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回转窑碱性耐火砖的八个破坏因素

发布时间:2020/10/08 技术知识 标签:轻质保温砖浏览次数:124

       热、机械、化学等因素构成了耐火砖在窑衬中的应力,造成耐火砖的损坏。以上因素的破坏效果随窑型、操作和窑衬在窑内的位置而变化。火焰、窑体材料和窑壳的变形是决定窑衬承受各种应力的因素之一。

  
对于碱性耐火砖,有8个破坏因素,主要包括:

  熟料熔体主要来源于窑料和燃料,渗入相为C2S和c4af,其中C2S和c4af渗入变质层后,会使方镁石等部分在碱性砖中强烈溶解,析出CMS、c3ms2等次生硅酸盐矿物,有时甚至形成钾盐。然而,熔化物会填满耐火砖内衬中的气孔,使砖层致密而易碎。此外,热应力和机械应力的双重作用会使砖容易开裂和剥落。由于C2S和c4af在550℃以上开始形成,进入窑内的物料温度已达到800~860℃,熟料熔体渗透到整个窑内,即熟料熔体对窑内各带窑衬有一定的渗透侵蚀作用。

  在预分解窑中,碱式硫酸盐、氯化物等组分挥发、团聚,反复循环,导致这些组分在生料中富集。窑尾最热预热器生料中的R2O和SO3含量往往分别增加到生料的5倍和3-5倍。当热料进入窑壳后1/3部分时,物料中的挥发性组分会在所有砖面和砖层上聚集和沉积,使该部位高度致密,并侵蚀除方镁石外的相邻组分,这将显著削弱砖入渗的热震稳定性钾镁石和白榴石的膨胀破坏了砖的碱裂,并在热机械应力的共同作用下开裂剥落。由于预分解窑的整个窑带是从窑尾到烧成带的,离高温带越近,碱盐侵蚀窑衬越深,窑衬损坏越严重。因此,在这一部分中有必要特别注意窑衬的选择。

  当窑内热力系统不稳定时,易产生还原火焰或不完全燃烧,使镁铬砖中的Fe3+还原为Fe2+,发生体积收缩。此外,Fe2+在方镁石晶体中的迁移扩散能力远强于Fe3+,进一步加剧了体积收缩效应,导致砖体出现孔洞,结构弱化,强度降低。同时,由于窑内还原和氧化气氛的交替,收缩和膨胀的体积效应反复出现,砖体会产生化学疲劳。这一过程主要发生在没有窑皮保护的区域。

  当窑的热负荷过高,砖面长期失去窑皮保护时,热面层的基体在高温下熔化,向冷面层方向迁移,而衬砖的冷面层致密化,且热表面层疏松多孔(一般情况下,烧成区正火点区域容易发生),以免磨损电刷、冲击、振动和热疲劳,且容易损坏。近年来,在冷却区和过渡区,不少企业采用硅灰砖。硅灰砖的事故大多是由于过度燃烧引起的,其他原因很少。硅砖主要由碳化硅和莫来石组成,碳化硅起着非常重要的作用。理论上,当温度上升到2500℃左右时,碳化硅开始分解为硅蒸汽和石墨。事实上,在窑内还原气氛下,碳化硅在1700℃左右开始分解,对硅砖构成致命伤害。

  当窑体运行异常或窑皮不稳定时,基础砖易受热震破坏。窑皮突然塌陷,导致砖面温度突然升高(甚至高达数千度),并在砖内产生巨大的热力。此外,窑的频繁启停也会引起砖体内部的交变热应力。当热应力超过砖砌体的结构强度时,砖开始开裂,并沿结构的薄弱部位不断增大和加深,最终导致砖的断裂。窑皮脱落时,将热面层的碎砖带走,使砖不断损坏。窑尾过渡区易发生热震。

  回转窑运行时,窑衬受到压力、张力、扭转和剪切等机械应力的综合作用。其中,关键转动、窑壳椭圆度和窑皮坍塌使砖承受动荷载:砖和窑皮的质量和砖本身的热膨胀,使砖承受静荷载。此外,衬砖与窑壳之间的相对运动、衬砖与窑壳之间的相对运动以及挡环与窑壳之间的焊缝,都会使衬砖承受各种机械应力作用。当所有应力之和超过砖的结构强度时,砖就会开裂和损坏。这种现象发生在预分解窑的整个炉衬中。