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水泥窑烧成系统内衬砌耐高温硅酸钙板不同于冶金工业窑炉

来源:55555555  发布时间: 2020-02-24    作者:金鼎保温   295

国内大量使用硅酸钙板的情况是这样的:80年代引进的IHI公司的冀东、MHI公司的宁国、宝钢、FLS公司的珠江、柳州、顺昌以及我们掌握的KHD的新疆、Polysius公司的大宇烧成装备的耐火砖图,均使用硅酸钙板,在原国家建材局直接关怀下,中国建筑材料研究院耐火材料研究所开发了此产品,获得国家级、部级科技奖在国内开始大量应用。进入21世纪,虽引进装备不多,但海螺的4条10000t/d生产线、一条8000t/d生产线以及国际上的一些跨国水泥集团,在我国江西亚东、都江堰等兴建的生产线均明确使用硅酸钙板,近年来查阅到的多份国外杂志上的资料,一般条件及高温条件仍然使用的硅酸钙板,在煅烧工业废弃物出现严重的碱氯硫侵蚀时,采用抗碱氯硫盐化学侵蚀的耐火浇注隔热衬料,尚未查到国外用硅酸铝纤维板的资料。

国外在90年代遇到煅烧低挥发石油焦等燃料出现分解炉气体高温时,也遇到事故(图1)。详细地分析了事故的原因,主要为:①长时期以来,水泥煅烧使用挥发份较高的燃料,改用低挥发燃料后,性能尚未完全掌握,尤其是燃烧器的位置及工艺参数都需与低挥发燃料相适应,因而在燃烧火焰附近的部位,造成局部高温。②原有的托砖板设计方式有问题(图2),托砖板上垫硅酸铝纤维棉(个别公司图纸要求纤维棉用金属网包住),而纤维棉易受热和高温含尘气流冲刷损坏,当纤维棉损坏后,金属托砖板直接与高温含尘气流接触,受高温气流加热膨胀产生变形,极易使工作层和隔热层的材料受力损坏。③工作层和隔热层之间的界面温度超出隔热材料的最高使用温度,隔热层难于承受高温工况条件。

水泥窑烧成系统内衬砌耐高温硅酸钙板隔热板与冶金等工业窑炉不同之处在于:

1.水泥窑烧成系统内不仅气流温度较高,而且烟气含尘浓度高,气体风速大,此外烟气和粉尘均含有一些钾、氯、硫等化合物。易对衬料产生化学侵蚀。
2.隔热衬料一般设置在工作层和金属筒体之间,受金属托砖板受热变形的热机械损坏,也受含尘烟气透过耐火砖砖缝、耐火浇注料的锚固件温差应力产生的缝隙、膨胀缝和结构缝的热化学侵蚀和磨蚀作用。
3.水泥窑内既有氧化气氛的装备,如冷却机、三次风管和窑门又有氧化和还原气氛同时共存的装备,如预热器、分解炉,在生产过程中,上述各装备之间温差较大,氧化气氛的装备中,高温部位的是窑门和冷却机进料口,氧化和还原气氛的装备较高温度是烧无烟煤的分解炉和上升烟道。此外,近年来为降低NOx排放,采用还原气氛条件下的分级煅烧,则分解炉内燃烧部位基本上是还原气氛,温度也低些。
在生产过程中的二级、一级预热器和冷却机低温部位因气流温度低,隔热层温度可能接近300℃,硅酸铝纤维板内有机结合剂有可能不会完全被烧坏,其余的不动装备内因隔热层温度超过300℃存在全部被烧掉的可能,其结果将出现如下情况:
①5%~8%的有机物烧掉后,硅酸铝纤维板的强度大幅下降,基本失去强度,且表面特别粗糙,体积密度有所变化,原有体积相应增加5%~8%的空隙。在预热器、分解炉系统结皮部位的硅酸铝纤维板,因强度太低,人工或空气炮清理造成震动,很易坍塌。