干法水泥回转窑各部位用耐火材料

　　下面介绍下大型干法水泥回转窑各部位用耐火材料有哪些。

1、窑口

随着大型干法回转窑技术上不断发展和完善，熟料日生产规模的不断扩大，其设备运行工作条件出现新的特点，对耐火浇注料尤其是窑口浇注料提出了更高的要求，窑口窑衬是大型回转窑中最薄弱窑衬之一。在大型干法窑生产中，回转窑窑口处窑气温度可高达1400℃左右，离窑熟料温度高达1400℃，人窑二次风温度达1200℃，窑口几乎是完全裸露在1700℃高温火焰的辐射之下和约1400℃高温的颗粒较大、强度很高的熟料的磨损和冲刷下。工作条件十分苛刻，窑口衬料的使用周期严重制约了全窑的使用寿命。窑口易变形造成的频繁掉砖、二次风温度的大幅度提高、窑体的斜度加大和转速的加快、窑口没有稳定的窑皮，使得窑口窑衬必须能承受熟料的磨损、高温气流的冲刷及物料的碱蚀。另外，还要经受故障停窑及急冷急热的冲击。事实上，国内回转窑由于诸多的原因，停窑频繁，造成窑口耐火材料遭受更多的热震。

　　有关统计表明，80％以上的停窑是由于局部耐火材料的蚀损造成的。

　　针对窑口薄弱的特性多采用具有优越抗热震性能、抗冲击性能和耐磨性能的浇注料。使用时，在窑体焊上锚固件，用刚玉质或高铝质钢纤维增强浇注料整体浇注窑口，采用高性能窑口专用耐火浇注料或改进型窑口专用耐火浇注料，就可以对上述的破坏作用起到有效防御，从而使窑口耐火材料的使用周期达到与窑内烧成带同步的效果。

2、下过渡带

下过渡带也称之为前过渡带。预分解生产线回转窑的前过渡带非常短，在采用了三风道或四风道喷煤管后，通常仅为1D(1D为窑径)，也有的就将窑口笼统的罗列在一起。前过渡带由于温度稍低于烧成带，窑皮的坚固程度不如烧成带。在这一区间内，有颗粒状熟料的强烈冲刷，由于温度波动幅度远远超出其他区段，炽热的熟料球与来自篦式冷却机的冷风(约1100～1200℃)换热，带着25％～30％液相量的熟料球在这里硬化，相互黏附形成窑皮，在该带完成大约400～500℃的换热温差，而且是熟料球和窑皮对篦式冷却机二次风的换热，热应力很大，加之熟料球和烧成带脱落窑皮的冲、撞、砸、磨作用，下过渡带的窑皮极不稳定，其工作条件最为恶劣。因此这一区间的耐火材料除了具备烧成带耐火材料的高耐火度、高荷重软化温度和高强度外、还应具有良好的抗热震性及挂窑皮性能。该部位一般选用硅莫砖和方镁石一尖晶石砖。

3、烧成带

烧成带的长度大约为4～6D。对于同一窑型、同一燃烧器下烧成带的长度，常随投料量的大小、不同的熟料质量及不同的煤粉质量而定，在实际生产中是变化的。实践中对烧成带的长度变化靠喷煤管的内外移动及火焰形状的调整得到补偿，从而可保证烧成带耐火砖的使用寿命。烧成带是回转窑温度最高的区域，烧成带的衬料主要承受高温冲击和化学侵蚀，特别是大型窑的热负荷增高，更加剧了它们的破坏作用。因此对烧成带使用的耐火材料，除要求有足够的耐火度外，还要求在高温下易于黏挂窑皮，保护衬料。这层窑皮对于烧成带耐火材料的保护至关重要，如没有一个稳定坚固的窑皮，烧成带的耐火材料几乎很难有较长时间的支撑。窑皮的强度一则取决于耐火材料与窑皮之间的结合强度，也取决于窑皮自身的化学成分。常温及高温下的力学强度，对于烧成带窑衬也是一个重要指标。这是由于窑的金属筒体并不完全是刚性的，特别在轮带部位发生或大或小的变形；窑每次回转过程，由于温度发生周期性变化而产生热应力。因此，需要衬料具有足够的强度以增强抵抗各种应力作用的能力。特别在使用碱性砖时，由于热导率大，线膨胀系数及弹性模量较高铝砖高出很多，热震稳定性又差，这个指标更为重要。烧成带应选用碱性耐火材料，包括直接结合镁铬砖、低铬的和无铬的、含锆的和不含锆的各类特种镁砖以及白云石砖。

4、上过渡带

上过渡带也称其为后过渡带，长度大约为2～4D。对于同一窑型、同一燃烧器下烧成带的长度，常随投料量的大小、不同的熟料质量及不同的煤粉质量而定，在实际生产中是变化的。实践中对烧成带的长度变化靠喷煤管的内外移动使火焰形状的调整得到补偿，从而可保证烧成带耐火砖的使用寿命。

　　烧成带是指靠近烧成带后部5～10m区域，如2500t／d窑的20～25m、5000t／d窑的26～35m区域。这一区间为水泥新型干法生产线的回转窑连接预热带和烧成带的过渡段。在这一区间内，生料中的碳酸盐已经完全分解，生料温度快速升高，并出现一定数量的液相，使几乎完全为粉状物料的生料出现一定的团聚并开始烧结过程，团聚的物料颗粒密度将逐步上升，强度也将相应提高。与此同时，有一定数量的物料黏结在窑壁上，并逐渐增厚形成窑皮，为了将这一段的窑皮与烧成带的窑皮相区别，通常称之为副窑皮。由于该带与烧成带相邻，温度变化频繁，简体温度较高，窑皮时挂时脱，化学侵蚀也较严重，故砌筑于后过渡带的衬砖经受的热损伤程度大于烧成带用耐火砖。因此要求窑衬能够承受高温冲击，有较高的热态强度和较小的弹性模量。常用的耐火材料有硅莫砖、镁铝尖晶石砖及特种高铝砖。

5、预热带

预热带也称为分解带，大约在回转窑的12～14D之后的区间。国外资料中也有将预热带细分为预热带和与过渡带相接的安全带，安全带其长度大约为2D。

　　在回转窑筒体尾部相当于筒体长度1／4—1／3的范围内，其砖面温度不大于1200℃的进料端(预热、分解带内)，窑料对窑衬的直接磨损不重。但由于高温窑气与窑料间温差太大而引起对窑衬的侵蚀，使窑气和窑料中的碱性化合物易渗人并在耐火砖内凝聚，其与耐火砖内组分反应形成膨胀性矿物，使砖产生“碱裂”损坏，使该部位窑衬损坏的主要原因。

　　分解带热端长度为窑径的2～3倍，此处窑气温高于尾部，所含硫、碱的等挥发性组分使回转窑物料内形成一定量低温熔体并参与砖内与砖反应，形成白榴石、钾霞石等膨胀性矿物，最大膨胀率可达45％，使耐火砖产生炸裂，所以炸裂是此处窑衬损坏的主要原因。因此，该部位所用耐火材料除具有合适的耐火度、强度外，要有优良的耐侵蚀性能。该带采用轻质高强耐碱砖、硅莫砖、抗剥落高铝砖和高铝砖。

6、喂料带

喂料带在回转窑尾部，长大约1.5—2.0m，主要接受由预热器分解炉系统经过预热和充分预分解的生料。由于这一段的形状为不太规则的锥体，且要与窑尾烟室伸入回转窑的喂料舌头相配合，故宜采用强度较高并耐碱的耐火浇注料或钢钎维增强型耐磨耐火浇注料现场浇注。

7、预热器和分解炉

在水泥熟料煅烧中虽然有高达约60％的燃料在预分解窑炉中燃烧，但在线预热器和预分解窑炉中，燃料是在与生料混合的状态下燃烧的，壁面烟气温度始终控制在1000℃以下(由于燃料燃烧和生料的分布处在有序分布的状态，因而即使在部分离线旁置)式的预分解炉内，虽然有温度高达1400％的有焰燃烧，但预分解窑炉的壁面温度仍处在1000％以下)。预热器和分解炉的温度(主要是指设置在设备壁面的热偶测试出的温度)，从第一级旋风预热器到第五级预热器和预分解窑炉依次为：不高于450℃、650℃、750℃、900℃、1100℃和1400℃。

　　由于预热器和分解炉均为静止设备，设备外壳较大，耐火材料按两层配置，外层为热导率低、强度也较低的保温材料，工作层为有一定强度且能够抵抗碱性物质侵蚀的耐火材料。形状复杂处、窑炉的平顶以及小直径的下料管内，多采用耐火浇注料。对于一、二、三级预热器可采用耐火度大于1100℃的耐碱耐火材料，对于四、五级预热器和分解炉，应在满足耐高温性能的前提下，采用高强耐碱砖或高强耐碱耐火浇注料砌筑。

8、窑门罩

窑门罩的工作温度一般不超过1250℃，但窑门罩处于热工燃烧段的前部，因有温度的大幅度变化和熟料颗粒的强烈冲刷，而使工作环境变得十分恶劣。尤其是采用在窑门罩抽取三次风的大窑门罩，风速更高，熟料颗粒浓度更大，因此耐火材料的使用寿命明显缩短。在选用耐火材料上应兼顾耐磨性和抗热震性。因此高铝砖、高强高铝质浇注料、高性能耐磨、抗冲刷浇注料是常选择的配置。

9、篦式冷却机

篦式冷却机的内表面要承受与300～1450℃的高温熟料接触摩擦带来的热侵蚀和高温磨琢，篦式冷却机的下部作为熟料的运输通道，必须能经受住高温熟料的剧烈摩擦，因此表面应覆盖以高强耐磨的耐火材料。冷却机前部通道比较狭窄，要采用较多的耐火材料将其“收紧”，因此这部分材料比较厚，表面采用高耐磨材料，而内部则可以用一般耐火材料填充，以节约高等级耐火材料的使用量。而篦式冷却机的上部，由于工作时必须有较高风速的冷却风穿透熟料层，对熟料进行快速冷却，因此篦式冷却机的上部虽然没有与块状的熟料直接接触，但却要经受携带有大量磨琢性很强的熟料颗粒的高速气流的冲刷，因此篦式冷却机的前部对于热负荷有较高的要求。而篦式冷却机的后部，不但熟料的温度下降了，冷却风速也下降了，磨琢作用大幅度下降，使所用的材料高温性能有所下降。

　　由于篦式冷却机有大面积的直墙，因而在采用耐火砖砌筑时，必须考虑采用特型的耐火砖和耐热刚锚钩，强化耐火砖与壳体的连接，以防止直墙的坍塌。近年来，由于耐火浇注料的生产厂家的增加，供应条件的改善，尤其是市场价格的下降，直接采用耐火浇注料，将耐火材料与壳体浇筑为一体已经成为令人瞩目的趋势。篦式冷却机常采用高铝质浇注料、高性能耐磨、抗冲刷浇注料、高强耐碱浇注料和硅酸钙板等作为衬料。

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