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活性石灰回转窑用耐磨浇注料的性能分析

文章出处:未知 人气:发表时间:2020-05-08
        活性石灰回转窑用于生产炼钢用活性石灰,具有产量大、煅烧均匀、产品活性大、杂质少等特点,在冶金石灰生产中占主导地位。在活性石灰回转窑中,预热器、回转窑、冷却器3大主机中的耐火材料对设备的运行起着至关重要的作用。回转窑的入料口、窑头、窑尾以及分隔梁等部位,结构复杂,在回转窑运行中反复受到块状物料的冲击和磨檫,极易发生破损和剥落,是回转窑系统中使用寿命最短的部位。转运溜槽用于向回转窑内转送物料,外形呈漏斗状,此处受石灰石的冲击、磨损和高温气流冲刷及碱性物料侵蚀,因此易损坏。由于受到形状和位置的限制,这些部位炉衬以浇注料为主,对性能要求较高。如活性石灰回转窑耐磨浇注料的寿命低于窑衬耐火砖,会造成异常检修,从而影响生产。
  石灰回转窑用浇注料种类很多,如ZDNJ—1型耐磨耐火浇注料,由整体浇注成形,内埋Y型锚钉,延长了窑衬使用寿命:宝钢研制了石灰窑预热器顶部内衬用自流性好、可脱气、浇注体致密、光洁、耐用的粘土质自流浇注料:马钢根据弗卡斯石灰窑的特点,研制出以电熔镁砂、烧结镁砂为骨料,微粉为结合剂,添加钢纤维等组成,理化性能优于耐火砖的浇注料。中冶集团研制出大型石灰窑用高强低水泥耐火浇注料,以优质莫来石为主要原料,配以电熔白刚玉粉为基质,并加入各种微粉,该浇注料强度高,抗冲刷性和热震稳定性好。
  根据调查在武钢本部有2做活性石灰回转窑,武钢资源集团乌龙权矿有4做活性石灰回转窑,最大规模达到750t/d,年产量约100万t。武钢活性石灰回转窑耐火材料整体寿命低,造成设备检修频繁,影响了产品的质量与产量,也增加生产成本。特别是回转窑预热器入料口部位采用的是浇注料,寿命低是整个回转窑系统寿命的瓶颈。窑头、窑尾及分隔梁等采用浇注料的易损部位寿命也远低于窑衬耐火砖,需要频繁修补施工。武钢经过技术改关,开发了一种高强度耐磨耐碱浇注料,应用后回转窑下料口寿命达到了3年。
  乌龙泉矿有限公司的活性石灰回转窑窑体转速为1.1~1.3r/min,烧成温度控制在1300~1350℃左右,预热器温度一般在700~900℃,回转窑入料口及预热室等处所用的浇注料需有较高的强度、耐磨损性能外,还要经受入窑高温二次风及物料的冲刷,因此还要求由较好的耐碱性及热震稳定性。现结合现场调研及活性石灰回转窑的结构和工作运转方式,对其使用的耐磨浇注料的理化性能要求进行说明
  (1)化学成分。活性石灰回转窑系统用耐磨浇注料的成分设定主要考虑耐火材料的使用安全性。AL2O3为耐磨浇注料的主要成分,其含量直接影响浇注料的强度和高温使用性能,因此必须加以限定。
  (2)物理性能。对于耐磨浇注料110℃X24h干燥后的体积密度比较接近单位体积实际材料需求量,规定活性石灰回转窑耐磨浇注料的体积密度指标,保证浇注料具有较好的致密度,有利于抵抗窑内原料的磨损。由于活性石灰回转窑的工作条件是原料在窑内从一端到另一端的转动加滚动的过程,炉衬受到原料的冲击与磨檫,承受着较高的物料负荷和热负荷,必须保证窑衬耐磨浇注料具备一定的耐压强度,从而确保产品具有良好的抗冲刷、磨损的能力。由于回转窑窑头和窑尾的温差较大,最大约300~400℃,而且窑头与下料口等部位的浇注料受冷热交替作用产生热应力,容易在其内部和表面产生裂纹,降低了浇注料的强度和耐腐蚀性,最终易导致炉衬浇注料的剥落和掉块,从而影响了回转窑的正常生产。可以通过活性石灰回转窑耐磨浇注料的1100℃和室温水急冷急热循环5次后的常温抗折强度指标来保证耐磨浇注料耐急冷急热的热震性,又能保证浇注料在受冷热交替作用后的抗折强度,可保证浇注料在回转窑工作温度下旋转运动状态中的抗剪切破坏、抗剥落能力,确保炉衬在高温条件下不崩塌、不剥落,保证使用的安全性。重烧线变化率、荷重软化温度应该控制在一个合适的范围,前者决定膨胀缝的留法,保证施工体烘干后收缩小,避免与其他材质结合处出现裂纹而影响其使用效果,后者可以看出部分原料的优劣。
  结语:通过对活性石灰回转窑系统用耐磨浇注料的性能分析,并结合武钢活性石灰回转窑的特点确定了活性石灰回转窑系统用耐磨浇注料的技术条件。