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水泥窯用耐火材料的損壞原因 | 技術(shù)前沿
01、前言概述
隨著科技和時(shí)代的發(fā)展，耐火材料的使用越來(lái)越多，隨之耐火材料的研究也越來(lái)越多。這是因?yàn)椋?/span>“高溫是工業(yè)創(chuàng)造進(jìn)行的大多途徑，不論是以前的傳統(tǒng)工業(yè)：金屬制造、煤炭部門(mén)等，還是現(xiàn)代新型技術(shù)產(chǎn)業(yè)、航天技術(shù)等，這些都是需要在高溫作業(yè)下完成的?！彼栽诟邷叵碌哪突鸩牧喜豢芍^不重要，而在水泥窯的耐火材料使用中，大多使用堿性的耐火材料。堿性材料被廣泛是用在水泥窯的預(yù)分解窯上，它通常是以氧化鈣和氧化鎂為主要成分。在高溫作業(yè)下，易與酸性耐火材料、酸性渣和氧化鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，尤其是以耐高溫煅燒和耐化學(xué)侵蝕能力強(qiáng)而聞名。比如，堿性的鎂磚、白云石磚等耐火材料。
水泥窯用耐火材料的使用性質(zhì)如何，主要看三方面：首先是耐火度，它指的是高溫背景下，材料不承受任何荷載的情況下也能不被熔融，更不能被軟化的功能。并且，如采是大量的雜質(zhì)或者是成分的不均勻，那么材料的耐火度會(huì)極速下降。其次是荷重軟化溫度與高溫蠕變，是指材料的變形溫度，它在承受恒定不變的壓負(fù)荷壓力下以及一定升溫速度的加熱條件下，對(duì)高溫和荷載同時(shí)作用的抵抗能力如何。最后是高溫體積穩(wěn)定性，它通過(guò)重?zé)€來(lái)體現(xiàn)，由于需要高溫下長(zhǎng)期的使用，表現(xiàn)其尺寸的穩(wěn)定性如何。 水泥窯用耐火材料的損壞原因主要還是物理?yè)p毀和化學(xué)侵蝕。
02、水泥窯用耐火材料的物理?yè)p毀
水泥窯耐火材料的物理?yè)p毀現(xiàn)象主要是三個(gè)因素造成的：
第一，時(shí)不時(shí)地磨損。
水泥窯內(nèi)襯產(chǎn)生的磨損，分為定期磨損和不定期磨損。定期磨損，是指水泥窯出料口水泥熟料和預(yù)熱帶鏈條區(qū)域的鏈條和襯料產(chǎn)生的磨損現(xiàn)象。不定期磨損，是在燒成帶的掛窯皮處的窯皮脫落時(shí)，出現(xiàn)磨損現(xiàn)象。
第二，機(jī)械應(yīng)力產(chǎn)生的磨損。
由于出現(xiàn)空轉(zhuǎn)現(xiàn)象，所以鑲嵌在回轉(zhuǎn)窯上的磚，在觀察過(guò)程中比窯殼回轉(zhuǎn)還快。磚在內(nèi)部結(jié)圈中產(chǎn)生剝落和組織遭到破壞，固定磚與粘接或干砌磚之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生了扭曲應(yīng)力，從而磚組織受到剝落損毀，導(dǎo)致磚背面被磨蝕，進(jìn)而造成組織破壞。
第三，結(jié)構(gòu)性損毀。
尤其是在燒成帶中，采用相應(yīng)的鎂鉻磚在相應(yīng)的燃燒室以及拱橋部位下，由于工人們?yōu)榱粟s進(jìn)度，在實(shí)際制造的過(guò)程中采用了手工制造法，使得鎂鉻磚的密度與強(qiáng)度偏低等不規(guī)范現(xiàn)象。并且產(chǎn)生了侵蝕和剝落現(xiàn)象，促使磚的反應(yīng)厚度增加，產(chǎn)生大量的材料損毀。
03、水泥窯用耐火材料的化學(xué)損毀
水泥生料在窯內(nèi)產(chǎn)生碳酸鈣分解，從而在形成熟料礦物的整個(gè)加熱過(guò)程中產(chǎn)生了一系列化學(xué)變化，其中大量的熔態(tài)金屬、熔渣、熔灰等就是其產(chǎn)物。它們與耐火材料反應(yīng)就會(huì)生成低熔物，如果這些低熔物流失，就會(huì)造成耐火材料熔失，這種現(xiàn)象被稱之為——“熔失”。
在生產(chǎn)作業(yè)中，由于窯內(nèi)火焰溫度大約為1700~1800℃,且大型預(yù)分解窯多采用多風(fēng)道噴煤嘴，一次風(fēng)量非常大，再加上密封的窯頭。所以耐火材料就會(huì)被加熱面接觸的熔渣、粉塵等侵入，并且熔渣以及熱的作用下，變質(zhì)部分與未變質(zhì)部分因膨脹不同而剝落，這種現(xiàn)象被稱之為——“結(jié)構(gòu)剝裂”。
由于窯徑變大，所以溫度提高、轉(zhuǎn)速加快，在日產(chǎn)2000t、直徑為4m和日產(chǎn)4000、直徑為4.7m的預(yù)分解窯里，轉(zhuǎn)速達(dá)到3~4轉(zhuǎn)/分。高溫下的耐火磚和筒體一起轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中發(fā)生了機(jī)械振動(dòng)和劇烈變形，造成耐火材料剝裂的這種現(xiàn)象被稱之為——“機(jī)械剝裂”。
以上的三種現(xiàn)象就是造成水泥窯耐火材料化學(xué)損毀的直接因素，在耐火材料同化學(xué)的碰撞下，我們應(yīng)該采用更加明確和科學(xué)的手段，這樣才能使水泥窯耐火材料使用的更加永久。
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