Was sind die spezifischen Leistungsanforderungen für feuerfeste Materialien in verschiedenen Teilen eines Zement -Rotary -Ofens?

 Das kalte Ende der in der Zementdrehöge verwendeten feuerfesten Ziegel ist dem Extrusionsdruck \\ (p \\) aus der Kiln -Schale ausgesetzt, und die beiden Seitenflächen werden dem Ausgleichsdruck \\ (f \\) des Ziegelrings ausgesetzt. Die externe Kraftbilanz an der Ofenschale und der feuerfesten Ziegel ist in der Abbildung dargestellt.

 Gemäß den Gleichgewichtsbedingungen, der Extrusionsdruck \\ (p \\), der von der Kilnschale auf den refraktären Ziegeln ausgeübt wird, die ausgewogene Reaktionskraft \\ (f \\) im refraktären Ziegelring und der zentrale Winkel (\\ alpha \\) unteren sich durch die Wirkungssteine ​​befriedigt, befriedigt die folgende Beziehung (vernachlässigt das Gewicht der Ziegel):

 Gemäß den in der Abbildung gezeigten geometrischen Bedingungen ist die folgende ungefähre Beziehung zwischen dem Rotationsöfendurchmesser \\ (d \\), der in der Figur gezeigten Abbildung mit kleinem Kopf (kaltes Ende) \\ (a \\) des in der Figur gezeigten Refraktionssteinmessers (heißer Ende) Dimension \\ (b \\) des refraktorischen Ziegelsteins erfüllt. \\ alpha \\) unterbezogen von dem feuerfesten Ziegel:

 Der Durchmesser des Ofenzylinders in neuen Trockenprozesszement -Drehöfen hat mit der Ausdehnung der Produktionskapazität kontinuierlich zugenommen und sich von 3300 mm auf die aktuellen 6400 mm erhöht und sich nahezu verdoppelt. Gegenwärtig werden hauptsächlich zwei Arten von Ziegelformen in Zementdrehöfen verwendet. Alkalische Ziegel verwenden im Allgemeinen die Ziegelform der VDZ-Serie (eine internationale gemeinsame Serie mit einer konstanten mittleren Breite von 71,5 mm), während gesinterte silico-aluminöse feuerfeste Ziegel im Allgemeinen die Ziegelform der ISO-Serie verwenden (eine internationale Gemeinschaftsserie mit einer konstanten Breite mit großem Kopf von 103 mm). Die Höhe und Dicke von feuerfesten Ziegeln ist relativ festgelegt und lässt wenig Raum für die Einstellung. Wenn die Höhe der feuerfesten Ziegel zu niedrig ist, ist ihre thermische Isolationsleistung zu schlecht. Sobald das heiße Ende der Ziegel leicht beschädigt ist, steigt die Kiln -Körpertemperatur über die Obergrenze, was zur Stillstellung des Ziegelers für den Ziegelersatz führt. Wenn die Höhe der feuerfesten Ziegel zu hoch ist, nimmt das Gewicht der Ziegel zu, was zu einer zu übermäßigen Verformung des Ofenkörpers und den Schäden an den feuerfesten Ziegeln führt.

 Mit der Zunahme des Ofendurchmessers und der Rotationsgeschwindigkeit, insbesondere für die technologisch fortgeschrittenen zwei Stützöfen mit einer höheren Rotationsgeschwindigkeit von bis zu 5r\/min, wird es wahrscheinlich die Ovalität der Ofenschale erhöhen. Entsprechend gibt es höhere Anforderungen an die Druckspannung der feuerfesten Ziegel. Daher sind feuerfeste Ziegel mit hoher Druckfestigkeit erforderlich. Insbesondere für die Ofenschale im Reifenbereich muss in der Nähe des Reifens feuerfeste Ziegel mit den gleichen Eigenschaften wie möglich wie möglich verwendet werden.

 Wenn sich der Ofendurchmesser ausdehnt, wird der zentrale Winkel, der dem feuerfesten Ziegel entspricht, kleiner und die durch den feuerfeste Ziegelstein getragene Spannung nimmt zu. Gleichzeitig werden strengere Anforderungen an die dimensionale Toleranz des feuerfesten Ziegels erhoben. Der Durchmesser der Ofenschale eines 10, {000 - Tonne - Klassenzementofen erreicht 6,4 m, was extrem hohe Anforderungen für die externen Abmessungen der refraktären Ziegel innerhalb des Ofens festlegt. Refraktäre Ziegel mit großen Abweichungen in externen Abmessungen sind anfällig für Unfälle wie Ziegelschlupf und Fallen während der Verfahrens- und Verwendungsprozesse, wodurch der normale Betrieb des Zementrofens ernsthaft gefährdet wird.

 Es gibt viele Faktoren, die die Lebensdauer von refraktären Auskleidungen in Ofen beeinflussen, die nicht nur Probleme mit feuerfesten Materialien sind. Dazu gehören thermische Spannung, chemische Spannung und mechanische Spannung, die während der Zementproduktionsoperationen erzeugt werden, die Qualität kalkinierter Rohstoffe, das Design und die Auswahl von feuerfesten Materialien, die Qualität, Lagerung, Konstruktion und Mauerwerk von feuerfesten Materialien.

 Mechanische Spannung bezieht sich auf die inneren Kräfte, die zwischen verschiedenen Teilen eines Objekts wirken, wenn sie aufgrund externer Ursachen verformt. Diese inneren Kräfte widerstehen den externen Ursachen und versuchen, das Objekt vor der Verformung in seine ursprüngliche Position wiederherzustellen. Wenn die mechanische Spannung durch feuerfeste Ziegel im Ofen ihre eigene Festigkeit überschreitet, erleiden die Ziegel unter der Wirkung von Stress teilweise oder vollständige Schäden. Die Hauptfaktoren, die mechanische Spannungen verursachen, sind wie folgt:

 (1) Elliptische Verformung. Die umfassenden Faktoren wie die feuerfesten Ziegelsteine ​​im Rotationsöfen, das Ofenmaterial und das Selbstgewicht der Ofenschale führen dazu, dass die Ofenschale sich verformen. Unter der Wirkung von Schwerkraft und thermischer Belastung wird der kreisförmige Querschnitt der Hülle elliptisch. Wenn der Ofen in Betrieb ist, legt die Ellipse den feuerfesten Ziegeln mechanische Belastungen auf und desto größer ist die mechanische Spannung, die erzeugt wird. Die durch die Veränderung der Ovalität verursachte Scherspannung wirkt in tangentialer Richtung jedes Ziegelrings, was zu ringförmigen Abbrüchen der Ziegel führt. Im Allgemeinen sind die abgespannten Stücke gleichmäßig dick und hart in der Textur.

 (2) Axiale Versatz des Drehöfens. Der Rotationsöfen wird von Reifen, Stützwalzen und Idlers getragen, und ihre Achse sollte eine geraden Linie sein, die die Mittelpunkte der kreisförmigen Abschnitte des Ofens verbindet. Nach der Installation der Ofenschale und des partiellen Schalenabschnitts und des Austauschs oder nach dem Betrieb des Ofens mit instabilen thermischen Arbeitsbedingungen verschiebt sich die Achse der Ofenschale unter der Wirkung der thermischen Belastung und des Gewichts. Nach dem langfristigen Betrieb, des Verschleißes von Reifen und Stützwalzen, der äußeren und inneren Ablenkung von Stützwalzen und der Änderung der Lastbedingungen bei jedem Stützpunkt ist insbesondere wenn die Last am Stützpunkt zu groß ist, zu großem Can-Verbrennen der Stützrollenlager, abnormalem Peeling oder dem Riss auf den Oberflächen von Reifen und der Unterstützung von Rollblättern. Dies verschlimmert den axialen Versatz der Ofenschale weiter, was zu Extrusionsdeformation, Beschädigung oder Abschleppen der feuerfesten Ziegel führt. Die beschädigten feuerfesten Ziegel zeigen unterschiedliche Formtiefen.

 Wärmespannung bezieht sich auf die in einem Objekt erzeugte Spannung, wenn sich die Temperatur ändert, da sie aufgrund externer Einschränkungen und gegenseitiger Einschränkungen zwischen inneren Teilen nicht vollständig expandieren oder sich nicht vollständig zusammenziehen können. Hochtemperaturthermische Expansion verursacht leicht axiale Expansions- und Extrusionsstress in feuerfesten Ziegeln, was einer der wichtigsten Gründe für das Abbrüchen und die Beschädigung von feuerfesten Ziegeln im Ofen ist. Die Expansionsrate bei 1400 Grad kann mit 1,6%berechnet werden, und die Expansionsmenge eines feuerfesten Ziegels mit einer Länge von 198 mm kann die Expansionsmenge von Magnesia-Chrom- oder Spinellziegeln einnehmen. Wenn die Umfangsverbindungen bei einer solchen erheblichen Ausdehnung nicht ordnungsgemäß reserviert sind, verursacht das zu große oder zu kleine oder zu kleiner Verschluss, Sturz und Abbrüche, wodurch die Lebensdauer von refraktären Ziegeln ernsthaft verkürzt.

 Der Einflussmechanismus der Produktionsoperationen auf die Lebensdauer von feuerfesten Ziegeln ist komplex und beinhaltet viele Faktoren. Die Analyse erfolgt hauptsächlich aus den folgenden zwei Aspekten:

 (1) Ziegelschaden, die durch übermäßig hohe Kalzinierungstemperatur verursacht werden.
Die Flammentemperatur innerhalb des neuen Trockenprozesses vor der Decomposition kann 17 0 0 Grad überschreiten, und die Arbeitstemperaturen in der Übergangszone, die Brennzone, die Kühlzone, die Kiln-Motorhaube, der Hals und die hohe Temperaturzone der Kühler und die Out-Noter-Fläche sind viel höher als die traditionelle Kilns-Zone in der entsprechenden Position. Selbst bei hochwertigen feuerfestem Material beträgt die Lebensdauer von Rotenkilnosen in der Übergangszone, der Brennzone und der Kühlzone großer Rotationsöfen im Allgemeinen 0,5 bis 1 Jahr und in einigen Fällen nur 3 bis 5 Monate; Die Lebensdauer von Ofenmund- und Düsenverkleidungen beträgt normalerweise nur 0,5 bis 1 Jahr oder sogar kürzer. Und die Lebensdauer von Rotenhaube und Kühlerrachen beträgt ungefähr 2 Jahre. Während der Produktionsstufe der Studie beträgt die Betriebsrate von Rotationsöfen normalerweise nur 70% bis 75% oder sogar niedriger, wobei nur sehr wenige 85% bis 90% erreicht sind. Wenn der Betrieb des Vorheizens und des Zersetzungsofens schlecht ist und der Zersetzungsgrad des in den Ofen in den Ofen gelangen Materials instabil ist, ändern sich die Positionen verschiedener Prozesszonen im Ofen häufig, was zu einem instabilen Operationsbetrieb und einer schnelleren Schädigung der Ofenstätte führt. Beispielsweise kann eine übermäßig hohe Kalzinierungstemperatur Schäden und geschmolzene Gruben in den feuerfesten Ziegeln im Ofen verursachen, wie in Abbildung 5 eingekreist.

 (2) Ziegelschaden, die durch eine hohe Drehzahl der Rotationsgeschwindigkeit verursacht werden.
Die Rotationsgeschwindigkeit des neuen Trockenprozesses vor der Dekompositionöfe erreicht häufig 3 bis 3,7 R\/min und kann sogar 4 R\/min überschreiten, wobei die lineare Geschwindigkeit der Rotationsöfenschale 1 m\/s überschreitet. Bei neuen Trockenprozessöfen mit hoher Drehzahl, großem Durchmesser und hoher Temperatur sind die umfassenden Schadenseffekte von thermischer Spannung, mechanischer Spannung und chemischer Erosion auf der Ofenauskleidung viel größer als die in traditionellen Kilns. Dies erfordert, dass die Ofenstätte sowohl in Kälte als auch in heißen Zuständen eine ausreichende Stärke und Stabilität haben muss.

 Die Hauptfunktion von feuerfesten Ziegeln in einem Drehofen besteht darin, die Ofenschale vor Schäden zu schützen, die durch Hochtemperaturgase und -material verursacht werden, wodurch der normale Produktionsbetrieb gewährleistet ist. In der industriellen Produktion ist die Lebensdauer von feuerfesten Ziegeln in der Verbrennungszone sehr kurz und führt häufig zu ungeplanten Ofenstillständen für die Wartung. Dies ist zu einem Schlüsselfaktor geworden, der den hochwertigen, hochrangigen, geringen Konsumbetrieb und die jährliche Betriebsrate von Zementöfen beeinflusst.

 Ob in Fassprozessöfen oder in den Drehöfen mit Trockenprozess während des Klinker-Kalzinierungsprozesses, die Gastemperatur im Ofen ist viel höher als die Materialtemperatur. Jedes Mal, wenn sich der Ofen dreht, erfährt die Oberfläche der Ofenstätte einen regelmäßigen thermischen Schock, wobei die Temperaturschwankungen zwischen 150 und 250 Grad reichen, was eine thermische Spannung innerhalb der 10–20 mm Oberflächenschicht der Kiln -Auskleidung erzeugt. Die Ofenauskleidung halten auch abwechselnde radiale und axiale mechanische Belastungen des Mauerwerks aufgrund der Ofenrotation sowie Erosion und Verschleiß aus kalzierten Materialien wider.

 Die Silikatschmelze werden gleichzeitig erzeugt, die leicht mit der Oberfläche der kilnischen Futtersteine ​​in hoher Temperaturumgebungen mit feuerfesten Ziegeln interagieren, um eine Anfangsschicht zu bilden. Es dringt auch in den Innenraum der feuerfesten Ziegel entlang ihrer Poren und Bindungen mit ihnen ein, wodurch die chemische Zusammensetzung und Phasenzusammensetzung innerhalb der 10–20 mm Oberflächenschicht der feuerfesten Ziegel verändert und deren technische Leistung abbaut. Wenn das Material einen schmalen Sinterbereich aufweist oder die hohen Temperaturen aus lokalen Temperaturen aufgrund eines schnellen Abfeuerns kurzfristig auftreten, kann die minimale Temperatur auf der Ofenhautoberfläche die Erstarrungstemperatur der materiellen flüssigen Phase überschreiten. Die Oberflächenschicht der Ofenhaut wechselt dann von fest zu flüssig und schaltet sich ab und dringt vor der Bildung einer neuen Anfangsschicht von der Oberfläche zum Inneren der Ofenhaut. Wenn sich dieser Zyklus wiederholt, verdaut sich die Ofenstätte in der Verbrennungszone allmählich und kann sich sogar vollständig lösen, wodurch die Ofenschale lokal freigelegt wird und "roten Öfen" (Überhitzung) verursacht wird. In Wirklichkeit verschlechtert sich die Brennzone-Ofen-Auskleidung: In Hochtemperaturbereichen verteilt sich die verbleibende Ziegeldicke im Allgemeinen entlang einer Kurve mit einem großen Krümmungsradius, manchmal wobei die Kurvenbasis auf die innere Oberfläche der Kiln-Schale fällt.

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Magnesia Alumina Spinellziegel

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