Hur man optimerar konfigurationen av eldfasta material för nya cementugnar med torr process

Hur man optimerar konfigurationen av eldfasta material för nya torrprocesscementugnar
Användningen av eldfasta material i nya torrprocesscementugnar är vanligt, med material för stationär utrustning som står för cirka 70 % till 80 % av totalen. Olika specifikationer för cementugnar och -system har olika krav på eldfasta material, och lämpliga varianter måste väljas för designmatchning; Samtidigt resulterar skillnaderna i kvalitet på råvaror, utrustningsförhållanden och driftskontrollvanor som används av olika tillverkare objektivt sett i något olika krav på eldfasta material.
1. Roterugn
Det eldfasta gjutmaterialet som används i roterande ugnar, särskilt det eldfasta materialet vid den främre ugnsmynningen, måste inte bara tåla höga temperaturer över 1400 grader under användning, utan lider också av mekanisk belastning, termisk stress och kemisk erosion. Därför har livslängden för det eldfasta gjutmaterialet vid den främre ugnsmynningen en avgörande inverkan på driftcykeln för hela cementproduktionslinjen.
① Som en dynamisk utrustning utsätts den eldfasta gjutbara vid den främre ugnsmynningen av roterugnen för två typer av mekaniska påfrestningar under drift: radiell skjuvpåkänning i ugnen och axiell kompressionsspänning längs ugnscylinderns riktning. Den radiella skjuvspänningen kommer huvudsakligen från den mekaniska deformationen som genereras under driften av roterugnen. När ugnsdiametern ökar och ugnshastigheten accelererar, intensifieras den periodiska kompressionen och lossningen av den främre ugnsmynningen, och skadorna på den radiella skjuvspänningen som bärs av det eldfasta gjutmaterialet är också större. Huvudorsaken till den axiella tryckspänningen vid den främre ugnsmynningen beror på ugnskroppens lutning på 3,5 till 4 % mot den horisontella linjen. Under ugnsdrift rör sig materialen inuti ugnen från ugnsänden till ugnshuvudets riktning. De gjutna materialen vid den främre ugnsmynningen tenderar att röra sig mot ugnshuvudets riktning under den kombinerade verkan av tryckkraften från de rörliga materialen och den axiella komponentkraften hos de eldfasta tegelstenarna inuti ugnen. Under inverkan av dessa två typer av mekaniska påkänningar krävs tillräcklig mekanisk hållfasthet för gjutgodset vid den främre ugnsmynningen.
② Data visar att under driften av roterugnen når temperaturen på klinkerutloppet vid den främre ugnsmynningen 1400 grader och temperaturen på sekundärluften som kommer in i ugnen når 1200 grader . Under driften av ugnskroppen hänger ugnshuden och faller ofta, och temperaturen ändras ofta. Den resulterande termiska spänningen är en av huvudorsakerna till skadan av gjutgodset vid den främre ugnsmynningen. Med trenden av stor-utveckling inom cementindustrin ökar ugnsdiametern hela tiden, och utsläppsvolymen från ugnsmynningen ökar också. Detta ökar inte bara den mekaniska spänningen, utan förbättrar också avsevärt den termiska styrkan inuti ugnen. Den termiska belastningen per ytenhet av gjutgodset ökar också i enlighet med detta, och den destruktiva effekten av termisk spänning är mer uppenbar. I detta fall bör gjutgodset vid den främre ugnen ha bättre termisk chockstabilitet.
③ Kemisk erosion är en av huvudorsakerna till skadorna på eldfasta material som används i cementugnar. På grund av de olika sorterna av kalksten och kvaliteten på bränslet som används i varje region, varierar också innehållet av skadliga komponenter som alkali, * * * och svavel i ugnen. De skadliga komponenterna i råmalm och råbränsle avdunstar vid höga temperaturer och dessa alkaliska gaser kommer in i ugnen tillsammans med råvarorna. Vid en omgivningstemperatur på 1350 grader till 1450 grader i ugnen, har de skadliga komponenterna och de alkaliska gaserna i ugnsmaterialen en stark kemisk erosionseffekt med hällmaterialet vid den främre ugnsmynningen, vilket bildar expansiva mineraler som orsakar sprickbildning och avskalning, vilket resulterar i "alkaliska sprickbildningsskador". Därför bör gjutgodset vid främre ugnsmynningen ha god alkalibeständighet.
Sammanfattningsvis bör gjutgodset vid den främre ugnsmynningen ha tillräcklig brandbeständighet, mekanisk styrka, termisk chockstabilitet och alkalibeständighet i miljöer med hög- temperatur. Hällmaterialet vid den främre ugnen har alltid varit avgörande i de eldfasta material som används i cementugnar. Med utvecklingen av cementindustrins teknologi har omfattningen av cementugnar gradvis ökat, och gjutmaterialet vid den främre ugnen har också genomgått utveckling av eldfasta gjutmaterial med hög aluminiumoxid, korund och dolomit. Vårt företags HR-PA80DT korund mullit ugnsgjutningsmaterial användes först i 2500t/d cementproduktionslinjen hos Zhejiang Tongxing Group Cement Co., Ltd., som byggdes 2001, med en livslängd på 8-10 månader eller mer. Senare rekommenderades det allmänt för användning i nya torrcementproduktionslinjer med en skala på 2500t/d och 5000t/d. Baserat på de faktiska arbetsförhållandena för den nya produktionslinjen för torrprocesscement har nya standarder föreslagits för de eldfasta materialen vid den främre ugnsmynningen. Vi har utvecklat HR-75MDT corundum mullite ugnsmungjutningsmaterial, som har en livslängd på 10-12 månader och uppfyller kundens krav; Utvecklingen av eldfasta material är en ny utmaning för konstruktionen av utrustning för 5000t/d cementproduktionslinje. För de specifika arbetsförhållandena för 5000t/d cementproduktionslinjen har vi också utvecklat HR-75MTTF korund mullit stålfiber höghållfast mungjutningsmaterial för ugn, som förbättrar materialets mekaniska hållfasthet och termiska chockstabilitet samtidigt som man beaktar prestandan hos HR-PA80DT och HR-75MDT.
2. Brännare (kolinsprutningsrör)
Brännarens arbetsmiljö är cirka 1400 grader och dess flamtemperatur är cirka 2000 grader. Den fungerar i en alkalisk atmosfär under lång tid, och temperaturen ändras oftare och temperaturskillnaden är större jämfört med den främre ugnsmynningen. Därför kräver det högre värmechockbeständighet. Brännarens främre ände är alltid utsatt för luftflödeserosion inuti ugnen, speciellt den nedre delen, som är mer allvarlig. Dessutom innehåller detta luftflöde klinkerdamm inuti ugnen, och brännarens eldfasta gjutbara material behöver tillräcklig slitstyrka. Med tanke på ovanstående två punkter är prestandakraven för brännare gjutbara högre än de för främre ugnsgjutbara. Baserat på driftsförhållandena för den nya utrustningen för tillverkning av torrprocesscement, motsvarande den främre ugnsgjutningen, har vi utvecklat HR-75MET, HR-75MEF och HR-PA80ET kolinsprutningsrör * * * material med en livslängd på 5-8 månader.
3. Ugnshuv och gallerkylare
Ugnshuven och rosterkylaren är stationär utrustning som får relativt små mekaniska belastningsskador. Deras drifttemperatur är i allmänhet lägre än den inuti roterugnen, och deras krav på eldfasta gjutgods är relativt lägre.
Det finns flera speciella delar som måste åtgärdas: för det första utsätts det eldfasta gjutbara elementet under ugnskåpan för värmepåverkan från hög-temperaturklinker som kommer ner från ugnsmynningen. För vissa stora cementugnar är den dagliga klinkerproduktionen stor och värmebelastningen här relativt hög. Om härdningen och temperaturkontrollen av det allmänna eldfasta gjutmaterialet med hög aluminiumoxid inte är bra, är det lätt att brista och falla av. På toppen av ugnskåpan nära den tredje luftkanalen är dammluftflödet relativt kraftigt och gjutmaterialets slitstyrka är bra vid höga temperaturer. Konstruktionen av det översta gjutmaterialet är svårt och höga krav ställs på materialets flytbarhet och tidiga hållfasthet. Det andra skälet är att toppen av den främre änden av rosterkylaren inte bara utsätts för den termiska stöten från klinkern, utan också har en relativt hög och variabel arbetstemperatur. De låga väggarna på båda sidor av den främre änden har skadats av vissa mekaniska och termiska påfrestningar på grund av den höga-temperaturklinker som har passerat genom ugnsmynningen under lång tid. Den tredje är vändpunkten för den tredje grenen, som också är benägen att slitas sönder under erosion av dammluftflödet.
Användningen av eldfasta gjutgods för de ovannämnda-delarna bör rimligen väljas i enlighet med deras respektive arbetsförhållanden. HR-DFB1 med tidig styrka explosionssäker-prestanda, HR-DFB med högre slitstyrka och HR-M66 mullit eldfasta gjutgods med bättre termisk stötbeständighet är alla lämpliga material. Vid utformning av andra delar kan allmänna eldfasta gjutgods med hög aluminiumoxid uppfylla kraven för användning.
4. Pre-sönderdelningssystem
Råmaterialet värms gradvis upp i förvärmaren, och skadliga komponenter som alkali, * * *, svavel i råmaterialet förflyktigas och kondenseras ständigt, cirkuleras och anrikas upprepade gånger, vilket orsakar stark kemisk erosion av det eldfasta gjutbara och leder till "alkalisk sprickbildning". Därför används hög-höghållfast alkalibeständig gjutning i detta område under designen. Jämfört med det ursprungliga råmaterialet är anrikningskoncentrationerna av alkali, * * * och svavel i klinkern i det termiska cyklonröret * * så höga som 5 gånger, 80-100 gånger respektive 3-5 gånger. I processen för cementproduktion möter försönderdelningssystemet vid ugnsänden ofta situationen med blockering av skorpan. Huvuddelarna av försönderdelningssystemet som är benägna att blockera skorpan är den horisontella sektionen från den stigande rökkanalen till C5-luftkanalen, C5-utvidgningsfogen och utloppsröret. Blockeringen orsakas främst av högtemperaturbindningsmaterial; Krympningen och utsläppslutningen i ugnssvansrökkammaren blockeras huvudsakligen av skorpmaterial, som är hårda och har högt alkaliinnehåll; Den horisontella delen av C5-C4-luftkanalen är huvudsakligen blockerad av råmaterialsediment, som innehåller mycket pulver och är lätt att rengöra; Nedbrytningsugnens kon är huvudsakligen blockerad av högtemperatursmält kolaska. Den kemiska analysen av jordskorpans blockering och ugnsaska av ett visst cementföretag visar att det höga innehållet av * * * är den grundläggande orsaken till frekvent blockering av skorpan i systemet före nedbrytning, vilket i viss mån är relaterat till graden av kalksten som används av cementföretaget och kvaliteten på råvaror och bränslen.