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水泥回 转窑生产线每个部位如何选用合适的耐火材料
发布日期:2017-08-28

水泥回 转窑属于建材设备类,是石灰窑的一种。属于建材设备类,是石灰窑的一种。回转窑 按处理物料不同可分为水泥回转窑、冶金化 工回转窑和石灰回转窑。水泥回 转窑是水泥熟料干法和湿法生产线的主要设备。
一般情况下,按照水 泥窑内物料的温度高低,河南方 舟耐材详细分析回转窑系统(包括窑 尾预热和窑头冷却机)的工作 带分为以下几种:干燥带、预热带、分解带、放热反应带、烧成带和冷却带。在耐火材料上的应 用到底该如何选择?

干燥带
对于传统水泥回转窑,干燥带中物料温度为20~150℃,气体温度250~400℃。对于新型干法水泥窑,入窑物料在进入窑尾I旋风筒 的瞬间就被加热到150℃以上。所以,干燥带 只在生料入口处很短的一段。新型干 法水泥窑的窑尾系统中,几乎没有干燥带。

预热带
对于传统水泥回转窑,预热带中物料温度为150~800℃,气体温度为450~850℃。对于新型干法窑,从1到倒数 次后旋风收尘器都是预热带。预热带中,生料中 的有机组分开始干馏、分解,黏土开始脱水,为碳酸 钙的分解创造了条件。

分解带
对于传统水泥回转窑,分解带中物料温度为800~1000℃,气体温度为1000~1400℃。对于新型干法水泥窑,从分解 炉到窑内距窑头7D(D为窑的钢板直径)之处都是分解带。例如,新型干 法窑的回转窑的尺寸为 Φ4m×60m时,从窑头起算28~60m都是分解带;新型干 法窑回转窑的尺寸为 Φ4.7m×74m时,从窑头起算33~74m都是分解带。
在新型干法水泥窑中,分解带 的主要反应是碳酸钙的分解。一般情况下,生料中 的碳酸钙在窑尾分解90%左右,剩余10%的碳酸 钙遗留在回转窑分解。这样的好处是以10%的碳酸钙作为冷却剂,控制窑尾的温度。如果风 煤料的比例发生变化,只改变 入窑碳酸钙的分解率,对窑尾 温度几乎没有什么影响。但是,这样也带来很多问题:其一,回转窑传热效率不高,分解剩 余的碳酸钙就耗费了回转窑将近一半的空间;其二,窑尾风 煤料比例发生变化,虽然不影响窑尾温度,但影响 入窑碳酸钙分解率。因而,需要回 转窑消化入窑碳酸钙分解率变化产生的各种影响。
入窑碳 酸钙分解率变化的一个消极影响是改变窑内各带分布。例如,当入窑 生料碳酸钙分解率低时,需要在 窑内分解的碳酸钙就多,分解带就长,就会压 缩过渡带和烧成带,影响水泥的烧成。在预烧不良、烧成带 受压缩的条件下,还要保 持回转窑的产量,控制熟料f-CaO的含量,就应提高烧成温度,这就又对燃料的消耗、硫碱的挥发、窑皮的 稳定性和窑衬的寿命都产生影响。
入窑碳 酸钙分解率变化的二个消极影响是改变窑内碱硫氯的挥发凝聚平衡。例如,当入窑 碳酸钙分解率低时,窑内碳 酸盐分解带的长度较长,分解带 的窑料含有大量的挥发性组分。如果提 高入窑生料碳酸钙分解率,分解带 的长度就要缩短,原来分 解带中的部分硫碱就要大量挥发,而挥发 出的硫碱又被窑尾旋风筒捕集一时不能排出窑外。这样,就可能 产生一系列的故障,如结皮、堵塞、大块等。

放热反应带
放热反 应带亦称过渡带或上侧过渡带。对于传统水泥窑,放热反 应带的物料温度为1000~1300℃,气体温度为1400~1600℃。一般情况下,对于新 型干法水泥窑从窑头计算7D到4D都是过渡带。例如,新型干 法窑的回转窑的尺寸为声4m×60m时,从窑头起算16~28m都是过渡带;新型干 法窑回转窑的尺寸为Φ4.7mx 74m时,从窑头起算19~33m都是过渡带。

烧成带
烧成带的物料温度在1300~1450~1300℃,高火焰温度可以达到1700℃。当物料接近1300℃时,熔剂矿物C3A、C4AF开始熔融产生液相,氧化钙 和硅酸二钙熔解其中,当达到 饱和浓度时就析出C3S。在不损 害窑皮的前提下,适当提高烧成带温度,可以促进液相的生成,增加f-CaO和C2S的熔解,促进C3S的形成,提高熟 料的产量和质量。一般情况下,烧成带的长度为(4~5)D。实际上,烧成带 的长度和火焰的长度也受到预烧好坏的影响。

冷却带
冷却带 亦称下侧过渡带。冷却带中,窑料的温度为1300~1100℃。熟料出烧成带后,在冷却 带被冷却至固化或初步固化,进入冷 却机再进一步冷却至灰黑、坚固的近圆形颗粒。如果出窑温度高,熟料对 窑口耐火材料的破坏主要是侵蚀和高温磨损。进入冷却机后,因熟料尚未完全固化,在冷却 机入口还可能产生堆“雪人”等故障。如果出窑温度降低,熟料对 窑口耐火材料的破坏主要是高中温磨损。
如果窑 口温度变化较快,熟料对 窑口耐火材料的破坏主要是热震。所以,窑口耐 火材料的损坏相当复杂,具体哪 一种破坏是主要原因要进行取证,进行剖析,在事实 的基础上分析确定。
实际上,水泥回 转窑中各带的长度受窑料预烧好坏、火焰长 短和生料易烧性优劣等因素的影响而有所变化。水泥回转窑内分解带、过渡带、烧成带、冷却带 的具体长度因各厂生产条件而异。就是对同一厂家,也会因 生产条件变化而变化。所以,水泥回 转窑各带的长度、窑内耐 火材料的选择和配置要通过多次摸索、反复试验才能得出,而且还 要根据生产条件变化随时做出必要调整。
其实不 同用途的回转窑,所有的 加热温度也各小相同,低的不到1000℃,高的可达1600℃以上。以新型 干法水泥窑为例:水泥熟 料的烧成温度在1400~1500℃左右。火焰温度达1650℃左右。烧成带 区域内的耐火砖面上必须挂有一层坚固的熟料保护层(窑皮)。窑皮对保护耐火砖、降低回 转窑筒体表面温度起到了很大的作用。而过渡 带内的窑皮处于时挂时掉的不稳定状态。回转窑 内的高温窑气通过各区段后,温度逐渐降低,当其离开进料端、进入窑 尾预热器时的温度大约在950℃左右,分解炉 内的温度一般在1000℃以下。进入预 热器的热窑气与生料进行不断的热交换后,温度逐渐下降,当其从 一预热器排出窑外时的温度已降至400℃以下。熟科在 离开卸料端而进人箅式冷却机时的温度约为1300℃。2次风温度约为1050℃。3次风温度约为700℃,
与其他工业窑炉相比,回转窑 的一个主要特点是被砌筑在窑内的耐火材料在高温 下随壳体一起转动。耐火材 料不但要受到热冲击,以及窑 气和物料的侵蚀、磨损,而且还 要承受振动和转动时其相互之间及与壳体之间的挤压等应力。因此,既要求 窑衬用砖具有足够的强度,更要求 有关施工人员精心砌筑严格把关,使砌体紧密.牢固可靠。

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