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內襯(chen)用耐火(huo)材料的選擇
1.1水泥窯
20世紀80年代(dai)初，水泥回轉窯用耐火材料技術(shu)基本定型。大體來說，大型SP和PC回轉(zhuan)(zhuan)窯的轉(zhuan)(zhuan)筒內(nei)，燒(shao)成(cheng)帶用直接結(jie)合鎂鉻磚，分解帶用高(gao)鋁磚，筒后部用耐堿磚或普通黏土磚。20世紀末21世紀初出(chu)現硅(gui)(gui)莫磚，窯筒內(nei)除(chu)了燒成帶、前后窯口(kou)外，其(qi)余部位采用不(bu)同牌號的硅(gui)(gui)莫磚。當今水泥行(xing)業，新型干法窯是技術發展主流，燒成溫度在(zai)1450℃左右，窯內(nei)燃燒氣體溫度可達1700℃以上，甚(shen)至接近2000℃。為(wei)了(le)滿足第二代新型干法(fa)水泥技術要求，選用的耐火(huo)材料(liao)要具有節(jie)能降耗，綠色環(huan)保，長壽(shou)高效，安全穩定等多種功(gong)能。因此，燒成帶用鎂(mei)鐵(tie)鋁尖晶石磚代替(ti)鎂(mei)鉻磚(因易產生毒(du)害人體的六價鉻)，過渡帶用(yong)鎂鋁尖(jian)晶石(shi)磚，并(bing)試用(yong)三(san)層(工(gong)作層，保(bao)溫層，隔熱層)結構的新型復合磚，其(qi)工(gong)作層(ceng)為(wei)高強，耐磨(mo)，抗侵蝕的莫來石，隔(ge)(ge)熱層(ceng)為(wei)含鋯氧化鋁(lv)纖維板，保溫層(ceng)具有高強度，低導熱并作為(wei)骨(gu)架(jia)連(lian)接(jie)工(gong)作層(ceng)與(yu)隔(ge)(ge)熱層(ceng)，在窯(yao)37~47m處比硅莫磚的窯殼(ke)表皮溫度降低60℃，以及采(cai)用高性能膠泥，預制(zhi)件等，使水泥大(da)型回轉窯從(cong)一(yi)年(nian)一(yi)大(da)修，向三年(nian)兩大(da)修發展。
1.2石灰，白云石窯
石(shi)灰(hui)與白(bai)(bai)云(yun)石(shi)二者化(hua)學成分和(he)化(hua)學性(xing)質相(xiang)(xiang)近，煅燒溫度(du)大(da)體相(xiang)(xiang)同，有些企業(ye)在同一窯燒石(shi)灰(hui)與燒白(bai)(bai)云(yun)石(shi)輪換使用。其內襯用耐火材料大(da)致有三種類型，一種是煅燒帶用鎂鋁尖晶石(shi)磚，過渡(du)帶為高(gao)鋁磚，預熱帶為黏土磚，隔熱層為耐火纖維或輕質磚，這種形式的窯表面溫度(du)300~350℃，內襯(chen)壽(shou)命(ming)1~2年；第(di)二種(zhong)煅燒帶是(shi)尖晶石(shi)質輕(qing)、重(zhong)質復合(he)磚，殼體(ti)表面(mian)溫(wen)度250℃以(yi)下，內襯壽命2~3年；第三種是(shi)采用預制塊(kuai)與澆注料組成內(nei)襯，殼(ke)體表(biao)面溫度(du)也是(shi)250℃以下，壽命也是2~3年。
寶鋼在(zai)煅燒(shao)帶(dai)的(de)16.1~19.55m用(yong)紅柱石磚代替尖晶石復合磚，窯(yao)殼(ke)表(biao)面(mian)溫(wen)度降低，窯(yao)體重量減輕，掛(gua)窯(yao)皮性(xing)能也(ye)好(hao)，使(shi)用(yong)2年(nian)后清除窯(yao)皮，紅柱石(shi)磚保存完好，復合尖晶石(shi)磚剝(bo)落嚴(yan)重。因為紅柱石(shi)比尖晶石(shi)真密(mi)度(du)小，若將煅燒帶全(quan)部用(yong)紅柱石(shi)磚，窯(yao)體重量可減(jian)少35t，殼體(ti)溫度可降低100℃。入(ru)料口及窯頭、窯尾部位受塊狀物料的沖擊和磨(mo)損，易發生破損和剝落(luo)，是使(shi)用壽(shou)命最短(duan)的部位。武鋼使(shi)用耐磨(mo)耐堿澆(jiao)注料，無修(xiu)補使(shi)用36個月以上(shang)。該澆注料采用均化(hua)(hua)礬土(tu)熟料骨(gu)料， 碳化(hua)(hua)硅1~0mm和細粉，SiO2，AI2O3微粉， 超低水泥結合(he)， 其性(xing)能(neng)及使用情(qing)況見表1。
表1澆注料性能(neng)及使用(yong)情況
煅(duan)燒帶用(yong)磷(lin)酸鹽結合不燒復合磚，重質(zhi)部分采(cai)用(yong)均化礬土熟料為主要骨料，加(jia)入4%紅柱石為膨脹劑，并提(ti)高抗熱震性(xing)，保(bao)溫層(ceng)以氧化鋁空心球(qiu)與膨脹珍珠巖(yan)2：1配(pei)料，一體成型(xing)，制(zhi)品(pin)的物理(li)指(zhi)標見(jian)表2.
表2復合磚的物理(li)指標
采用復(fu)合磚及均質磚搭(da)配隔熱磚的(de)二種磚型的(de)內襯結構，使(shi)用壽命3年以上，窯殼過熱(re)問題(ti)也得到解決。磷酸鹽結(jie)合不燒磚的性能要求見表(biao)3.
表(biao)3不燒磚(zhuan)的要(yao)求理化(hua)指標
鞍鋼在煅(duan)燒帶于(yu)1992年由(you)(you)鎂鉻磚改為鎂鋁尖晶石磚，后來(lai)又(you)改為復合(he)磷酸鹽磚，雙層結構改為復合(he)結構，由(you)(you)干法砌(qi)筑改為濕(shi)法砌(qi)筑，由(you)(you)依次排(pai)列(lie)砌(qi)筑改為錯位(wei)砌(qi)筑，后來(lai)又(you)改為預制塊與澆注(zhu)料復合(he)砌(qi)筑，預制塊和澆注(zhu)料自身內嵌有金屬錨固(gu)(gu)件，直接固(gu)(gu)結在鋼殼(ke)上，預制塊與澆注(zhu)料內嵌有一層隔熱材料，窯外殼(ke)由(you)(you)320℃降低到222℃，進(jin)一步改進(jin)在筒體內(nei)增加一層NJS納(na)米(mi)級微(wei)孔隔熱氈， 使殼體(ti)由220C降到176℃。
1.3球團(tuan)窯(鏈篦機-回轉(zhuan)窯)
近年(nian)來得到快速發展，球團的總生(sheng)產能(neng)力(li)每年(nian)達6000萬t以(yi)上，回轉窯的窯頭(tou)溫度1150~1180℃，窯尾1050~1080℃。環冷機受料區溫度達(da)1100~1300℃。選(xuan)擇耐火材(cai)料(liao)(liao)必(bi)須根(gen)據不(bu)同(tong)部位的(de)(de)使(shi)(shi)用(yong)(yong)條件，鏈篦機(ji)(ji)主要有耐磨高鋁(lv)澆注(zhu)料(liao)(liao)，輕質莫來(lai)(lai)石澆注(zhu)料(liao)(liao)，有些澆注(zhu)料(liao)(liao)中使(shi)(shi)用(yong)(yong)錨固(gu)磚(zhuan)(zhuan)。回(hui)轉窯一般用(yong)(yong)帶錨固(gu)件的(de)(de)高鋁(lv)莫來(lai)(lai)石預制(zhi)磚(zhuan)(zhuan)和(he)同(tong)材(cai)質的(de)(de)澆注(zhu)料(liao)(liao)相間隔混合砌筑(zhu)。環冷機(ji)(ji)一冷段(duan)的(de)(de)吊掛磚(zhuan)(zhuan)由(you)不(bu)燒磷酸鹽磚(zhuan)(zhuan)改(gai)為燒成高鋁(lv)磚(zhuan)(zhuan)，爐頂(ding)改(gai)為低水泥澆注(zhu)料(liao)(liao)，使(shi)(shi)用(yong)(yong)壽命由(you)幾個(ge)月延長到2年。
1.4氧化鋅窯
回轉(zhuan)窯(yao)(yao)是火法生(sheng)(sheng)產(chan)氧(yang)(yang)化鋅(xin)(xin)的(de)(de)主(zhu)要(yao)設備，在爐料中配(pei)入(ru)焦粉等還原(yuan)劑，利用(yong)(yong)鋅(xin)(xin)金屬(shu)(shu)易揮(hui)發的(de)(de)性(xing)質，金屬(shu)(shu)鋅(xin)(xin)蒸汽進入(ru)煙氣，遇(yu)到高(gao)溫條(tiao)件(jian)下的(de)(de)氧(yang)(yang)氣產(chan)生(sheng)(sheng)氧(yang)(yang)化鋅(xin)(xin)。鋼(gang)鐵生(sheng)(sheng)產(chan)產(chan)生(sheng)(sheng)大量除塵灰(hui)，其中含有鋅(xin)(xin)。隨著鋼(gang)鐵發展，氧(yang)(yang)化鋅(xin)(xin)回轉(zhuan)窯(yao)(yao)也得(de)到發展。某廠回轉(zhuan)窯(yao)(yao)的(de)(de)干燥預熱帶用(yong)(yong)黏土磚，而影響使用(yong)(yong)壽(shou)命(ming)的(de)(de)反(fan)應帶至冷卻帶，所用(yong)(yong)的(de)(de)耐火制(zhi)品的(de)(de)情況(kuang)如表4。
表4各種耐火(huo)制品的使(shi)用情況
該廠在窯殼與耐火磚中間貼5mm厚石棉板，隔熱(re)效(xiao)(xiao)果(guo)不太好(hao)，希望能用(yong)隔熱(re)復(fu)合制品(pin)。洛陽(yang)生(sheng)產的鎂(mei)鋁鉻磚使(shi)用(yong)效(xiao)(xiao)果(guo)較好(hao)， 其理化指標(biao)見表5.山東某廠采(cai)用鋁礬(fan)土(tu)熟料， 電(dian)熔鎂砂， 合成鎂鋁尖晶石，SiO2，AI2O3微粉配(pei)料，純鋁酸(suan)鈣水(shui)泥結合(he)，加減(jian)水(shui)劑和(he)防(fang)爆(bao)纖維的澆(jiao)注料及(ji)預制磚，用(yong)錨固件固定，在(zai)氧(yang)化鋅回轉(zhuan)窯高溫帶使(shi)用(yong)效果良好。這樣就(jiu)給生產復合(he)制品，獲(huo)得了有利條件。
1.5氧化鋁及其(qi)它用途的回(hui)轉窯
氧化鋁窯燒成帶料溫度1050~1300℃，試用(yong)過(guo)高(gao)鋁(lv)磚(zhuan)，鎂磚(zhuan)均(jun)不(bu)理想，而用(yong)抗剝(bo)落(luo)高(gao)鋁(lv)磚(zhuan)掛窯(yao)(yao)皮，使用(yong)效果比較好。燒石(shi)油焦窯(yao)(yao)，過(guo)去是澆(jiao)注內襯，施工期長，收縮大，壽命短。改(gai)用(yong)帶錨固釘的(de)預(yu)制(zhi)復合磚(zhuan)和(he)澆(jiao)注料綜合砌筑，效果較好。燒廢棄物窯(yao)(yao)，雖然使用(yong)溫度在800~1200℃左右(you)，但由(you)于廢棄物成分復(fu)雜，對(dui)(dui)耐火材(cai)料侵蝕比較嚴重(zhong)，有人(ren)選擇高溫帶砌筑鉻剛玉磚(zhuan)(zhuan)。也有人(ren)采(cai)用黏(nian)土(tu)磚(zhuan)(zhuan)與鋯鉻剛玉磚(zhuan)(zhuan)雙層復(fu)合。紅(hong)土(tu)鎳(nie)礦窯，回轉(zhuan)窯直接(jie)還原生(sheng)產鎳(nie)鐵工藝，其內襯對(dui)(dui)耐火材(cai)料要求高，使(shi)用微孔鎂鋁鋯磚(zhuan)(zhuan)1年，磚(zhuan)體磨損(sun)僅(jin)10%左右。
