水泥廠的窯燒嘴, 其所用耐火材料是暴露在高溫下的, 所以考慮耐熱性, 材質(zhì)大多使用高鋁質(zhì)、純氧化鋁質(zhì)耐火材料。但是, 根據(jù)操作條件, 高耐熱性的純氧化鋁質(zhì)耐火材料也有熔損的情況。本文中提及的水泥廠也存在上述問(wèn)題, 但這次重新選用了無(wú)鉻的堿性不定形耐火材料, 經(jīng)過(guò)實(shí)際使用驗(yàn)證取得良好效果, 現(xiàn)報(bào)道如下。
從2015年開(kāi)始, AGC公司為了保護(hù)環(huán)境, 全部叫停了含鉻耐火材料。因此, 研究使用無(wú)鉻的堿性不定形氧化鎂質(zhì)澆注料來(lái)替代正在使用中的氧化鎂鉻質(zhì)澆注料, 經(jīng)過(guò)實(shí)際使用驗(yàn)證, 取得良好的耐用性。
材質(zhì)選擇試驗(yàn)
1試驗(yàn)方法
水泥窯燒嘴的損傷原因主要有: (1) 從冷卻器吹上來(lái)的熟料粉塵和氣氛氣體成分的浸潤(rùn)和侵蝕; (2) 二次空氣波動(dòng)等引起的熱震。因此, 試驗(yàn)所采用的材質(zhì), 對(duì)應(yīng) (1) 進(jìn)行了坩堝侵蝕試驗(yàn), 對(duì)應(yīng) (2) 進(jìn)行了抗熱震性試驗(yàn)。
1.1 坩堝侵蝕試驗(yàn)
使用的坩堝外形是75mm×75mm×80mm, 孔形Φ40mm、高30mm, 于110℃干燥24h后, 為防止熟化及爆裂, 于400℃燒成3h。從實(shí)際工業(yè)窯爐采集熟料, 粉碎成<1.0mm, 作為侵蝕劑, 使用30g。熟料粉投放到坩堝里, 蓋上與坩堝同樣材質(zhì)的蓋。放置在電爐中, 以300℃·h-1的加熱速度, 從常溫加熱到1500℃, 保持3h后, 在爐內(nèi)自然冷卻16h。切割坩堝, 測(cè)定和比較了侵蝕深度和浸潤(rùn)深度。
1.2 抗熱震性試驗(yàn)
使用尺寸為Φ80mm、高80mm的圓柱形試樣, 于110℃干燥24h后, 為防止熟化及爆裂, 于400℃燒成3h。將試樣整體插入1300℃的電爐中, 保持15min后, 從電爐中取出, 自然空冷45min。此為一個(gè)周期, 觀察了三個(gè)周期后的試樣外觀及橫截面。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
2.1 坩堝侵蝕試驗(yàn)
試驗(yàn)后的試樣, 僅X及Y被侵蝕劑侵蝕, 所有材質(zhì)均未發(fā)現(xiàn)浸潤(rùn)。
2.2 抗熱震性試驗(yàn)
從試驗(yàn)后的試樣判斷, 抗熱震性的順序?yàn)閅=Z>常規(guī)D=X, 氧化鎂質(zhì)的Y、Z優(yōu)于現(xiàn)有的常規(guī)D。
2.3 小結(jié)
對(duì)水泥窯燒嘴所用耐火材料損傷原因做了設(shè)想, 為此選用相應(yīng)材質(zhì), 進(jìn)行了坩堝侵蝕試驗(yàn)和抗熱震性試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果, 選擇的材質(zhì)為氧化鎂質(zhì)澆注料Z, 供實(shí)際工業(yè)試驗(yàn), 期待耐用性能夠高于現(xiàn)有的鎂鉻質(zhì)澆注料常規(guī)型D。
在工業(yè)窯的應(yīng)用
3.1 施工情況
在該工廠, 為了更加容易更換窯燒嘴前端的耐火材料, 施工采用的是圓筒形預(yù)澆注塊施工, 以嵌入燒嘴前端的形式進(jìn)行設(shè)置。
3.2 耐用情況
現(xiàn)有的鎂鉻質(zhì)澆注料常規(guī)型D和這次用于工業(yè)窯試驗(yàn)的氧化鎂質(zhì)澆注料Z, 進(jìn)行了比較, 圖1示出了耐用性的比較結(jié)果。
結(jié)? 論
水泥廠窯燒嘴, 使用普通的高鋁質(zhì)、純氧化鋁質(zhì)耐火材料, 耐用性差, 針對(duì)這種情況, 一直以來(lái)是采用堿性不定形耐火材料-鎂鉻質(zhì)澆注料, 以期待改善耐用性。但是, 為了適應(yīng)無(wú)鉻化的要求, 作為替代材質(zhì), 這次新選擇了氧化鎂質(zhì)澆注料, 經(jīng)過(guò)實(shí)際應(yīng)用, 進(jìn)一步獲得了良好的耐用效果。通過(guò)對(duì)常規(guī)材料和替代材料的特性以及損傷狀況的比較來(lái)看, 氣氛氣體的低熔點(diǎn)化和溫度對(duì)損傷影響大。替代材質(zhì)通過(guò)減少容易低熔點(diǎn)化的Al2O3、SiO2, 用高M(jìn)gO組成提高了耐用性。
