Як оптимізувати конфігурацію вогнетривких матеріалів для нових цементних печей сухого способу

Як оптимізувати конфігурацію вогнетривких матеріалів для нових цементних печей сухого способу
Використання вогнетривких матеріалів у нових сухих цементних печах є поширеним явищем, причому матеріали для стаціонарного обладнання становлять близько 70–80% від загального обсягу. Різні специфікації цементних печей і систем мають різні вимоги до вогнетривких матеріалів, і відповідні різновиди повинні бути обрані для узгодження конструкції; У той же час відмінності в якості сировини, умовах устаткування і звичках управління роботою різних виробників об'єктивно призводять до дещо відмінних вимог до вогнетривів.
1. Обертова піч
Вогнетривкий литий матеріал, який використовується в обертових печах, особливо вогнетривкий матеріал на передньому отворі печі, не тільки повинен витримувати високі температури понад 1400 градусів під час використання, але також страждає від механічного навантаження, термічного навантаження та хімічної ерозії. Таким чином, термін служби вогнетривкої заготовки на передньому отворі печі має вирішальний вплив на робочий цикл усієї лінії виробництва цементу.
① Як динамічне обладнання, вогнетривкий литий матеріал у передньому отворі обертової печі зазнає двох типів механічних навантажень під час роботи: радіального зсуву печі та осьового стиснення вздовж стовбура печі. Радіальна напруга зсуву в основному виникає внаслідок механічної деформації, що виникає під час роботи обертової печі. У міру збільшення діаметра печі та прискорення швидкості печі періодичне стиснення та ослаблення переднього отвору печі посилюється, а пошкодження радіального напруження зсуву, яке зазнає вогнетривка заливка, також стає більшим. Основною причиною осьового напруження стиску в передньому отворі печі є нахил корпусу печі від 3,5% до 4% відносно горизонтальної лінії. Під час роботи печі матеріали всередині печі рухаються від хвостової частини печі до головної частини печі. Розсипані матеріали в передній горловині печі прагнуть рухатися в напрямку головки печі під спільною дією штовхальної сили рухомих матеріалів і осьової складової сили вогнетривкої цегли всередині печі. Під дією цих двох типів механічних навантажень необхідна достатня механічна міцність для ливарної частини переднього отвору печі.
② Дані показують, що під час роботи обертової печі температура клінкеру на виході з переднього отвору печі досягає 1400 градусів, а температура вторинного повітря, що надходить у піч, досягає 1200 градусів. Під час роботи корпусу печі обшивка печі часто висить і падає, а температура часто змінюється. Результуюча термічна напруга є однією з головних причин пошкодження ливарного отвору переднього отвору печі. З тенденцією широкомасштабного-розвитку цементної промисловості діаметр печі постійно збільшується, а також збільшується об’єм викиду з отвору печі. Це не тільки збільшує механічне навантаження, але й значно покращує термічну міцність всередині печі. Відповідно зростає і теплове навантаження на одиницю площі литого металу, а руйнівна дія термічної напруги більш очевидна. У цьому випадку заготовка передньої печі повинна мати кращу стійкість до термічного удару.
③ Хімічна ерозія є однією з основних причин пошкодження вогнетривких матеріалів, які використовуються в цементних печах. Через різний сорт вапняку та якість палива, що використовується в кожному регіоні, вміст шкідливих компонентів, таких як луг, * * * і сірка в печі також різниться. Шкідливі компоненти сирої руди та сирого палива випаровуються при високих температурах, і ці лужні гази надходять у піч разом із сировиною. При температурі навколишнього середовища в печі від 1350 до 1450 градусів шкідливі компоненти та лужні гази в матеріалах печі мають сильний ефект хімічної ерозії з розливним матеріалом у передньому отворі печі, утворюючи великі мінерали, які викликають розтріскування та відшарування, що призводить до пошкодження «розтріскування лугу». Таким чином, ливарний отвір у передньому отворі печі повинен мати гарну лугостійкість.
Підсумовуючи, заготовка на передньому отворі печі повинна мати достатню вогнестійкість, механічну міцність, стійкість до термічного удару та стійкість до лугів у високо-температурному середовищі. Заливний матеріал у передній печі завжди мав вирішальне значення для вогнетривких матеріалів, які використовуються в цементних печах. З розвитком технології цементної промисловості масштаб цементних печей поступово збільшувався, а заливний матеріал у передній печі також зазнав розробки вогнетривких матеріалів з високим вмістом глинозему, корунду та доломіту. HR-PA80DT корундовий мулітовий матеріал для лиття горловини печі нашої компанії вперше був використаний на лінії виробництва цементу 2500 т/добу Zhejiang Tongxing Group Cement Co., Ltd., яка була побудована в 2001 році, з терміном служби 8-10 місяців або більше. Пізніше він був широко рекомендований для використання на нових лініях виробництва сухого цементу з масштабом 2500 т/день і 5000 т/день. Виходячи з фактичних умов роботи нової лінії виробництва цементу сухим способом, були запропоновані нові стандарти для вогнетривких матеріалів у передньому горловині печі. Ми розробили HR-75MDT корундовий мулітовий матеріал для лиття горловини печі, який має термін служби 10-12 місяців і відповідає вимогам замовника; Розробка вогнетривких матеріалів є новим викликом для будівництва обладнання лінії виробництва цементу 5000 т/день. Для конкретних умов роботи лінії виробництва цементу 5000 т/день ми також розробили HR-75MTTF високоміцний матеріал для лиття горловини печі з корундового мулітового сталевого волокна, який покращує механічну міцність і стійкість до термічного удару матеріалу, враховуючи продуктивність HR-PA80DT і HR-75MDT.
2. Пальник (труба для впорскування вугілля)
Робоче середовище пальника становить близько 1400 градусів, а температура полум'я становить близько 2000 градусів. Він працює в лужній атмосфері протягом тривалого часу, і температура змінюється частіше, а різниця температур більша порівняно з переднім отвором печі. Тому він вимагає більшої стійкості до термічного удару. Передня частина пальника завжди піддається ерозії потоком повітря всередині печі, особливо нижня частина, яка є більш серйозною. Крім того, цей повітряний потік містить клінкерний пил всередині печі, а вогнетривка частина пальника потребує достатньої зносостійкості. Враховуючи два вищезазначені пункти, вимоги до продуктивності для лиття з пальником вищі, ніж для лиття з передньою частиною печі. Виходячи з умов експлуатації нового обладнання лінії виробництва сухого цементу, що відповідає лицьовій частині передньої печі, ми розробили матеріали HR-75MET, HR-75MEF і HR-PA80ET вугільної труби * * * зі строком служби 5-8 місяців.
3. Кожух печі та решітка-охолоджувач
Кожух печі та решітка-охолоджувач є стаціонарним обладнанням, яке зазнає відносно незначних механічних пошкоджень. Їхня робоча температура, як правило, нижча, ніж температура в обертовій печі, і їхні вимоги до вогнетривкої заливки відносно нижчі.
Необхідно звернути увагу на кілька особливих частин: по-перше, вогнетривка частина під кожухом печі піддається відскоку теплового впливу високо-температурного клінкеру, що надходить із отвору печі. Для деяких великих цементних печей добове виробництво клінкеру є великим, і теплове навантаження тут є відносно високим. Якщо затвердіння та контроль температури загального вогнетривкого лиття з високим вмістом оксиду алюмінію погані, він легко лопне та впаде. У верхній частині кожуха печі біля третього повітропроводу повітряний потік пилу є відносно сильним, а зносостійкість ливарного матеріалу хороша при високих температурах. Конструкція верхнього ливарного матеріалу складна, і високі вимоги висуваються до плинності та ранньої міцності матеріалу. Друга причина полягає в тому, що верхня частина переднього кінця решітки-охолоджувача не тільки піддається відскоку теплового впливу клінкеру, але також має відносно високу та змінну робочу температуру. Низькі стінки з обох боків переднього кінця були пошкоджені певними механічними та термічними навантаженнями через високо{7}}температурний клінкер, який проходив через горловину печі протягом тривалого часу. Третій – це точка повороту третьої гілки, яка також схильна до зношування під дією ерозії повітряного потоку пилу.
Використання вогнетривких бетонів для вище-зазначених частин слід обґрунтовано вибирати відповідно до відповідних робочих умов. Підходящими матеріалами є HR-DFB1 з ранніми вибухозахищеними-захистами, HR-DFB з вищою зносостійкістю та HR-M66 мулітові вогнетривкі плити з кращою стійкістю до термічного удару. При розробці інших частин загальні вогнетривкі литті з високим вмістом глинозему можуть відповідати вимогам використання.
4. Система попереднього розкладання
Сировина поступово нагрівається в підігрівачі, і шкідливі компоненти, такі як луг, * * *, сірка в сировині постійно випаровуються і конденсуються, постійно циркулюють і збагачуються, викликаючи сильну хімічну ерозію вогнетривкого лиття та призводячи до пошкодження «розтріскування лугу». Тому під час проектування в цій галузі використовується -високоміцний лугостійкий ливарний матеріал. Порівняно з вихідною сировиною, концентрації збагачення лугу, * * * і сірки в клінкері * * труби термоциклону досягають 5 разів, 80-100 разів і 3-5 разів відповідно. У процесі виробництва цементу система попереднього розкладання в кінці печі часто стикається із ситуацією блокування кіркою. Основними частинами системи попереднього розкладання, які схильні до закупорювання кіркою, є горизонтальна ділянка від висхідного димоходу до повітропроводу C5, компенсатор C5 і випускна труба. Засмічення в основному спричинене високотемпературними склеювальними матеріалами; Усадка та нахил розвантаження димової камери хвоста печі в основному блокуються матеріалами кірки, які є твердими та мають високий вміст лугу; Горизонтальна ділянка повітропроводу C5-C4 в основному заблокована осадом сировини, який містить багато порошку і легко очищається; Конус печі для розкладання в основному заблокований високотемпературним розплавленим вугільним попелом. Хімічний аналіз закупорки кірки та золи з печі на певному цементному підприємстві показує, що високий вміст * * * є основною причиною частого закупорювання кіркою в системі попереднього розкладання, що певною мірою пов’язано з маркою вапняку, який використовується цементним підприємством, і якістю сировини та палива.