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ballet贝博:石灰回转窑用耐火材料

日期:2024-06-21    编辑:ballet贝博    


石灰窑用耐火材料衬体由于受到高温热冲击、机械磨损、结构应力以及化学侵蚀的影响。

石灰回转窑是一种用于高温煅烧石灰石制备生石灰的设备。由于石灰回转窑内部环境高温、化学腐蚀和机械应力,耐火材料在窑内的应用至关重要。下面是石灰回转窑对耐火材料的具体要求和常用材料。

1. 高耐火度和热稳定性
石灰回转窑的煅烧温度通常在1000°C到1400°C,耐火材料须在高温下保持结构稳定性,不发生软化、变形或熔化。

耐火度:要求材料在高于窑内温度范围的条件下仍能保持固态。例如,高铝砖、镁铝尖晶石砖具有较高的耐火度,适合高温区使用。

2. 优良的耐磨性和机械强度
窑内有石灰石及石灰的机械冲击和摩擦,特别是在预热带和烧成带,耐火材料需要具有良好的耐磨性,以减少材料的磨损和更换频率。

机械强度:如抗压强度和抗折强度要高,以应对石料对窑壁的冲击。可以使用耐磨性好的材料如高铝砖、硅莫砖等。

3. 良好的抗热震性
石灰回转窑的操作过程中会经历温度波动,耐火材料需要具备良好的抗热震性,以承受快速的温度变化而不开裂。

抗热震性:材料如镁铝尖晶石砖和莫来石砖具备较好的抗热震性能,适合窑内温度变化较大的区域。

4. 高抗碱性腐蚀性
石灰回转窑中的生石灰及其粉尘具有碱性腐蚀性,特别是在预热带和冷却带,耐火材料需要对碱性物质具有良好的抗蚀性。

抗碱性腐蚀:如镁铬砖、镁铝尖晶石砖,对碱性化合物的侵蚀具有较强的抵抗能力。

5. 低气孔率和高密度
低气孔率有助于减少腐蚀介质的渗透,延长材料的使用寿命。高密度材料更能抵抗侵蚀和磨损。

气孔率:选择致密的耐火材料如烧结镁砖,能够减少碱性物质的渗透。

6. 热导率和绝热性能
耐火材料需要在热导率和绝热性能之间取得平衡。在窑的烧成带,高热导率有助于均匀分布热量,而在冷却带,较低的热导率有助于保温。

热导率:烧成带使用导热性能较好的材料如高铝砖,而冷却带可以使用保温效果较好的轻质耐火砖。

7. 可加工性和装配
耐火材料需要能够被加工成合适的形状和尺寸,以适应窑内复杂的结构和安装需求。良好的可加工性和尺寸精度能够确保材料在窑内紧密安装,减少缝隙和错位。

装配:如预制件和浇注料,能够满足复杂区域的衬里要求。

石灰窑用耐火材料使用条件非常苛刻。鉴于苛刻的使用条件,要求耐火材料须具有良好的耐化学侵蚀性,良的高温体积稳定性及砌体的整体性、良好的抗热震稳定性、良好的抗机械冲刷及耐磨性等性能。石灰回转窑各段的具体要求如下:
 
1.预热段 
 
预热段前面是预热机,石灰石先在预热机加热,热源是利用冷却段的废烟气,原料粒度10~30mm,进入预热段的温度为1000~1050℃,对材料的要求主要为强度高、耐磨性好、有一定的抗热震性,此阶段一般采用致密粘土砖或高等级粘土砖,砌筑时一般不用层,炉壳温度控制在不高于350℃.用火泥湿砌。 
 
2.过渡带(扬料带) 
 
此段的温度为1200~1300℃,是石灰石向烧成带运行的过渡阶段,此阶段温度变化较大,部分石灰石已开始反应,要求此阶段材料的热震稳定性和材料强度要好,一般选用B-HM55莫来石砖。同时,在该阶段为了使料分布均匀和受热均匀,在砌筑时一般在长度方向加3条左右的凸起的扬料带来带动原料翻转,该凸起材料一般选用同材质预制块。该段砌筑时用莫来石砖和火泥直接砌筑,可无层。
 
3.高温带 
 
高温带紧邻烧成带,使用温度1300~1400℃,温度变化频繁,该段要求材料具有较高的荷重软化开始点和较高体的积稳定性(重烧为微膨胀),较好的抗热震性。一般选用特殊高铝砖与火泥配合直接砌筑,无层。此段代表材料为KE-70高铝砖。
 
4.烧成带 
 
烧成带是石灰的终反应阶段,此段采用一个大烧嘴加温,温度在1400~1500℃,由于石灰的活性要求越高,其烧成温度就越高。据此原因,此段采用隔热层,并要求隔热材料要有相当的强度,防止被工作层磨损粉化。此段材料采用富镁尖晶石砖,采用无火泥干砌,砖与砖中间加钢板,在高温时,钢板与材料生成镁铁尖晶石,牢固粘接在一起。
 
5.冷却带 
 
冷却带很短,只有几环砖或浇注料,温度为1300~1400℃,一般用KE-70高铝砖砌筑。
 
6.冷却机 
 
此设备是成品石灰的冷却设备,用鼓风机进行冷却,此段要求冷却好的石灰温度低于100℃。冷却好的石灰通过皮带进入料仓。热交换后的热空气温度为600℃左右,作为助燃风进入回转窑与煤气混合燃烧。此段采用粘土砖用火泥湿砌施工。
 
7.耐火泥
 
由于在石灰回转窑各个阶段的砌筑种,大部分要用火泥配合砌筑,对火泥也有特殊的要求的要求,一般应根据各个部位的温度及要求,选择适合的耐火泥,防止出现单纯的追求火泥的高材质而无法与该阶段的温度、材料相匹配,影响到窑的整体运行。 

石灰回转窑对耐火材料的选择和布置是一个综合考虑耐火度、耐磨性、抗热震性、抗碱性腐蚀以及结构特性的过程。合理选择和应用耐火材料能够显著提高窑的运行效率和使用寿命,减少维护频率和成本。
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