无机非热工设备论文

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1、无机非金属材料热工设备论文题目：水泥回转窑及其内衬的侵饨系别：化学与材料工程糸专业：无机非金属材料工程班级：09无机非（2丿班姓名：行行行学号：0903032013指导老师：行行行水泥回转窑及其内衬的侵蚀摘要：介绍了水泥回转窑的发展及其工艺特点，以及对其内衬材料的要求。针对回转窑不同内衬材料，详细分析了杂质元索、化合物对耐火材料的侵蚀作用。关键词:回转帑；耐火材料；侵蚀随着建材工业“由大变强、靠新出强”发展战略的实施以及国家对于基础工业的重视，作为2000t/d以下和4000t/d级回转窑的非高温

2、区的全套耐火材料已能完全满足要求［1］。但由于大型干法回转窑将取代一大批立窑及小型回转窑，其具有窑温更高、窑速更快、窑系统结构更复杂、碱等挥发性组分侵蚀严重等特性［2］,从而对耐火材料提岀了更为苛刻的耍求。1回转窑工艺1.1回转窑的发展回转窑生产水泥熟料已有一个多世纪的历史。现在，水泥回转窑12000t/d的最大生产能力是其它窑所不能达到的。上世纪70年代，引进了预烧结窑，从而获得了耐火材料的热卸载。进入冋转窑之前，在预热系统中进行的二次烧结除去了原料中90%的碳，在烧结期间，注入的料发生熔融，形

3、成烧结矿物。随着这些变化的发生，回转窑缩短，但生产能力保持不变［3］。1.2回转窑的工艺特点新型大型回转窑以预分解窑(PC)和预热器窑(SP)为主，与传统水泥窑相比具有以下特点［4,5］：(1)碱、硫、氯等组分侵蚀严重。硫酸盐和氯化物等挥发凝聚反复循环并富集,导致预热器、分解炉、上升烟道、下料斜坡所用的黏土砖和普通高铝砖等耐火材料受到严重的侵蚀，加剧结构剥落损毁；(2)窑温提高，人型预分解窑多采用篦式冷却机和多通道喷煤嘴，二次风温度可达1300°C,Hi窑熟料温度可达1300°C。而传统回转窑出窑

4、熟料温度为1100°C左右，二次风温度在1100°C〜1200°C。温度的提高加剧了熟料对耐火材料的侵蚀，使用寿命急剧下降；(1)窑速加大，单位产量加大，机械应力和热疲劳破坏加大。大型窑的转速达到了3〜4r/min,比传统窑提高3倍以上。这就要求耐火材料要有更高的整体稳定性和抗热震性能；(2)窑径加大，窑皮的稳定性差。2000t/d的帘直径为4m,4000t/d窑直径为4.7m,乂加Z窑速加快，机械震动加剧，要求高温带耐火材料除了有耐高温熟料侵蚀及热震稳定性外，还需要易粘窑皮的性能。基于上述特点，

5、必须对各个部位的不同要求选择合适的耐火材料，并在此基础上研制新型的耐火材料。1.3燃料的变化冋转窑做为主要的水泥烧结系统，煤是其主要燃料。从上世纪50年代，水泥工业开始使用石汕和天然气。这种变化对耐火材料内衬有积极作用，因为石汕和犬然气儿乎不含有能渗透到耐火材料内衬中的灰分或惰性气体。但由于石油能源的紧张对水泥工业造成的冲击，故乂重使用煤作燃料。同时，二次燃料，诸如旧轮胎、废木材、废石油、塑料、溶剂等的使用也在增加。水泥回转窑变成了一个“废弃物焚化炉”，耐火材料工业面临着新的挑战。二次燃料的使用，

6、不仅碱金属、氯化物、硫酸盐、硫化物，而且重金属和微量元索，如铅、镉、銘、鎳、汞等也大量地进入窑系统中。这些物质渗透和腐蚀耐火材料内衬，有些还直达窑壳。此外，当二次燃料燃烧时，由于在脱气和二次燃料的延迟燃烧期间释放出了C0气体，形成了局部述原条件。2回转窑内衬的侵蚀作用水泥熟料锻烧过程屮，尤其在烧成带和过渡带，窑衬用耐火材料因与水泥熟料和窑内高温气氛直接接触而受到严重的化学侵蚀［6］。原料和燃料小含有挥发凝聚性质的微量组分，在气相和凝聚相内均能存在。由于新型干法窑充分利用烟气的余热预热进入预热器的水

7、泥生料，碱的硫酸盐和氯化物挥发、凝聚，反复循环，使得这些组分在窑内富集，其中这些组分的含量也大为增加［7］。在水泥烧成温度范围内，这些元索化合物对不同耐火材料有着不同的影响。2.1高铝质耐火材料对于高铝质耐火材料，氧化铝含量小于25%时，具有较好的抗碱侵蚀性能，材料与碱反应生成KAS6、KAS4、K、Na、A1203.SiO2的碱硅铝化合物，呈玻璃熔融体，形成致密的保护层，阻止了碱的进一步侵蚀，一定程度上保护了耐火材料，但此种耐火材料耐火度较低［8］。而氧化铝含量较高的耐火材料，其耐火度较高，但抗

8、碱侵蚀能力较差，材料与碱反应生成KAS6、KAS2、K、Na、Al203.Si02的碱铝硅矿物，发生体积膨胀，使材料损坏、剥落，影响使用寿命。2.2镁质耐火材料一般來讲，镁质耐火材料的侵蚀行为大致可划分为两个温度带的化学反应:即高温区的熟料-砖工作带界面反应和低温区K、S、C1的冷凝气化学侵蚀作用［9］。前一过程屮碱兀素化合物部分地参与熟料液相的形成，降低硅酸盐结合相的熔点和黏度，缓慢地溶解方镁石颗粒表面，虽影响砖的结合强度，但利于窑皮的形成，起到保护耐火材料的作用。后一过程中碱、