水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)是新型干法生產(chǎn)線的關(guān)鍵設(shè)備，耐火材料又是砌筑水泥窯內(nèi)襯的關(guān)鍵，耐火材料的好壞、配置以及維護(hù)都會(huì)影響回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)效率，并且對(duì)耐火材料的壽命也有一定的影響。因此，在合理的配置耐火材料時(shí)需要考慮到水泥煅燒對(duì)耐火材料產(chǎn)生的影響，以此提高耐火材料的使用效果。今天的文章我們分析窯溫增高和窯速加快對(duì)耐火材料的影響。
窯溫增高對(duì)耐火材料的影響
新型干法水泥窯預(yù)熱系統(tǒng)的熱交換能力很好。但是，回轉(zhuǎn)窯部分的熱交換能力較差，降低了燒結(jié)能力。因此，水泥回轉(zhuǎn)窯需要提高燒成溫度加以補(bǔ)償。水泥回轉(zhuǎn)窯中火焰的最高溫度可達(dá)1700℃，高溫作用十分強(qiáng)烈。如果沒(méi)有窯皮的保護(hù)，裸露的耐火材料將很快損毀。
隨著水泥窯產(chǎn)量的增大，回轉(zhuǎn)窯的高溫負(fù)荷也逐步增大。當(dāng)產(chǎn)量從2000t/d 提高至7000t/d時(shí)，窯的截面熱負(fù)荷從4.2X109cal/(m2.h) (lcal = 4.18J,下同)提高至6.2X109cal(m2?h)，高溫帶耐火材料表面的熱負(fù)荷約從3.0X109cal/(m2.h)提高至4.8X 109cal/(m2.h)，表面產(chǎn)量負(fù)荷也從8t/dm2提高至llt/dm2。
大型預(yù)分解(PC)窯使用熱回收效率在60%以上的高效冷卻機(jī)以及使用燃燒充分、一次風(fēng)比例又少的多風(fēng)道燒嘴，窯頭還加強(qiáng)了密閉和隔熱。某4.7mX74m預(yù)分解窯上，二次空氣溫度達(dá)1150°C，窯尾氣流溫度達(dá)1050?1100℃ (最高1200℃)，且離開窯筒熟料的溫度達(dá)1400℃。它的過(guò)渡帶、燒成帶、冷卻帶、 窯門罩、冷卻機(jī)的喉部和高溫區(qū)以及燒嘴外側(cè)等部位的工作溫度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)水泥窯的相應(yīng)部位。
高溫雖有利于水泥的燒成，但會(huì)削弱耐火材料的性能，并加速對(duì)耐火材料的侵蝕，致使耐火材料發(fā)生損壞，影響耐火材料壽命。因此，水泥預(yù)分解窯必須使用一系列新型耐火材料來(lái)取代傳統(tǒng)窖上原來(lái)采用的傳統(tǒng)材料。例如.水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶的正火點(diǎn)(中心)部位需要使用高級(jí)鎂質(zhì)耐火材料，包括荷重軟論溫度>1650℃的直接結(jié)合鎂鉻磚或優(yōu)質(zhì)無(wú)鉻堿性磚。
如果水泥窯中的耐火磚部分損毀。剩余窯襯的厚度就會(huì)變小，襯體的隔熱作用就會(huì)減弱，窯體表面溫度就會(huì)升高。由此，將引起耐火材料損毀速度進(jìn)一步增加。例如，高溫帶筒體溫度從正常溫度250?300℃增高達(dá)350?400℃時(shí)，窯體就會(huì)產(chǎn)生很大變形。窯體和耐火材料之間就會(huì)出現(xiàn)熱膨脹差：某些情況下，這種差異可以使筒體和耐火磚之間出現(xiàn)很大空隙，使耐火材料發(fā)生松動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)中的筒體和窯襯發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，耐火材料受到磨損。另一些情況下，窯體的膨脹受到整體性耐火耐火材料(如澆注料)的限制，窯體和耐火材料之間產(chǎn)生很大應(yīng)力：這種應(yīng)力可以將錨固件拔出或者損害錨固件周圍的耐火材料。
窯速加快對(duì)耐火材料的影響
傳統(tǒng)水泥窯的轉(zhuǎn)速為lr/min，大型預(yù)分解窯的轉(zhuǎn)速卻高達(dá)3?4r/min:高溫、高速和大直徑的預(yù)分解窯上，窯體、窯襯的工作環(huán)境都要比傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)窯苛刻得多。
水泥回轉(zhuǎn)窯的筒體經(jīng)輪帶支承在托輪上。筒體有很大自重，又受到耐火磚、窯皮、窯料重力的作用，輪帶之間的筒體的橫截面上會(huì)產(chǎn)生的很大徑向變形。用筒體測(cè)量?jī)x對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)中的窯體進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，可以顯示出茼體水平直徑和垂直直徑的尺寸差達(dá)0.3%，有時(shí)甚至達(dá)到0.6%?0.7%。運(yùn)轉(zhuǎn)中，窯體每轉(zhuǎn)一圈，筒體的曲率都會(huì)發(fā)生周而復(fù)始的改變，耐火材料內(nèi)襯將不可避免地受到窯體周期性擠壓力以及磚圈內(nèi)部中平衡應(yīng)力的作用，在疲勞載荷的作用下發(fā)生損壞。
此外，制造、安裝的誤差，托輪調(diào)整不當(dāng)，以及窯基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降等原因，也能使窯體的彎曲超過(guò)允許值，使筒體失去直線性和圓整性。若彎曲發(fā)生在端部，將使端部筒體發(fā)生跳動(dòng)，導(dǎo)致窯頭、窯尾漏風(fēng)、密封裝置和耐火材料損壞。若發(fā)生在傳動(dòng)齒輪處，則使大小齒輪嚙合不均勻，引起振動(dòng)，導(dǎo)致耐火材料發(fā)生松動(dòng)、“抽簽”、掉磚或承受過(guò)大機(jī)械應(yīng)力作用而損壞。
在選擇和配置干法水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)襯耐火材料時(shí)，要綜合考慮，并且預(yù)分解窯比傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)要復(fù)雜，冷卻機(jī)、三通道燒嘴、窯門罩、窯體、窯尾煙室、三次風(fēng)管、分解爐、預(yù)熱系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)、收塵器等等，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)影響到水泥的正常生產(chǎn)。
