【中國耐火材料網】
在當今的水泥行業中,新型干法窯、預分解窯和各種類型的傳統窯多種形式共存,而新型干法預分解技術是當今世界技術發展的主流。新型干法水泥熟料在煅燒過程中,燒成溫度1450℃左右,而回轉窯內部的燃燒氣體溫度最高可達1700℃以上,甚至接近2000℃。不論是技術先進還是傳統的燒成系統設備,均需配置高性能的耐火材料。優質的耐火材料不僅可確保窯的高產和安全運轉,而且有利于產品質量的提高,達到生產過程中高效低耗的目的。
影響窯內耐火材料使用周期的因素很多。窯內襯料在使用過程中因受機械負荷、熱負荷和化學侵蝕等綜合效應的影響,往往達不到窯襯的正常使用壽命,從而會過早損壞,其原因較為復雜,必須通過仔細觀測分析,才能找出不正常損壞的原因,減少窯襯的過早損壞事故。通過多年的生產實踐發現在眾多的影響因素當中,以下3個方面尤為重要,水泥廠對此不應忽視,要側重管理。
機械應力對耐火材料使用壽命的影響
回轉窯是旋轉體,機械應力對耐火材料的損傷非常突出,由于不同狀況的操作條件,耐火磚受到不同機械應力的作用,當所承受的機械應力強度超過耐火磚自身的強度時,磚體在應力作用下產生局部或全部損壞。因此機械應力是最為重要的損壞因素。
1.橢圓變形帶來的磚損傷
①橢圓變形如何帶來磚損傷
窯筒體變形是由窯內襯磚、窯料和筒體重力等綜合因素造成,在上述重力及熱負荷作用下,筒體的圓形截面變成橢圓形。當窯運轉時,橢圓對耐火磚造成機械應力,橢圓度愈大所產生的機械應力也愈大。為減少輪帶對筒體的應力變形,在筒體和輪帶之間設計時留有間隙,在生產過程中,應經常對間隙進行調整,保持合適的間隙。即使采用預防性措施,窯筒體在長期運轉過程中仍會出現橢圓形變,致使窯內襯磚遭受橢圓度應力。由橢圓產生的剪切應力隨窯旋轉每周至少變化4次,使用6~8個月襯磚受剪切應力循環作用360萬~480萬次,這是十分巨大的疲勞作用,對耐火材料的破壞格外嚴重。由橢圓產生的剪切應力作用在每環磚的切線方向,故殘磚剝落成環狀損壞,而剝片厚度一般均勻、堅硬。
②橢圓率的管理
Holderbank公司提出的橢圓率管理數值,一般將其作為橢圓率的管理基準值,這個數值有上限值和下限值,與窯徑呈直線關系,上限和下限之間的部分為理想范圍。上限值是對荷重或間隙引起大窯變形而造成耐火材料損傷所能允許的最大界限值,如果超過上限會給磚帶來不良影響,造成磚脫落等事故,引起耐火磚破損。下限值是為了避免間隙不足時產生窯筒體被輪帶夾�。ㄋ^輪帶夾緊現象)的數值。
橢圓率的值是通過橢圓度計算出的,橢圓率=橢圓度/窯有效內徑×100%。橢圓度計算式為W=4/3D2σ,其中W為橢圓度,σ為筒體測示儀測得的最大偏差值,D為筒體外徑。合理的橢圓度應小于窯外徑的1/10,因此橢圓度要控制在窯外徑的1/10范圍內。若沒有筒體測試裝備,可以通過輪帶和筒體相對滑動(滑移量)和間隙對橢圓度進行控制。
實踐表明,磚的損耗速度與熱窯橢圓率有一定的相關關系,通過它們的關系得到近似公式得出:熱窯橢圓率的允許值為1年運轉要控制在0.42%以下,半年運轉要控制在0.78%以下。但是在燒成區域,由于橢圓度的增大會造成結皮不穩定從而引起熔化損傷等異常損耗,因此要進行更加嚴密的橢圓率管理。
橢圓率管理不僅對穩定大窯操作、延長磚的使用壽命有重要意義,而且通過定期測定熱窯橢圓度也可以準確掌握機械狀況,制定出更加準確的大窯維修計劃。
③管理要點
通常的運轉管理中,如果在熱態窯情況下測出的橢圓率(實測值)等于或超過0.6%,并且輪帶滑移量等于或超過30~50mm,必須考慮調整墊板高度。實際工作中必須考慮以下幾點:一是抑制卡緊現象發生。要掌握通常運轉時的輪帶滑移量并對從滑移量中計算出來的橢圓率變化進行管理。同時要確認這個數值和筒體橢圓率測定儀的實測值呈何種關系。如果有條件,筒體測定儀的實測值可以兩個月測定一次,但最少要大修前測定一次,用以制定維修計劃。點火時要監視輪帶和筒體的溫度及輪帶滑移量,要將筒體進行冷卻以消滅溫度差、抑制卡緊現象發生。在運轉方面可采取改變升溫速度等措施。二是使橢圓率靠近理想范圍即0.4%~0.6%�?刹捎眉訌娊罨蚣哟笸搀w板厚以增強窯的剛性并及時進行橢圓率的測定。