堿性耐火磚在回轉(zhuǎn)窯中的損毀原因分析
水泥生產(chǎn)過程中，回轉(zhuǎn)窯窯磚主要承受熱應(yīng)力、機械應(yīng)力、窯料和窯氣中的一些化合物的化學(xué)侵蝕。這些應(yīng)力之間在一定程度上有聯(lián)系，加速了耐火磚的損壞。
1 化學(xué)侵蝕
水泥原料的主要成分是CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3等。原料在通過回轉(zhuǎn)窯的過程中被加熱反應(yīng)，此時一些低熔相物料在合適的溫度下會與逐步加熱的生料一起附著著耐火磚的表面，隨后液相中的各種化合物滲入到耐火磚的空隙內(nèi)，其量逐步增加，最終將孔隙填充，此時耐火磚的體積密度、顯氣孔率、耐壓強度、熱膨脹率、熱傳導(dǎo)系數(shù)等物理性能都有所改變，從而引起耐火材料的結(jié)構(gòu)性剝落，縮短耐火材料的使用周期。其中堿、硫、氯等有害化合不僅產(chǎn)生上述物理性能的變化，而且與襯料的成分作用生成低熔物，降低耐火材料的使用壽命。
2 熱應(yīng)力
水泥熟料在生產(chǎn)過程中，火焰中心溫度接近2000℃，熟料的煅燒溫度在1400～1450℃，在此部位的襯磚受溫度的作用產(chǎn)生熱應(yīng)力。一般來說，在高溫部位的襯磚表面都掛有窯皮，當(dāng)窯皮脫落以后，火焰直接接觸磚的表面，耐火磚的部分表面形成熔融狀的共熔體，造成耐火磚的熔融損毀。當(dāng)有窯皮存在時，高溫熟料與耐火磚發(fā)生反應(yīng)，并且熟料液相向耐火磚內(nèi)部滲透，從而造成磚的損毀。當(dāng)耐火磚表面沒有窯皮，若火焰溫度超過1700℃時，易造成磚的高溫部位的礦物晶格結(jié)構(gòu)過熱損壞。另外，窯料和窯氣之間存在一定的溫差，這種溫差在窯回轉(zhuǎn)一次出現(xiàn)一次，在長期的生產(chǎn)過程中，形成熱震損壞。
3 機械應(yīng)力
水泥熟料在生產(chǎn)過程中，耐火磚與耐火磚之間，耐火磚與窯料之間，耐火磚與金屬筒體及襯砌設(shè)置的金屬件受熱膨脹相互之間作用產(chǎn)生應(yīng)力，造成襯磚損壞。稱之為機械應(yīng)力。回轉(zhuǎn)窯內(nèi)機械應(yīng)力主要有：回轉(zhuǎn)窯筒體在運轉(zhuǎn)時，筒體橢圓度變形對襯磚產(chǎn)生的應(yīng)力;金屬擋磚圈對襯磚產(chǎn)生的應(yīng)力;襯磚受熱膨脹相互之間作用產(chǎn)生的應(yīng)力;襯磚在回轉(zhuǎn)過程中襯磚運轉(zhuǎn)錯位產(chǎn)生的應(yīng)力;襯磚插縫鐵板體積膨脹對襯磚產(chǎn)生的應(yīng)力。
回轉(zhuǎn)窯內(nèi)每個部位的襯磚的損壞基本都是由上述幾種應(yīng)力相互作用所致。以下是生產(chǎn)水泥時回轉(zhuǎn)窯內(nèi)耐火材料的使用條件及損傷原因。
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