工业炉内衬用耐火材料的选择

2021-01-18 09:13:32 sunfei 333

1.1 水泥窑

20世纪80年代初,水泥回转窑用耐火材料技术基本定型。 大体来说,大型SP和PC回转窑的转筒内,烧成带用直

接结合镁铬砖,分解带用高铝砖,筒后部用耐碱砖或普通黏土砖。 20世纪末21世纪初出现硅莫砖,窑筒内除了烧成

带、前后窑口外,其余部位采用不同牌号的硅莫砖。当今水泥行业,新型干法窑是技术发展主流, 烧成温度在145

0℃左右,窑内燃烧气体温度可达1700℃以上,甚至接近2 000℃。为了满足第二代新型干法水泥技术要求,选用的

耐火材料要具有节能降耗,绿色环保,长寿高效,安全稳定等多种功能。因此,烧成带用镁铁铝尖晶石砖代替镁铬砖

(因易产生毒害人体的六价铬),过渡带用镁铝尖晶石砖,并试用三层(工作层,保温层,隔热层)结构的新型复合砖,其

工作层为高强,耐磨,抗侵蚀的莫来石,隔热层为含锆氧化铝纤维板,保温层具有高强度,低导热并作为骨架连接工

作层与隔热层, 在窑37~47 m处比硅莫砖的窑壳表皮温度降低60℃,以及采用高性能胶泥,预制件等,使水泥大型

回转窑从一年一大修,向三年两大修发展。

1.2 石灰,白云石窑

石灰与白云石二者化学成分和化学性质相近,煅烧温度大体相同,有些企业在同一窑烧石灰与烧白云石轮换使

用。 其内衬用耐火材料大致有三种类型,一种是煅烧带用镁铝尖晶石砖,过渡带为高铝砖,预热带为黏土砖,隔热层

为耐火纤维或轻质砖,这种形式的窑表面温度 300~350℃,内衬寿命1~2年;第二种煅烧带是尖晶石质轻、重质复合

砖,壳体表面温度 250℃以下,内衬寿命2~3 年;第三种是采用预制块与浇注料组成内衬,壳体表面温度也是250℃

以下,寿命也是2~3 年。

宝钢在煅烧带的16.1~19.55 m 用红柱石砖代替尖晶石复合砖,窑壳表面温度降低,窑体重量减轻,挂窑皮性能

也好,使用2年后清除窑皮,红柱石砖保存完好,复合尖晶石砖剥落严重。 因为红柱石比尖晶石真密度小,若将煅烧

带全部用红柱石砖,窑体重量可减少35 t,壳体温度可降低100℃。入料口及窑头、窑尾部位受块状物料的冲击和磨

损,易发生破损和剥落,是使用寿命最短的部位。武钢使用耐磨耐碱浇注料,无修补使用36个月以上。

煅烧带用磷酸盐结合不烧复合砖, 重质部分采用均化矾土熟料为主要骨料,加入 4%红柱石为膨胀剂,并提高抗

热震性,保温层以氧化铝空心球与膨胀珍珠岩 2∶1 配料,一体成型。

鞍钢在煅烧带于 1992年由镁铬砖改为镁铝尖晶石砖,后来又改为复合磷酸盐砖,双层结构改为复合结构,由干

法砌筑改为湿法砌筑,由依次排列砌筑改为错位砌筑,后来又改为预制块与浇注料复合砌筑,预制块和浇注料自身内

嵌有金属锚固件,直接固结在钢壳上,预制块与浇注料内嵌有一层隔热材料,窑外壳由320 ℃降低到 222 ℃,进一步

改进在筒体内增加一层NJS纳米级微孔隔热毡,使壳体由220 ℃降到176 ℃。

1.3 球团窑(链篦机-回转窑)

近年来得到快速发展,球团的总生产能力每年达6 000万t以上,回转窑的窑头温度1150~1 180 ℃,窑尾1050

~1080 ℃。环冷机受料区温度达1100~1 300 ℃。选择耐火材料必须根据不同部位的使用条件,链篦机主要有耐磨

高铝浇注料,轻质莫来石浇注料,有些浇注料中使用锚固砖。回转窑一般用带锚固件的高铝莫来石预制砖和同材质的

浇注料相间隔混合砌筑。 环冷机一冷段的吊挂砖由不烧磷酸盐砖改为烧成高铝砖,炉顶改为低水泥浇注料,使用寿命

由几个月延长到2年。

1.4 氧化锌窑

回转窑是火法生产氧化锌的主要设备,在炉料中配入焦粉等还原剂,利用锌金属易挥发的性质,金属锌蒸汽进入

烟气,遇到高温条件下的氧气产生氧化锌。钢铁生产产生大量除尘灰,其中含有锌。随着钢铁发展,氧化锌回转窑也

得到发展。

1.5 氧化铝及其它用途的回转窑

氧化铝窑烧成带料温度1050~1 300 ℃,试用过高铝砖,镁砖均不理想,而用抗剥落高铝砖挂窑皮,使用效果

比较好。烧石油焦窑,过去是浇注内衬,施工期长,收缩大,寿命短。 改用带锚固钉的预制复合砖和浇注料综合砌

筑,效果较好。烧废弃物窑,虽然使用温度在 800~1 200 ℃左右,但由于废弃物成分复杂,对耐火材料侵蚀比较严

重,有人选择高温带砌筑铬刚玉砖。也有人采用黏土砖与锆铬刚玉砖双层复合。红土镍矿窑,回转窑直接还原生产镍

铁工艺,其内衬对耐火材料要求高,使用微孔镁铝锆砖1年,砖体磨损仅10%左右。