據(jù)生產過程中的觀察與調研,磷酸鹽耐火磚在水泥窯上的損壞機理大致可以分為三種類型:即熱應力損壞、化學侵蝕及機械磨損。立窯不同于回轉窯,屬于靜止的立式熱工煅燒設備,從其工作特點分析:預熱與燒成帶位于擴大口部位,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反應導致的侵蝕,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,并產生很大的內應力導致磚體變形損壞。除此之外,還與下述因素有關：
? ? 1、磷酸鹽耐火磚的化學成分、顆粒級配。尤以骨料中Al2O3達不到設計要求,(Al2O3含量偏低同時,由于原料中或多或少含有數(shù)種雜質成份其耐火度和抵抗熟料侵蝕能力會相應降低。
2、CaF2、R2O、CaO及S、Cl等揮發(fā)組分對磚體的化學侵蝕,造成窯皮的形成—剝落循環(huán)加快。立窯中煤灰組分以100%摻入并參與化學反應,當采用常溫煅燒時(≥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,常溫耐壓強度低。
4、由于配料及煅燒操作、用風等方面的原因,熟料中低熔過渡礦相增加,配煤量高時引起室溫過高,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,人為地損壞磚體。
6、現(xiàn)行的磷酸鹽耐火磚生產廠家提供的設計磚型普遍偏小,砌筑灰縫過多,而磚體蝕損又往往從最薄弱部位——磚縫間開始并加快。
此外,有些磷酸鹽耐火磚的生產廠家,沒有嚴格執(zhí)行JC350-83《水泥窯用磷酸鹽結合高鋁質窯襯磚》標準中要求采用回轉窯1600℃以上煅燒的鋁礬土熟料。為降低生產成本,使用立窯或其它窯型煅燒的低質量鋁礬土,材料的理化性能本身欠佳,產品質量難以達到標準要求實際應用中工作壽命偏低。再者,生產廠家將制造筒體磚的材料用于擴大口磚的制作,材料相互混用,產品質量偏低。
當立窯采用復合礦化劑時,顯著地降低了熟料的液相生成溫度及粘度,延長了燒成帶、擴寬了燒成范圍,熟料與磚體界面接觸部位呈化學侵蝕狀態(tài),并伴有鈣長石礦物(CaS2)形成,高溫下侵蝕速率增大,磚體界面結構在熟料侵蝕和熱負荷沖擊下變?yōu)槭杷?同時又因機械磨損和熱化學融蝕共同作用,加速了材料的損壞,使立窯的有效內徑(Di)變大,磚體表面粗糙,窯內邊壁通風不良,斷面風速降低,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量、加入量及困料時間(即物料化學反應程度),成型壓力(許多廠采用噸以下壓力機成型,磚體的機械強度偏低,體積密度小),焙燒溫度及時間、貯存、運輸方式等有關。需要指出的是:磷酸鹽材料由于其特殊的物理及化學性質,在貯存和運輸過程中不能受潮或淋雨。否則,會顯著地降低材料的結構強度而破壞其化學性能,縮短其工作壽命。
從磷酸鹽材料的使用時間分析:除上述因素外,磚的生產時間與其壽命密切相關。當采用同種配方和制成工藝時,夏季生產的磷酸鹽耐火磚工作壽命稍長而冬季生產的磚壽命稍短(一般為2～3個月)。究其原因:主要是成型前的困料反應溫度和時間。夏季氣溫高,化學反應時間短而充分,困料質量好。而冬季都難以有此便利條件。
所以,冬季制磷酸鹽耐火磚時,必須加強困料過程中的保溫隔熱措施,確保困料質量。
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