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影響定型耐火材料的原因淺析

　　熱應力、機械應力和化學應力因素構成了窯內耐火磚的應力并導致其破壞。隨窯型、操作及窯內耐火磚在窯內使用位置的不同，上述因素的破壞作用亦不同。現將此因素影響窯內定型耐火材料的使用周期作簡要闡述：

　　1、熱應力：當窯熱負荷過高，使磚面長時間失去窯皮的保護時，熱面層基 質在高溫下熔化并向冷面層方向遷移，而使磚襯冷面層致密化，熱面層則疏松多孔，從而不耐磨、刷、沖擊、震動和熱疲勞，易于 損壞;當窯運轉不正常或窯皮不穩定時，堿性磚易受熱震而損壞。窯皮的突然垮落，致使磚面溫度瞬間驟增，而使磚內產生很 大的熱應力。此外，窯的頻繁開停使磚內頻繁產生交變熱應力。當熱應力一旦超出磚襯的結構強度時，磚就突然開裂，并沿其結構弱化處不斷加大加深，使磚碎 裂。窯皮掉落時帶走處于熱面層的碎磚片，使磚不斷損壞。熱震現象極易發生在靠近窯尾方向的過渡帶區域;

　　2、機械應力：窯運轉中，當磚襯沒入料層下，其表面溫度降低，而當磚襯暴露于火焰中，則其表面溫度升高。窯每轉一周，磚襯表面溫度升降幅度可達150℃～230℃，影響深度15mm～20mm。如窯轉速為3.5rpm，每月周期性溫度升降達151200次。這種溫度升降多次重復導致堿性磚的表面層發生熱疲勞，加速了耐火磚的剝落;回轉窯運轉時，窯襯受到壓力、拉力、扭力和剪切等機械應力的綜合作用。其中，窯的轉動、窯筒體的橢圓度和窯皮垮落，使耐火磚受到動力學負荷;耐火磚和窯皮的重量及磚自身的熱膨脹，使磚承受靜力學負荷。此外，襯磚與窯筒體之間、磚襯與磚襯之間的相對運動，以及擋料圈和窯體上的焊縫等，均會使耐火磚襯承受各種機械應力作用。當所有這些應力之和超過了耐火磚磚的結構強度時，耐火磚就開裂損壞。該現象發生于預分解窯整個窯襯內。

　　3、化學應力：熟料 熔體主要源自窯料和燃料，滲入相主要是C2S、C4AF，而熔體則會充填磚襯內氣孔，使該部分耐火磚磚層致密化和脆化;加之熱應力和機械應力雙重作用，導致磚極易開裂剝落。因C2S、C4AF在550℃以上即開始形成，而預分解窯入窯物料溫度已達800℃～860℃，因此熟料熔體滲入貫穿于整個預分解窯 窯內，即熟料熔體對預分解窯各帶窯襯均有一定滲入侵蝕作用;預分解窯內，堿性***鹽和氯化物等組分揮發凝聚，反復循環，導致 生料中這些組分的富集;物料中的揮發性組分將會在所有磚面及磚層內凝聚沉積，使該處高度致密化，并侵蝕除方鎂石以 外的相鄰組分，導致磚滲入層的熱震穩定性顯著減弱，形成膨脹性的鉀霞石、白榴石，使耐火磚堿裂損壞，并在熱-機械應力綜合作用下開裂、剝落。因預分解窯從窯尾至燒成帶開始整個屬于無窯皮帶，越靠近高溫帶，窯襯受堿鹽侵蝕的深度越深，窯襯損壞就越嚴重，因此要特別注意對該部位窯襯的選型。

　　4、穩定窯的熱工制度。窯在運轉時，如熱工制度不穩，會造成窯內襯料忽冷忽熱，窯內溫差波幅大，極易發生耐火磚開裂、剝落、炸頭等現象，耐火磚使用壽命大大縮短。因此，應采取以下相應措施：

　　①“五穩保一穩”，即入窯生料成分穩定，入窯喂料量穩定，燃料成 分穩定，燃料喂入量穩定和設備運轉穩定，只有實現這“五個穩定”，方能保證窯系統熱工制度穩定。

　　②風、煤、料和窯速的合理匹配——四者相互聯系又相互 制約，必須相互適應相互匹配，才能保證熱工制度的穩定。

　　③根據目前原燃材料的市場供應情況，強化和適應劣質煤過程使用，同時針對不同煤質、不同窯況等情況及時對熱工設備進行合理動態操作調整，得到穩定、合適的火焰形狀和位置，保證 熱工制度穩定。

　　④合理優化和調整篦冷機的操作，保證穩定的二、三次風量及風溫，同時兼顧與窯的同步操作，達到穩定熱工制度之目的。

　　綜述：耐火材料專業和窯工藝專業是不可分割的整體，是相互依托的共連體，耐火材料的運轉周期決定窯工藝系統運行指標的完成率，而窯系統的穩定運行是保障耐火材料運行的基礎，兩者相輔相成。故一個穩定的窯工藝運行系統及規范的耐火材料施工管理是決定回轉窯系統安全、高效運行的前提保障。