观看国产色欲色欲色欲www,,,

耐火澆注料
水泥窯用澆注料研制應用
當前位置> > 產(chǎn)品知識 >水泥窯用澆注料研制應用

水泥窯用澆注料研制應用

發(fā)布時間：2015/6/2 16:11:03
    大型水泥預分解窯（以下稱該窯），是近幾年來水泥工業(yè)大力發(fā)展的主流設備，該設備不僅工藝先進、節(jié)能、節(jié)材，而且勞動生產(chǎn)率很高。目前，日產(chǎn)10000t的生產(chǎn)線已有多條建成投產(chǎn)。先進的工藝設備在帶來高效益的同時，對耐火材料也提出了新要求。特別在窯口、噴煤管部位，耐火材料的工作環(huán)境更惡劣。現(xiàn)用材料（包括某些進口材料）一般壽命只有3~4個月，影響了該窯效益的發(fā)揮，成了急需解決的關鍵。

一、研制過程

1使用條件及損毀機理分析。

    該窯采用了多項先進工藝和強化煅燒工藝，如余熱利用，原材料和二次風預熱，提高了窯體轉(zhuǎn)速、加大噴煤量、提高產(chǎn)量等，這些措施既提高了該窯的熱利用率和生產(chǎn)效率，也使水泥窯用澆注料窯內(nèi)耐火材料工作條件更為惡化。主要有：堿、氯、硫等有害物質(zhì)被富集，濃度提高、化學侵蝕嚴重；窯內(nèi)火焰溫度相對較高、波動較大、熱應力增加；在窯口和噴煤管部位每天成千上萬噸熟料和大量燃料通過，造成機械磨損和粉塵氣流沖刷；窯體轉(zhuǎn)速加快、噴煤量加大，均造成振動和機械應力破壞。從現(xiàn)場使用情況和退出使用的耐磨澆注料損毀情況觀察分析，也主要表現(xiàn)為堿裂、熱應力剝落、機械應力損毀和磨損。

2原材料選擇。

    通過觀察分析，窯口、噴煤管澆注料（以下稱澆注料）先需有良好的化學穩(wěn)定性，特別是耐堿侵蝕性；其次是強度高、抗熱震性要好。通過篩選，我們初步選定電熔尖晶石為主要原料。為了提高結合強度，我們增加了超細粉，為了進一步提高澆注料密度和可施工性，我們使用了高效分散劑，減少了加水量。

主要原料的化學成份如表一：
原   料
Al2O3
MgO
SiO2
CaO
Fe2O3
R2O
尖晶石顆粒
73.04
23.11
0.49
2.74
0.22
-
尖晶石細粉
73.52
23.06
0.51
2.62
0.28
-
uf-α -Al2O3
99.27
-
0.21
-
0.02
0.31
純鋁酸鈣水泥
75.31
-
-
23.03
-
-
3試樣制備和性能測試。

耐堿性試驗采用靜態(tài)坩堝法，試后切開，直接觀察測量侵蝕情況和尺寸。
抗熱震測試采用1100℃→水冷，十次后測試樣的殘余抗折強度及強度保持率。
強度測試采用40×40×160標準試塊，測冷態(tài)抗折、耐壓強度。

流動度采用圓臺形模具￠100×￠70×50，模子置于振動臺上，放上澆注料后脫除模具，振動20秒（振動流動），測試料餅直徑作為流動值指標（單位mm）。

配方設計時顆粒級配依據(jù)Andreassen公式，CFPT/100=（L/Lm）q。q=0.25、0.27、0.29、0.31分別試驗，通過緊密堆積試驗，確定理想顆粒級配，按骨料（W）：粉料（W）=65；35配料。臨界顆粒，窯口澆注料在12~15mm之間，噴煤管在5~8 mm之間選擇（根據(jù)澆注料實際厚度調(diào)整）。在作某項對比實驗時，只改變需要比較的部分，其他條件相對固定，進行對比實驗。


二、試驗結果與分析

1耐堿性試驗：

    取尖晶石、電熔鎂砂、白剛玉三種原料采用相同的粒度組成和工藝，分別制成規(guī)格相同的坩堝，經(jīng)養(yǎng)護，110℃×24h烘干，裝入堿性侵蝕劑于1550℃×3h處理（堿性侵蝕配方：水泥熟料：硫酸鉀：煤粉=35：60：5），隨爐冷卻后取出，從中間切開，觀察和測量結果見表二：

          
 
坩堝侵蝕深度
坩堝滲透深度
坩堝外部裂紋情況描述
電熔尖晶石
3~6
2~5
有細小的網(wǎng)狀裂紋，寬度在0.5mm以下
電熔白剛玉
8~12
6~10
嚴重裂開，寬度在2mm左右
電熔鎂砂
7~10
5~9
有較多有網(wǎng)狀裂紋，寬度在1mm左右
    試驗結果表明：尖晶石料明顯優(yōu)于白剛玉和電熔鎂砂。進一步的分析可知，白剛玉在高溫強堿作用下，Al2O3和R2O會發(fā)生反應生成R2O.11 Al2O3，產(chǎn)生較大體積膨脹，造成所謂“堿裂”。而電熔鎂砂主要是易水化和抗熱震能力很差，易形成氣孔和裂紋，造成坩堝密度較低，另外電熔鎂砂不易與堿性物質(zhì)反應形成高粘度的熔融物，阻止堿性物質(zhì)侵蝕。所以堿性熔融物質(zhì)容易滲透。尖晶石材料具有憎堿性，堿性熔融物對其浸潤性很弱，故不易發(fā)生堿侵蝕和滲透。

2增韌劑對澆注料性能的影響

    為了提高澆注料的抗熱震性能，我們利用微裂紋增韌機制。即在澆注料中加入了ZrO2細粉（＜0.074mm），加入量分別為a-2，a，a+2。其他條件不變的制成試樣，經(jīng)熱處理后，測冷態(tài)殘余抗折強度，結果如表三：

加入量
0
a-2
a
a+2
熱震前抗折強度Mpa
13.62
13.6
15.32
12.75
十次熱震后殘余抗折強度
3.95
4.67
6.8
5.2
保持率（%）
29
34.34
44.39
40.78
    從上述結果看，加ZrO2明顯好于不加ZrO2，加入量以a為推薦。ZrO2的微裂紋增韌作用已被多方應用實踐所證明（2）。我們的試驗，主要是選一個合適的加入量，加入量過多則形成的微裂紋可能會聚集，形成較大裂紋，使?jié)沧⒘蠌姸冉档瓦^多，且對增韌不利。所以選擇ZrO2為增韌劑，除考慮增韌效果外，ZrO2很強的抗化學侵蝕能力也是重要因素，即加入ZrO2增韌后，在增韌的同時，不會降低澆注料的抗侵蝕性能。

3基質(zhì)料顆粒級配優(yōu)化對澆注料性能的影響

    選定了尖晶石為主要原料后，為進一步提高耐堿性和強度，實驗對基質(zhì)料進行了顆粒級配優(yōu)化，優(yōu)化前后的澆注料性能見表四：           
 
 
抗折（MPa）
耐壓（MPa）
坩堝侵蝕深度
坩堝滲透深度
坩堝外部裂紋情況描述
優(yōu)化前
18.51
114
3~6
2~5
有細小的網(wǎng)狀裂紋，寬度在0.4mm以下
優(yōu)化后
24.82
147.5
2~3
0~4
極少的細小裂紋，寬度在0.3mm以下
    對基質(zhì)料進行顆粒級配優(yōu)化，是當前澆注料技術發(fā)展的一個趨勢，是進一步提高材料性能的重要措施，通過反復進行級配試驗使?jié)沧⒘细又旅埽龠M了基質(zhì)間的原位合成尖晶石反應，增加了結合強度和抗侵蝕性。

4分散劑的選擇及其對澆注料性能的影響
    分散劑的作用主要是提高澆注料的流動性，減少加水量，分散劑對澆注料性能的影響不僅決定于自身，還決定于其他添加劑及超細粉的性質(zhì)。在目前理論不多的情況下，是一個實踐性較強的工作（3）。我們通過反復試驗，在原料和超細粉配方確定的前提下：在不同的溫度下，分別選用不同的分散劑用量，加水量≤5%，就能獲得較好的流動性及合適的可工作時間，結果見表五：

環(huán)境溫度
TPP%
NMP%
AB%
SV%
WB%
可工作時間
流動值
≥30℃
0.12
0.08
0.08
—
—
40
198
10~30℃
0.08
0.06
—
—
0.05
60
220
≤10℃
0.14
0.1
—
—
0.05
90
185

3、實際應用

    研制料通過優(yōu)化定形后進行了系統(tǒng)測試，結果及與同類產(chǎn)品比較如表六：


 
丹麥HY-1
國內(nèi)某廠
研制品
化學成分
Al2O3     %
≥95%
＞90%
Al2O3+ MgO
≥90%
MgO     %
—
—
SiO2        %
~4
5~7
—
CaO     %
~0.4
1.5~1.9
1~62
物理性能
抗折
110℃×24h
—
15
10.2
1550℃×3h
20
—
24.4
耐壓
110℃×24h
 
150
82.5
1550℃×3h
80
—
147.9
線變化
1100℃×3h
0.1
+0.8~0.33
—
1550℃×3h
0.45
+0.92
-0.4
加水量%
—
6.0~7.0
~5
使用壽命
4個月左右
3~4個月
6個月以上


    澆注料先在鄭州榮盛窯爐耐火材料有限公司一號生產(chǎn)線（4000t/d）噴煤管上使用，2000年3月5日開始使用，2001年2月29日停用，累計使用時間334天。其后推廣到其他生產(chǎn)線應用，均取得了較好效果。根據(jù)在多條生產(chǎn)線（包括多家水泥企業(yè)日產(chǎn)2000t~10000t生產(chǎn)線）近2~3年檢修施工記錄統(tǒng)計，使用壽命平均在8個月以上。在噴煤管上使用略好于窯口。使用壽命長超過12個月，但短的也有不到6個月的情況。分析原因，施工養(yǎng)護質(zhì)量是重要的因素。此外，窯爐設備狀態(tài)及其工藝穩(wěn)定性，能否形成穩(wěn)定牢固的窯皮，窯口護鐵結構、窯爐其他因素造成的檢修周期變動等因素均有一定影響。與生產(chǎn)線生產(chǎn)能力大小亦有較大關系，但統(tǒng)計結果顯示在5000t/d、10000t/d的生產(chǎn)線上的平均使用壽命與在2500~2000 t/d生產(chǎn)線上的使用壽命相差并不很大。分析認為：前者多是近兩年建成的新線，設備工藝較穩(wěn)定，護鐵結構合理，施工養(yǎng)護質(zhì)量較高。而2000~2500 t/d生產(chǎn)線多屬于投產(chǎn)較早的老生產(chǎn)線，多種因素造成檢修周期和檢修時間縮短，澆注體養(yǎng)護時間不足等均會影響使用壽命。若就同等情況比較，在2000~2500 t/d生產(chǎn)線上的使用壽命明顯優(yōu)于5000~10000 t/d生產(chǎn)線上的使用壽命。 
         

    觀察可見總的情況較好，噴煤管主要是下部砂塵氣流沖刷磨損。窯口局部熱震及機械應力形成裂紋破損，適當修補仍可再用。


4、結語：

    純鋁酸鈣水泥結合電熔尖晶石澆注料耐堿性強、抗結皮，比較適合大型水泥預分解窯窯口、噴煤管惡劣的工作環(huán)境下使用。通過合理的顆粒級配優(yōu)化，輔以合適的分散劑、增韌劑和超微粉，使用壽命可達8個月以上。
在線咨詢(7*24) 電話咨詢