耐火浇注料生产_耐火砖厂家_郑州信科耐火材料厂家【官网】

20年专注耐火材料领域专业耐火材料生产厂家

关于我们|联系我们|网站地图 24小时服务热线400-628-0609
151-8835-3111

热门关键词: 耐火材料厂家耐火砖高铝砖粘土砖耐火浇注料

联系我们

24小时服务热线400-628-0609
  • 手机号码151-8835-3111
  • 企业邮箱534232523@qq.com
  • 咨询QQ534232523
  • 官方网址www.jsjnhcl.com
  • 公司地址河南省新密市来集镇李堂工业区

水泥窑燃烧器浇注料的损毁原因分析

编辑:耐火浇注料   时间:2021-03-26    浏览:   

 

烧器是水泥窑系统的重要工艺装备,与熟料质量、窑内耐火材料寿命、河南耐火砖 熟料煤耗、环保排放等有着很大的关系。而影响燃烧器使用寿命的主要原因是燃烧器衬体浇注料的损毁,如何延长燃烧器衬体浇注料的使用寿命就尤为重要。燃烧器头部靠近水泥窑的出料口,处于水泥窑系统的高温区,受到窑内熟料、火焰的辐射及二次风气流的传导作用,温度在1100~1300℃。

20世纪末,含 SiC的高铝质低水泥结合耐火浇注料开始在燃烧器上使用,由于采用铝酸盐水泥作为结合剂时易形成钙长石或钙铝黄长石,使浇注料的中温强度降低,造成浇注料衬体的使用寿命很不稳定。近几年来,随着水泥窑的大型化和替代燃料、替代原料的大量应用,水泥窑的煅烧工况也发生了较大的变化,燃烧器浇注料的使用寿命也急剧下降,甚至出现了1~2个月的超短使用寿命,严重影响水泥窑的运行。国内某水泥生产企业的四通道煤粉燃烧器使用Al2O3-SiC系列低水泥耐火浇注料作为保护衬体,衬体厚度 100mm。投入使用 2个月后燃烧器头部和底部出现了严重的损坏,损坏的主要方式是起皮、裂纹和剥落。本文中,就该燃烧器衬体浇注料损毁的原因进行探讨分析。

1?试验

从燃烧器上取一块由外到内完整的衬体浇注料作为试样,高铝砖 将残衬试样根据不同颜色从外到内分为4层,如图1所示。采用X射线衍射仪分析各层的物相组成,采用X射线荧光光谱仪分析各层的化学组成。

图1?浇注料衬体分析层次划分

2?结果与分析

2.1?外观

从试样截面可以看出,1层呈现淡黄色,有明显的熔蚀现象,说明浇注料表面产生了液相;2层呈现白色,结构最为疏松,浇注料已经完全变质,基本上都是碱盐的结晶堆积;3层呈现淡黑色,结构致密,可以看到浇注料组分中的骨料颗粒;4层呈现灰色,结构致密,未发现结晶物质,可以清楚看到浇注料的基质部分和骨料颗粒。

2.2?物相组成

衬体浇注料试样的XRD图谱见图2。从图中可以看出,1层的主要物相是钙长石(CAS2)、硅灰石(C2S)和钾长石(KAS6)。硅灰石(C2S)是由水泥熟料在燃烧器衬体浇注料表面的黏附所致;钙长石(CAS2)可能是由于水泥熟料中的含钙物质渗透进衬体浇注料中,与浇注料基质部分发生反应生成;钾长石(KAS6)可能是原燃材料中的碱性物质在高温煅烧过程中挥发出含K的气相物质,与燃烧器浇注料相遇后,在其表面凝聚沉积,并与浇注料的基质在高温下反应生成。CAS2和KAS6两种矿物均为低熔点物,高温熔融产生液相,造成衬体表面的熔蚀,降低了浇注料的表面强度从而加速其磨损。在1层矿物组成中未发现SiC,说明该层SiC在高温下发生了氧化。

图2?浇注料衬体各分析层的XRD图谱

2层的主要物相是刚玉(Al2O3)、SiC、白榴石相(KAS4)和钾刚玉(KAlO2)。耐火砖材料厂家 白榴石相(KAS4)的产生是由于原燃材料中的K高温状态下与浇注料中的α-Al2O3和硅微粉发生如下反应:

Al2O3+K2O+4SiO2 = 2KAlSi2O6。(1)

钾刚玉(KAlO2)的产生是由于进入浇注料内部的K与浇注料基质中的Al2O3发生如下反应:

K2O+Al2O3=2KAlO2。 (2)

KAS4的产生导致体积膨胀29%,KAlO2的产生导致27.8%的体积膨胀。因此KAS4 和KAlO2的产生会导致衬体结构的破坏,致使衬体浇注料损毁。2层中存在SiC,这是因为1层中的SiC氧化之后,在衬体表面形成了一层SiO2薄膜,从而阻止内部的SiC氧化。SiO2 薄膜也能阻止碱蒸气进入浇注料内部,但在2层中也发现了碱金属的存在。可能是由于燃烧器所处位置在窑头罩的空间之中,衬体浇注料长时间受到夹杂着飞砂料的高温二次风的冲刷,损坏了衬体表面的SiO2 薄膜,导致碱蒸气得以进入浇注料内部形成连续的侵蚀。3、4层中主要物相是Al2O3 和SiC,这与Al2O3-SiC系列浇注料的物相组成相符,说明3、4层未受到碱盐的侵蚀。

2.3?化学组成

衬体浇注料各分析层的化学组成见表1。从表1中可以看出,1层、2层中含有大量的K盐和Na盐,Al2O3和SiO2含量明显低于正常值,说明该处已经被碱性物质严重蚀损。1层中CaO的含量明显高于正常值,其来源可能是水泥熟料,燃烧器衬体浇注料的表层在K、Na盐等物质的作用下,高温产生液相,水泥熟料飞砂粘附在浇注料表面。由1层到3层,Na2O的含量显著降低,而在3层中仍有相当数量的K2O存在,可能是K的渗透能力强于Na的。在2层中,K2O的含量远远高于Na2O的含量,由此推断对浇注料内部基质进行化学侵蚀并产生破坏作用的主要是K盐:一方面,渗透进入浇注料内部的K盐与基质反应生成KAlO2和KAS4等新的化合物产生了体积膨胀,改变了基质的组成和结构,导致浇注料的损伤;另一方面,K盐渗透进入浇注料基质后,在温度降低的过程中逐渐冷却沉积,由于它的体积密度较低,沉积后会产生体积膨胀,从而导致浇注料基质损伤;而且它的力学性质与原基质截然不同,温度波动时,在热应力的作用下,可能会发生断裂或由于体积变化而导致浇注料基质损伤。表1中所示的Fe2O3、Na2O、MgO等其他氧化物,在XRD物相分析中未发现相关矿物,说明它们以玻璃相形式存在于浇注料中。

浇注料各分析层的化学组成

表1?浇注料各分析层的化学组成

3?结论

(1)燃烧器衬体浇注料的外表面由于产生了低熔点的钙长石和钾长石,在高温下会产生液相,降低了浇注料的表面强度,造成浇注料的熔蚀损坏。

(2)高温二次风的冲刷损坏了浇注料表层由SiC氧化所形成的SiO2 薄膜,导致碱盐得以进入浇注料内部形成连续的侵蚀。

(3)燃烧器的化学侵蚀主要来自K盐:一方面是渗透进入浇注料内部的K盐与基质反应生成新的化合物,破坏浇注料基质组成;另一方面是由于钾盐的自身密度差异,在浇注料基质内沉积冷却后产生体积膨胀。二者综合作用导致浇注料衬体损坏。


了解更多耐火知识,请关注耐火材料厂家 http://www.jsjnhcl.com



 


本文分享链接:http://www.jsjnhcl.com/cjwt/4823.html

copyright © 2018 郑州信科耐火材料有限公司 www.jsjnhcl.com 版权所有  
联系电话:151-8835-3111  24小时服务热线:400-628-0609
E-mail:534232523@qq.com   jinsanjiaonaicai@126.com  豫ICP备16032934号
地址:河南省新密市来集镇李堂工业区    

耐火浇注料生产_耐火砖厂家_郑州信科耐火材料厂家【官网】