |
尖晶石磚 |
3.4 |
42.704 |
25 |
355 |
0 |
330 |
119.76 |
1713223 |
堿性復(fù)合磚 |
3.4 |
42.704 |
25 |
310 |
0 |
285 |
108.85 |
1324738 |
從表6可以看出：在同樣條件下，砌筑3.4m尖晶石磚和3.4mA－S型堿性復(fù)合磚的窯體表面散熱損失差為388 485kJ/h，相當(dāng)于每小時(shí)節(jié)約13.28kg標(biāo)準(zhǔn)煤。
2 結(jié)語(yǔ)
在水泥窯高溫過(guò)渡帶使用A－S型堿性復(fù)合磚不只是節(jié)能降耗問(wèn)題，更重要的是：保護(hù)窯筒體、保護(hù)托輪瓦，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，提高窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值難以估量。
編輯：
監(jiān)督：0571-85871667
投稿：news@ccement.com
