窯爐爐襯耐火材料損毀的八因素

一般將預分解窯窯內分為4個帶，即分解帶、過渡帶、燒成帶和冷卻帶。四帶中，燒成帶窯襯為關鍵，目前外在預分解窯燒成帶主要采用堿性磚。

熱、機械和化學3種因素構成了窯襯內的應力并導致其破壞。隨窯型、操作及窯襯在窯內位置的不同，上述因素的破壞作用亦不同。其中起決定性作用的是火焰、窯料和窯筒體的變形狀況，它們使窯襯承受各種不同的應力。

對堿性磚，具體有8種破壞因素，即熟料熔體滲入、揮發性組分的凝聚、還原或還原－氧化反應、過熱、熱震、熱疲勞、擠壓和磨刷。但這8種因素對窯內不同帶磚襯的破壞作用各有不同，現就這8種因素損壞堿性磚的機理分別作一簡述。

1、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、C4AF。其中滲入變質層中的C2S和C4AF會強烈地溶蝕鎂鉻磚中的方鎂石和鉻礦石，析出次生的CMS和鎂薔薇輝石（C3MS2）等硅酸鹽礦物，有時甚至還會析出鉀霞石；而熔體則會充填磚襯內氣孔，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，導致磚易開裂剝落。因C2S、C4AF在550℃以上即開始形成，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。

2、揮發性組分的凝聚

預分解窯內，堿性硫酸鹽和氯化物等組分揮發凝聚，反復循環，導致生料中這些組分的富集。由生產實踐，窯尾熱級預熱器中生料的R2O、SO3和CI－含量往往分別比原生料增至5倍、3～5倍和80～100倍。當熱物料進入窯筒體后部1/3部位（800℃～1200℃區段后），物料中的揮發性組分將會在所有磚面及磚層內凝聚沉積，使該處高度致密化，并侵蝕除方鎂石以外的相鄰組分，導致磚滲入層的熱震穩定性顯著減弱，形成膨脹性的鉀霞石、白榴石，使磚堿裂損壞，并在熱－機械應力綜合作用下開裂剝落。因預分解窯從窯尾至燒成帶開始整個無窯皮帶，越靠近高溫帶，窯襯受堿鹽侵蝕的深度越深，窯襯損壞就越嚴重，因此要特別注意對該部位窯襯的選型。

3、還原或還原－氧化反應

當窯內熱工制度不穩時，易產生還原火焰或存在不完全燃燒，使鎂鉻磚內的Fe3+還原或Fe2+，發生體積收縮，而且Fe2+在方鎂石晶體中遷移擴散能力比Fe3+強得多，這又進一步加劇了體積收縮效應，從而使磚內產生孔洞、結構弱化、強度下降。同時，窯氣中還原與氧化氣氛的交替變化使收縮與膨脹的體積效應反復發生，磚便產生化學疲勞。這一過程主要發生在無窯皮保護的鎂鉻磚帶。

4、過熱

當窯熱負荷過高，使磚面長時間失去窯皮的保護時，熱面層基質在高溫下熔化并向冷面層方向遷移，而使磚襯冷面層致密化，熱面層則疏松多孔（一般易發生于燒成帶的正火點區域），從而不耐磨刷、沖擊、震動和熱疲勞，易于損壞。

近年來，在冷卻帶和過渡帶，有不少企業使用了硅莫磚，大部分硅莫磚的事故是由于過燒造成的，很少是其他原因。硅莫磚主要以碳化硅和莫來石構成，而且碳化硅起著非常重要的作用，理論上當溫度上升到2500℃左右，碳化硅開始分解為硅蒸汽和石墨，實際上在窯內還原氣氛條件下，碳化硅在1700℃左右已開始分解，對硅莫磚構成致命的破壞。

5、熱震

當窯運轉不正常或窯皮不穩定時，堿性磚易受熱震而損壞。窯皮的突然垮落，致使磚面溫度瞬間驟增（甚至高達上千度），而使磚內產生很大的熱應力。此外，窯的頻繁開停使磚內頻繁產生交變熱應力。當熱應力一旦超出磚襯的結構強度時，磚就突然開裂，并沿其結構弱化處不斷加大加深，后使磚碎裂。窯皮掉落時帶走處于熱面層的碎磚片，使磚不斷損壞。熱震現象易發生在靠近窯尾方向的過渡帶區域。

6、熱疲勞

窯運轉中，當磚襯沒入料層下，其表面溫度降低，而當磚襯暴露于火焰中，則其表面溫度升高。窯每轉一周，磚襯表面溫度升降幅度可達150℃～230℃，影響深度15mm～20mm。如預分解窯轉速為3r/min，這種周期性溫度升降每月達130000次之多。這種溫度升降多次重復導致堿性磚的表面層發生熱疲勞，加速了磚的剝落損壞。

7、擠壓

回轉窯運轉時，窯襯受到壓力、拉力、扭力和剪切等機械應力的綜合作用。其中，窯的轉動、窯筒體的橢圓度和窯皮垮落，使磚受到動力學負荷；磚和窯皮的重量及磚自身的熱膨脹，使磚承受靜力學負荷。此外，襯磚與窯筒體之間、磚襯與磚襯之間的相對運動，以及擋料圈和窯體上的焊縫等，均會使磚襯承受各種機械應力作用。當所有這些應力之和超過了磚的結構強度時，磚就開裂損壞。該現象發生于預分解窯整個窯襯內。

對于緊靠擋磚圈的磚，大部分損壞是由于擠壓力造成的。國外某公司專做窯口磚，其使用壽命可以保證3年以上，我們把它與其他磚作了檢測對比，發現其差別主要在高溫抗折強度上，而耐火磚的標準根本就沒有把高溫抗折強度列進去，這一點應該引起耐火磚生產廠家的重視。

8、磨損

預分解窯窯口卸料區沒有窯皮保護時，熟料和大塊窯皮又較硬，會對該部位的磚襯，產生較嚴重的沖擊和磨蝕損壞。

實際上，不要以為窯口沒有窯皮是正常的，在有條件的情況下，保持冷卻帶有一定的窯皮，不但能有效保護窯口磚，而且對拓寬窯的操作彈性，穩定產質量都是有好處的。

怎樣為窯爐選擇合適的耐火材料？

耐火材料種類繁多，在眾多耐火材料中選擇合適的產品至關重要。合適的耐火材料可以提高窯爐使用壽命，減少窯爐修補技術從而提高生產效率。本文向大家介紹了，堿性耐火材料、中性耐火材料、酸性耐火材料、硅酸鋁質耐火材料以及熔鑄耐火材料的定義，對選擇合適耐火材料提供參考。

什么是堿性耐火材料?

堿性耐火材料一般指以氧化鎂或氧化鎂和氧化鈣為主要成分的耐火材料。這類耐火材料的耐火度都較高，抵抗堿性渣的能力強。堿性耐火材料主要用于堿性煉鋼爐及有色金屬冶煉爐，水泥工業也常常使用該類材料。其主要產品有鎂質、鎂鉻質、鎂橄攬質、鎂鋁質、白云石質和石灰質等耐火材料。其中鎂質、白云質和石灰石質屬強堿性，鉻鎂質和鎂鉻質、鎂橄欖石質和尖晶石質屬弱堿性。

什么是中性耐火材料?

高溫下，與酸性或堿性熔渣都不易起明顯反應的耐火材料叫中性耐火材料，如炭質耐火材料和鉻質耐火材料。有的將高鋁質耐火材料也歸于此類，列為具有一些酸性傾向的中性耐火材料，而將鉻質耐火材料列為具有一些堿性傾向的中性耐火材料。

什么是酸性耐火材料?

酸性耐火材料通常指Si02含量大于93%的耐火材料，它的主要特點是在高溫下能抵抗酸性渣的侵蝕，但易于堿性熔渣起反應。酸性耐火材料主要有石英玻璃制品、熔融石英再結合制品、硅磚及不定形硅質耐火材料。半硅質耐火材料一般也歸于此類。至于粘土質耐火材料，也有將其劃歸此類，稱之為半酸性或弱酸性耐火材料的。還有將鋯英石質耐火材料和碳化硅質耐火材料作特殊酸性耐火材料也劃歸此類的。

什么是硅酸鋁質耐火材料?

硅酸鋁質耐火材料是指以Si02-Al2O3為主要成分的耐火材料，按其Al2O3含量的多少可以分為半硅質(Al20315?30%)，粘土質(Al203 30?48%)，高鋁質(Al203大于48%)三類。這三類材料一般以葉蠟石、硅質粘土、耐火粘土和高鋁礬土為主要原料，其產品品種多，使用范圍廣，在耐火材料生產中占有較大的比重。榮盛耐材為您提供質耐火材料。

什么是熔鑄耐火材料?

熔鑄耐火材料是指用一定方法將配合料高溫熔化后，澆注成的具有一定形狀的耐火制品。熔鑄耐火材料的生產方法一般有電熔和鋁熱法兩種，其中電熔法主要是用單相或三相電弧爐及電阻爐熔化配合料，鋁熱法是利用鋁放熱反應放出的熱量將配合料熔化。電熔法是目前生產熔鑄耐火材料的主要方法。熔鑄耐火材料主要產品有莫來石，α-Al2O3，β-Al2O3，α-β-Al2O3。

耐火材料出現開裂、脫落、易磨損怎么辦？想要解決問題，需要從根源挖掘，分析出真正的原因，榮盛耐材從事耐材生產、研發服務多年，能解決高溫窯爐內襯的各種疑難問題，歡迎廣大新老朋友咨詢及技術交流。