回轉(zhuǎn)窯堿性耐火磚的八個(gè)破壞因素
發(fā)布時(shí)間:2020/10/08 技術(shù)知識(shí) 標(biāo)簽:輕質(zhì)保溫磚瀏覽次數(shù):1043
熱、機(jī)械、化學(xué)等因素構(gòu)成了耐火磚在窯襯中的應(yīng)力,造成耐火磚的損壞。以上因素的破壞效果隨窯型、操作和窯襯在窯內(nèi)的位置而變化?;鹧?、窯體材料和窯殼的變形是決定窯襯承受各種應(yīng)力的因素之一。
對(duì)于堿性耐火磚,有8個(gè)破壞因素,主要包括:
熟料熔體主要來源于窯料和燃料,滲入相為C2S和c4af,其中C2S和c4af滲入變質(zhì)層后,會(huì)使方鎂石等部分在堿性磚中強(qiáng)烈溶解,析出CMS、c3ms2等次生硅酸鹽礦物,有時(shí)甚至形成鉀鹽。然而,熔化物會(huì)填滿耐火磚內(nèi)襯中的氣孔,使磚層致密而易碎。此外,熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力的雙重作用會(huì)使磚容易開裂和剝落。由于C2S和c4af在550℃以上開始形成,進(jìn)入窯內(nèi)的物料溫度已達(dá)到800~860℃,熟料熔體滲透到整個(gè)窯內(nèi),即熟料熔體對(duì)窯內(nèi)各帶窯襯有一定的滲透侵蝕作用。
在預(yù)分解窯中,堿式硫酸鹽、氯化物等組分揮發(fā)、團(tuán)聚,反復(fù)循環(huán),導(dǎo)致這些組分在生料中富集。窯尾最熱預(yù)熱器生料中的R2O和SO3含量往往分別增加到生料的5倍和3-5倍。當(dāng)熱料進(jìn)入窯殼后1/3部分時(shí),物料中的揮發(fā)性組分會(huì)在所有磚面和磚層上聚集和沉積,使該部位高度致密,并侵蝕除方鎂石外的相鄰組分,這將顯著削弱磚入滲的熱震穩(wěn)定性鉀鎂石和白榴石的膨脹破壞了磚的堿裂,并在熱機(jī)械應(yīng)力的共同作用下開裂剝落。由于預(yù)分解窯的整個(gè)窯帶是從窯尾到燒成帶的,離高溫帶越近,堿鹽侵蝕窯襯越深,窯襯損壞越嚴(yán)重。因此,在這一部分中有必要特別注意窯襯的選擇。
當(dāng)窯內(nèi)熱力系統(tǒng)不穩(wěn)定時(shí),易產(chǎn)生還原火焰或不完全燃燒,使鎂鉻磚中的Fe3+還原為Fe2+,發(fā)生體積收縮。此外,F(xiàn)e2+在方鎂石晶體中的遷移擴(kuò)散能力遠(yuǎn)強(qiáng)于Fe3+,進(jìn)一步加劇了體積收縮效應(yīng),導(dǎo)致磚體出現(xiàn)孔洞,結(jié)構(gòu)弱化,強(qiáng)度降低。同時(shí),由于窯內(nèi)還原和氧化氣氛的交替,收縮和膨脹的體積效應(yīng)反復(fù)出現(xiàn),磚體會(huì)產(chǎn)生化學(xué)疲勞。這一過程主要發(fā)生在沒有窯皮保護(hù)的區(qū)域。
當(dāng)窯的熱負(fù)荷過高,磚面長(zhǎng)期失去窯皮保護(hù)時(shí),熱面層的基體在高溫下熔化,向冷面層方向遷移,而襯磚的冷面層致密化,且熱表面層疏松多孔(一般情況下,燒成區(qū)正火點(diǎn)區(qū)域容易發(fā)生),以免磨損電刷、沖擊、振動(dòng)和熱疲勞,且容易損壞。近年來,在冷卻區(qū)和過渡區(qū),不少企業(yè)采用硅灰磚。硅灰磚的事故大多是由于過度燃燒引起的,其他原因很少。硅磚主要由碳化硅和莫來石組成,碳化硅起著非常重要的作用。理論上,當(dāng)溫度上升到2500℃左右時(shí),碳化硅開始分解為硅蒸汽和石墨。事實(shí)上,在窯內(nèi)還原氣氛下,碳化硅在1700℃左右開始分解,對(duì)硅磚構(gòu)成致命傷害。
當(dāng)窯體運(yùn)行異?;蚋G皮不穩(wěn)定時(shí),基礎(chǔ)磚易受熱震破壞。窯皮突然塌陷,導(dǎo)致磚面溫度突然升高(甚至高達(dá)數(shù)千度),并在磚內(nèi)產(chǎn)生巨大的熱力。此外,窯的頻繁啟停也會(huì)引起磚體內(nèi)部的交變熱應(yīng)力。當(dāng)熱應(yīng)力超過磚砌體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時(shí),磚開始開裂,并沿結(jié)構(gòu)的薄弱部位不斷增大和加深,最終導(dǎo)致磚的斷裂。窯皮脫落時(shí),將熱面層的碎磚帶走,使磚不斷損壞。窯尾過渡區(qū)易發(fā)生熱震。
回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行時(shí),窯襯受到壓力、張力、扭轉(zhuǎn)和剪切等機(jī)械應(yīng)力的綜合作用。其中,關(guān)鍵轉(zhuǎn)動(dòng)、窯殼橢圓度和窯皮坍塌使磚承受動(dòng)荷載:磚和窯皮的質(zhì)量和磚本身的熱膨脹,使磚承受靜荷載。此外,襯磚與窯殼之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)、襯磚與窯殼之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及擋環(huán)與窯殼之間的焊縫,都會(huì)使襯磚承受各種機(jī)械應(yīng)力作用。當(dāng)所有應(yīng)力之和超過磚的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時(shí),磚就會(huì)開裂和損壞。這種現(xiàn)象發(fā)生在預(yù)分解窯的整個(gè)爐襯中。
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