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1、新型干法水泥生产线耐火材料手册陆秉权 曾志明 主编 中国建材工业出版社目 录1.水泥预分解线的窑炉系统51.1水泥预分解生产线窑炉耐火材料的选择51.2预热器及预分解窑炉5预热器和预分解炉热工制度有如下特点：5预热器分解炉对耐火材料的要求5耐火材料的配置实例61.3回转窑6回转窑的机械特点及对耐火材料的强度要求7沿轴向分布的回砖窑的各个热工带7水泥预分解生产线回转窑耐火材料配置实例71.4篦式冷却机9篦式冷却机的热工特点及耐火材料9篦冷机耐火材料应用实例91.5窑头罩、喷煤管与三次风管101.6回转窑砖型的改进与选择10新标准系统耐火砖的配置10我国回转窑用耐火砖的砖型标准11回转窑衬砖高度的
2、选择132.耐火材料的主要理化性能及检测132.1耐火材料的结构性质13体积密度13真密度14吸水率14透气度142.2耐火材料的热学性质14热膨胀14热导率142.3耐火材料的力学性质15强度15常温耐压强度15常温抗折强度15高温耐压和抗折强度15耐火材料的常温耐磨性152.4耐火材料的使用性能15耐火度15荷重软化温度16热震稳定性16重烧线变化162.5耐火材料的抗化学侵蚀性162.6耐火材料的作业性172.7耐火砖的挂窑皮性能17化学成分17耐火砖的显微结构18水泥生料和燃料与耐火材料的化学适应性183.水泥行业常用的耐火材料183.1高铝质耐火材料及其制品18高铝质耐火材料的主要矿
3、物18高铝质耐火材料的主要性能18高铝质耐火材料制品的主要性能18一般用途的高铝砖18水泥窑用磷酸盐结合高铝砖19莫来石及其制品20刚玉质耐火制品21抗剥落高铝砖213.2碱性耐火材料及制品21镁质耐火材料及制品21镁铬耐火材料及其制品21镁铝砖23白云石耐火制品243.3黏土耐火制品和黏土隔热耐火制品24黏土耐火制品24隔热耐火制品263.4水泥工业常用的耐火纤维283.5不定形耐火材料28轻质耐碱浇筑料28耐碱浇筑料29高强耐火浇筑料29钢纤维增强耐火浇筑料29其他耐火浇筑料303.6耐火泥浆303.9硅酸钙隔热材料304.耐火材料砌筑工程的施工304.1耐火砖的砌筑30火泥的调制30湿法
4、砌筑30锚固砖砌筑30拱圈内的锁砖30拱圈耐火砖的挑选和加工30干法砌筑30膨胀缝的留设30耐火砖砌体膨胀缝宽度30耐火浇筑料膨胀缝宽度30膨胀缝的位置304.2隔热衬料硅盖板的施工30施工前的准备30对砌缝和底泥的要求30硅酸钙板的砌筑304.3耐火浇筑料施工30耐火浇筑料的适宜范围及一般要求30耐火浇筑料的施工30耐火浇筑料的搅拌30浇筑30浇筑料的硬化和养护30预热器和分解炉系统的烘干与加热30维修30耐火浇筑料衬料中扒钉的尺寸及定位30扒钉长度与浇筑料厚度30浇筑区的划分和控制缝的留设30耐火浇筑料的收缩和膨胀30膨胀缝的影响范围30膨胀缝的宽度控制30膨胀缝位置的优选30控制缝的设置
5、30易发生的浇筑缺陷304.4回转窑衬料砌筑30衬砖30耐火胶泥30回转窑衬料砌筑要求30砌筑前的放线30耐火砖的干砌与湿砌30锁紧砖，楔紧钢板和砌筑30膨胀缝30挡砖圈的衬砖及砌筑30支撑方法30螺旋千斤顶法30窑架法30粘贴法30回转窑特殊部位的砌筑要求30回转窑筒体焊接高出部位的砌筑30回转窑筒体变形部位的砌筑30入料端耐火浇筑料的砌筑30回转窑耐火材料的砌筑检查304.5窑头罩衬料砌筑30窑头罩拱顶的砌筑30大面积直墙的砌筑30窑头罩与篦冷机之间的补偿304.6篦冷机衬料砌筑30各部位的材质30篦冷机各部位砌筑时的注意事项30顶盖的砌筑304.7旋风预热器和分解炉系统衬料砌筑30施工一
6、般性要求30烟室的浇筑30空气炮管预埋处的衬料浇筑30旋风预热器和分解炉底部锥面料斗和缩口的衬料浇注30旋风筒顶盖即上升管道的衬料浇注30下料管衬料的砌筑30喷煤管的砌筑30三次风管的砌筑305.窑衬的使用和维护305.1窑衬的烘烤和冷却30窑系统的烘烤30烘窑前的准备30烘干升温曲线30烘烤期间窑的慢转30烘窑作业的安全检查30窑尾高温风机的启动和运转30篦冷机冷却风机的运转30篦冷机排风机的运转30增湿塔喷水30烘烤结束后的工作305.2水泥回转窑烘烤实例305.3窑点火运行305.3.1 第一次投料挂新窑皮30窑点火升温30投料挂窑皮30挂窑皮时生料的率值控制305.4窑皮的维护305.
7、5窑的冷却30计划停窑时的窑冷却30故障停窑301. 水泥预分解线的窑炉系统1.1 水泥预分解生产线窑炉耐火材料的选择，除了使用价格外，通常应考虑：v 较长的使用寿命。影响使用寿命的因素有：耐火材料的耐火度，高温强度，耐火材料与水泥熟料的化学成分适应性，也就是耐火材料的抗化学侵蚀能力，热震稳定性与煅烧的高温熟料的反应结合能力等；v 较好的保温效果。影响因素有：保温材料的导热系数，保温材料所允许的工作温度，容许保温材料占据的空间等；v 较简易的砌筑方式和较快的砌筑速度;v 维修速度；v 通用性较好，可以从市场上较方便的获得。1.2 预热器及预分解窑炉1.2.1 预热器和预分解炉热工制度有如下特点
8、：v 预热器与预分解窑炉的温度（主要指设置在设备壁面的热偶测试出的温度），从第一级预热器到第五级预热器和预分解窑炉依次为：不高于450、650、750、900、1100和1100。v 在这样的煅烧温度下，煅烧物料基本没有液相出现，基本上不存在结块和烧结。加之系统的热工状态比较稳定，因而预热器和分解炉中的耐火材料的配置不需过高的耐火度，无需太高的强度；由于预热器和分解炉位于整个热气流的尾端，温度变化的频度和幅度较小，因此无需过高的热震稳定性。v 由于预热器和分解炉均为静止设备，可用较大的设备外壳，容纳较多的耐火材料，因此可选用导热系数较低的保温材料，降低设备外壳温度，达到节能的目的。v 由于部分
9、预热器和分解炉形状较复杂，可选用在成型功能上较灵活的现场成型的耐火浇筑料。v 在8001200范围内是碱金属氧化物发生冷凝沉积的温度带，因此在碱含量较高的原、燃材料下，预热器在很大范围内，耐火材料在受到热侵蚀的同时，也要经受得住碱金属氧化物的化学侵蚀。1.2.2 预热器分解炉对耐火材料的要求 结构按两层材料配置，外层为导热系数低，强度也较低的保温材料，工作面为有一定强度且能够较好抵抗碱性物质侵蚀的耐火材料。 形状复杂处，多采用耐火材料。大面积直墙由于冷热交变的作用，已坍塌，应考虑锚固措施。其他部位多采用耐火转直接砌筑。 对于一、二级预热器，可采用黏土质耐碱耐火材料，以降低成本和提高保温效果；对
10、三级以下的预热器，应考虑耐火度为1100以上的耐碱耐火材料。对于耐火材料强度的要求，取决于气流的速度，气流速度较高处，采用较高强度的耐火材料。 在碱含量达到一定数量并有可能逐步富集的部位，如分解炉和四、五级预热器，应在满足较高耐火度的前提下，考虑采用耐碱的耐火材料。1.2.3 耐火材料的配置实例表一： 2500t/d生产线耐火材料配置序号预热器和分解炉耐火保温材料材质浇筑料材质1级预热器NJ-30（AL2O3含量为30%的水泥窑用耐碱砖）GT-13NL（高强耐碱浇筑料）2级预热器3级预热器4、级预热器AL2O3含量为40%45%的高强耐碱砖GT-13NL（高强耐碱浇筑料）5分解炉上部6分解炉下
11、部AL2O3含量为85%的高铝砖GJ-15B高铝质低水泥浇筑料7窑尾烟室AL2O3含量为48%的高强耐碱砖GT-13NL（高强耐碱浇筑料）表二： 德国雷法公司配置建议（保温材料略）序号预热器和分解炉耐火砖材质浇筑料材质1、级预热器KX30（AL2O3含量30%的耐磨耐碱砖）Rcy40（AL2O3含量42%44%的浇筑料）2级预热器3级预热器KX40（AL2O3含量40%45%的耐磨耐碱砖）4分解炉上部5分解炉下部KX85（AL2O3含量85%或更高的高铝砖）Rcy50（AL2O3含量55%57%的浇筑料）6窑尾烟室KX30（AL2O3含量30%的耐磨耐碱砖）Rcy40（AL2O3含量42%44
12、%的浇筑料）1.3 回转窑1.3.1 回转窑的机械特点及对耐火材料的强度要求v 耐火材料与回转窑壳体之间有一定的滑动或滑动趋势，产生一定的摩擦，耐火砖必须具有必要的强度，抵抗摩擦带来的损害。v 回转窑从轴向看，不是绝对的刚性体，由于回转窑筒体在支撑点之间的挠度，随着回转窑的运转，出现于旋转同步的周期性弯曲，由于三组拖轮的回转窑采用了非静定结构，当各个拖轮组因温度差异有不同的膨胀量时，将使窑筒体的同轴度出现偏差，产生较大的附加荷载。当回转窑突然停电时（在暴雨条件下更为严重），造成窑筒体因上下受热不均出现较大的弯曲变形，使窑内的耐火砖承受较大的挤压应力。这些附加应力将通过窑筒体最终作用在窑衬上。v
13、 径向应力窑筒体椭圆率（%）=窑筒体钢板内径D（m）/10因筒体椭圆变形传递到窑衬得压应力计算：D=3H/4R02*D*ED式中： D压应力（N/m ）； D窑体的椭圆（mm），D=2R0 R0窑筒体半径（mm）； H衬砖厚度(mm)； ED压缩弹性模量（N/m）；回转窑椭圆率与耐火砖的压应力椭圆率（%）椭圆度（mm）压应力（N/m）0.31211.250.4161500.52018.750.62422.51.3.2 沿轴向分布的回砖窑的各个热工带v 喂料带 位于回转窑的尾部，约1.52.0mv 预热带 也称分解带。v 后过渡带 也称过渡带v 烧成带v 前过渡带v 窑口1.3.3 水泥预分解生产线回转窑耐火材料配置实例我国部分工厂配置实例窑规格窑口前过 渡带烧成带后过渡带安全带预热带喂料带3.250m耐热
