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伴隨著新型干法生產(chǎn)線數(shù)量的增多及近年來水泥工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，耐火材料成為水泥工業(yè)生產(chǎn)過程中(熟料煅燒)必不可少的大宗消耗材料之一，其直接費(fèi)用約占熟料生產(chǎn)成本的1%～2%，其間接影響也很大。因此，水泥生產(chǎn)企業(yè)人員要更多地了解耐火材料的基本知識，特別是中控操作人員更要認(rèn)識到生產(chǎn)操作對耐火材料的影響，以便更好地使用耐火材料，同時(shí)也可以避免因操作不當(dāng)而造成耐火材料不必要的損失。下面就生產(chǎn)操作對窯內(nèi)耐火材料(這里主要指耐火磚)的影響種類和窯內(nèi)各區(qū)域耐火材料的主要損傷情況，以及窯內(nèi)耐火材料的使用做一個簡單介紹，供大家參考。
1 損傷的種類
生產(chǎn)操作對窯內(nèi)耐火材料的影響大致可以分為以下四種，但實(shí)際的影響往往是由幾種原因同時(shí)存在而造成的。
1.1 剝落
(1)熱剝落：點(diǎn)火初期剝落或結(jié)皮的附著脫落等急劇的熱變化會帶來磚的內(nèi)部熱應(yīng)力，由此而產(chǎn)生的龜裂現(xiàn)象稱為熱剝落。
(2)機(jī)械剝落：由于大窯的影響、接縫鐵板的熔化或磚的荷重等機(jī)械性應(yīng)力而產(chǎn)生的龜裂現(xiàn)象稱為機(jī)械剝落。
(3)構(gòu)造剝落：由于水泥原料的液相成分、堿性成分或硫磺成分等外來成分的侵入而形成變質(zhì)層，因?yàn)樗谂蛎浀任锢硇再|(zhì)上的不同而產(chǎn)生的龜裂現(xiàn)象稱為構(gòu)造剝落。
1.2 熔化損傷
點(diǎn)火初期或結(jié)皮的附著脫落時(shí)受到的高熱負(fù)荷以及水泥原料液相成分都會形成低熔點(diǎn)物質(zhì)，從而使耐火材料產(chǎn)生熔化損傷。通常在燒成區(qū)域的鎂鉻磚或無鉻磚多易受到熔化損傷，但生產(chǎn)操作不當(dāng)也會造成冷卻區(qū)域或結(jié)皮的附著脫落區(qū)域尖晶石磚乃至煅燒區(qū)域的粘土磚的熔化損傷。
1.3 磨損
指水泥原料給磚的表層造成的損耗。分為在煅燒區(qū)域和結(jié)皮附著脫落區(qū)域產(chǎn)生的機(jī)械性磨損以及在燒成區(qū)域或冷卻區(qū)域產(chǎn)生的包括水泥液相成分帶來的熔化損傷的高溫磨損。煅燒區(qū)域使用高鋁粘土磚時(shí)，由于它在比堿性磚還要低的溫度下就會與水泥原料發(fā)生反應(yīng)，生成低熔點(diǎn)生成物，所以有時(shí)也會在靠近熱負(fù)荷較高的結(jié)皮附著脫落區(qū)一側(cè)造成磨損。
1.4 組織脆化
指由熱應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力以及外來成份的侵蝕而引起的磚的組織破壞帶來的脆化現(xiàn)象。熱應(yīng)力多產(chǎn)生于結(jié)皮附著脫落區(qū)域和燒成區(qū)域，是由結(jié)皮的附著脫落所引起頻繁溫度變化帶來的;機(jī)械應(yīng)力起因于大窯或結(jié)皮的附著脫落乃至磚的荷重。
從材質(zhì)上看，熱膨脹率較高的堿性磚中數(shù)鎂鉻磚，雜質(zhì)特別多、反復(fù)加熱帶來的線變化率也較高，所以脆化現(xiàn)象尤為明顯。尖晶石磚的純度高、反復(fù)加熱帶來的線變化率較低、耐脆化性很好，所以多適用于結(jié)皮附著脫落區(qū)域。高鋁粘土磚與堿性磚相比，熱膨脹率低而且結(jié)合強(qiáng)度高，所以不易產(chǎn)生組織脆化。
2 窯內(nèi)各區(qū)域耐火材料的主要損傷情況
2.1 冷卻區(qū)域
2.1.1 高溫磨損
生產(chǎn)操作對冷卻區(qū)域耐火材料造成的影響有水泥熟料帶來的高溫磨損。在冷卻區(qū)域中，由于結(jié)皮的附著不穩(wěn)定，容易被燒結(jié)后的水泥熟料磨損，所以一般使用1200℃左右的高溫強(qiáng)度較高的尖晶石磚。熟料的溫度是1400℃左右，通常不會產(chǎn)生熔化損傷，但操作不當(dāng)會造成熱負(fù)荷變大，助長高溫磨損的形成。
2.1.2 機(jī)械損傷
生產(chǎn)操作對冷卻區(qū)域耐火材料造成的影響有：大窯帶來的機(jī)械應(yīng)力(大窯定芯、大窯力矩、筒體變形等造成的機(jī)械應(yīng)力)、落料口部位磚的固定金屬件變形、磚與筒體間的摩擦、磚的荷重所帶來的損傷。由于落料口部位的筒體硬性較差，加上筒體容易發(fā)生變形和扭曲，所以與磚的固定金屬件相鄰的磚特別容易受到金屬件與筒體之間的摩擦、筒體變形以及金屬件變形(咬入)的影響。
2.2 燒成區(qū)域
2.2.1 熔化損傷
生產(chǎn)操作對燒成區(qū)域耐火材料造成的影響有：點(diǎn)火時(shí)或結(jié)皮附著脫落時(shí)產(chǎn)生的高熱負(fù)荷以及水泥原料的液相成分造成的熔化損傷。熔化損傷的形態(tài)又分為：①結(jié)皮的部分附著脫落以積水狀熔化損傷;②結(jié)皮呈環(huán)狀熔化時(shí)產(chǎn)生的高溫磨損造成的滑落狀熔化損傷。
2.2.2 硫腐蝕 剝落
生產(chǎn)操作對耐火材料造成的影響有原、燃料中的硫磺對磚造成的硫腐蝕。在燒成區(qū)域深處結(jié)皮較穩(wěn)定的區(qū)域，還原環(huán)境下的硫腐蝕會造成接縫鐵板遭到損傷和致密化，而它與結(jié)皮膨脹率的不同以及大窯的應(yīng)力，都會造成機(jī)械性剝落。
2.3 結(jié)皮附著脫落區(qū)域
2.3.1 接縫鐵板
生產(chǎn)操作對耐火材料造成的影響中除了有原、燃料中的硫磺對磚造成的硫腐蝕之外，還有接縫鐵板的腐蝕帶來的機(jī)械剝離問題。同樣的現(xiàn)象盡管也會在前文中說明過的硫腐蝕帶來的接縫鐵板腐蝕的情況下出現(xiàn)，但與結(jié)皮比較穩(wěn)定的燒成區(qū)域深處相比，由于結(jié)皮附著脫落區(qū)域的結(jié)皮附著脫落頻繁，磚本身的熱負(fù)荷就比較高，因此更容易受到還原環(huán)境下的硫腐蝕影響。
為減少接縫鐵板的損傷，可以將鐵板厚度設(shè)為0.2mm以將其影響減少到最小。通過采取這個措施，可以將由鐵板熔化損傷帶來的機(jī)械損傷大大減少。另外，這樣還可以減少鐵板厚度和結(jié)合材料厚度，使施工可以像無灰漿砌磚一樣進(jìn)行，形成一個緊湊的施工整體，這時(shí)的膨脹預(yù)留量可以減少到每8塊磚留一塊。
2.3.2 脆化剝離
在結(jié)皮附著脫落比較頻繁的這個區(qū)域，除了熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力帶來的組織脆化外，還有硫腐蝕帶來的組織脆化，它加重了尖晶石磚的組織脆化帶來的損傷。
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