耐火磚使用壽命的影響因素

為什么我們要研究耐火磚壽命的影響因素：窯爐使用耐火磚壽命的長(cháng)短不僅關(guān)系到生產(chǎn)的正常運轉，也增加了生產(chǎn)成本，因此提高耐火磚的使用壽命是耐火材料的發(fā)展方向主攻方向。

影響耐火磚壽命的主要因素

一、機械力

回轉窯運轉時(shí)，窯襯受到壓力、拉力、扭力和剪切等機械應力的綜合作用，使磚受到動(dòng)力學(xué)負荷，磚和窯皮的重量及磚自身的熱膨脹，使磚承受靜力學(xué)負荷。此外，襯磚與窯筒體之間、磚襯與磚襯之間的相對運動(dòng)，均會(huì )使磚襯承受各種機械應力作用。當所有應力之和超過(guò)了磚的結構強度時(shí)，磚就開(kāi)裂損壞。對于緊靠擋磚圈的磚，大部分損壞是由于擠壓力造成的。機械應力占據耐材損壞的37%。

二、化學(xué)侵蝕

以煤代油特別是代用燃料的廣泛使用，以硫酸堿和氯化堿為主的揮發(fā)性組分，在窯氣和窯料中含量大增,堿鹽深度地滲入磚層,化學(xué)侵蝕是造成水泥回轉窯過(guò)渡帶燒成帶耐火磚損毀的主要因素之一，大型回轉窯內煙氣循環(huán)富集更為嚴重，更高的堿硫成分會(huì )加速滲透造成耐火材料的快速損毀。
三、熟料熔體滲入

熟料熔體主要源自窯料和燃料，滲入相主要是C2S（硅酸二鈣）、C4AF（鐵鋁酸四鈣）。其中滲入變質(zhì)層中的C2S、C4AF會(huì )強烈地溶蝕堿性磚中的方鎂石和其他部分，析出硅酸鹽礦物，有時(shí)甚至還會(huì )析出鉀霞石。而熔體則會(huì )充填磚襯內氣孔，使該部分磚層致密化和脆化；加之熱應力和機械應力雙重作用，導致磚易開(kāi)裂剝落。因C2S、C4AF在550℃以上即開(kāi)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(gè)預分解窯內，即熟料熔體對預分解窯各帶窯襯均有一定滲入侵蝕作用。該部位所用耐火材料除應該具有合適的耐火度、強度外，還應該具有優(yōu)良的抗侵蝕性。

四、熱震現象

當窯運轉不正?；蚋G皮不穩定時(shí)，堿性磚易受熱震而破壞。窯皮突然垮落，致使磚面溫度瞬驟升（甚至高達上千度），而使磚內產(chǎn)生很大的熱用力。此外，窯的頻繁開(kāi)停使磚內頻繁產(chǎn)生交變熱應力。當熱應力超過(guò)磚襯的結構強度時(shí)，磚就開(kāi)始開(kāi)裂，并沿其結構弱化處不斷加大加深，最后使磚碎裂。熱震現象易發(fā)生在靠近窯尾方向的過(guò)渡帶區域。
五、熱應力

窯內襯在烘爐溫升過(guò)程中，耐火材料因受高溫產(chǎn)生的熱膨脹，造成相鄰耐火材料之間相互擠壓，當產(chǎn)生的擠壓應力大于耐火磚的強度時(shí)，就會(huì )導致耐火磚熱面剝落，熱應力是窯內耐火磚剝落、破損的重要原因之一。以鎂鐵磚或鎂鋁尖晶石磚為例，1400℃時(shí)的膨脹率按1.6%計算，長(cháng)198mm的耐火磚其膨脹量可達3.16mm，所以正確地預留好環(huán)縫(膨脹縫)很有必要，預留過(guò)大可能會(huì )導致耐火磚出現抽簽、掉磚現象，預留過(guò)小產(chǎn)生的熱應力無(wú)處釋放，會(huì )導致耐火磚產(chǎn)生剝落現象，從而嚴重縮短耐火磚的使用壽命。
六、操作過(guò)程中開(kāi)停窯過(guò)于頻繁

例如一線(xiàn)窯1至8月份累計停窯36次，停窯次數的增加。導致開(kāi)停窯次數較多，在升溫、降溫、及保溫過(guò)程中，窯內窯皮脫落頻繁，對耐火磚損害非常大。有時(shí)開(kāi)停窯升溫、降溫速度過(guò)快，導致耐火磚冷卻速度過(guò)快，造成耐火磚的破裂。

七、燃料的質(zhì)量

如果要耐火磚襯的使用壽命得以保證及維持堅實(shí)的窯皮效果，熱工的穩定性是其關(guān)鍵所在。但是要維持熱工的穩定性是有一定的難度，這是因為原燃料的不確定性。水泥窯一般的原燃料都是煤，由于煤的供應困難，煤的灰分會(huì )從32% - 45%之間變化，由于煤質(zhì)的波動(dòng)，影響窯皮粘掛，窯皮容易連帶磚體層一同剝落。特別遇上開(kāi)停頻繁的窯時(shí)，失去窯皮的保護，耐火磚襯容易受到化學(xué)侵蝕，降低抗熱疲勞性能，令壽命大為縮短。

八、砌筑施工質(zhì)量

由于施工因素，造成耐火磚砌筑過(guò)松及扭曲錯位，在回轉窯運轉過(guò)程中，窯筒體與耐火磚產(chǎn)生相對運動(dòng)，磚襯推力過(guò)大，會(huì )導致耐火磚扭斜錯位和磚層裂、掉角、甚至掉磚。
砌筑需要注意：磚襯緊貼窯殼，磚與磚要靠嚴，磚縫要直，交圈要準，鎖磚要牢，不錯位，不下垂，不脫空?？傊?，要確保耐火磚與窯體在窖運行中有可靠的同心度，磚襯的應力要均勻分布在整個(gè)窯襯和每塊磚上。
九、燃燒器的火焰

回轉窯內的熟料鍛煉中，適宜的火焰在窯內溫度的合理分布，對熟料質(zhì)量的提高、 窯皮厚度長(cháng)度的恰當與否、窯襯壽命的延長(cháng)， 燃料消耗的多少都具有十分重要的作用。

在回轉窯燃燒器燃燒過(guò)程中，穩定的火焰是燃燒器的一個(gè)重要指標，其中旋流數主要控制火焰形狀，因此通常也稱(chēng)為火焰形狀系數。增大旋流數可以使火焰變粗、變短，從而強化火焰熱輻射。但旋流數過(guò)大會(huì )出現雙峰火焰，造成局部窯皮過(guò)熱而剝落?；鹧嫘螤钅苁拐麄€(gè)燒成帶具有強而均勻的熱輻射，有利于熟料結粒，延長(cháng)耐火磚使用壽命。