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磷酸盐结合高铝砖损坏机理

编辑:耐火浇注料   时间:2020-11-27    浏览:   
     磷酸盐结合高铝砖用于水泥回转窑烧成带、过渡带、冷却带,其中用于过渡带、冷却带有较长的使用寿命,而用 于回转窑烧成带损坏成度要大些,其使用寿命相对短些,见表1。

表1磷酸盐结合高铝砖在垃圾焚烧水泥回转窑上使用情况


     磷酸盐结合高铝砖在垃圾焚烧水泥回转窑上作窑衬材料,其中过渡带和冷却带在大中型窑中比一般普通高铝砖使 用寿命可延长2~3倍,在小型窑中可延长3~4倍。若用于烧成带可延长1~2倍。而磷酸盐结合耐磨砖用于冷却带,则 抗磨损性较好,使用寿命较长。

     从实践结果表明,磷酸盐结合高铝砖作垃圾焚烧回转窑窑衬材料,其使用寿命不仅取决于砖体本身的化学矿物组 成、组织结构和外形尺寸,而且与窑体结构、砌筑技术、操作方法及外加水泥原料和煤粉和垃圾化学成份等因素有关。

     1、机械扭曲变形损坏
 
     磷酸盐结合高铝砖用于垃圾焚烧发电水泥回转窑机械损坏,主要是窑体变形和热膨胀引起的。窑体变形是由于窑 轮带区断面的椭圆度,窑的径向变形以及开窑和停窑的巨大因,在点火烘窑时,窑衬和窑体会发生膨胀,窑体断面向 外膨胀量少于磷酸盐结合高铝砖窑衬的膨胀,使磷酸盐结合高铝砖热面膨胀受阻,造成大面积的热面层炸裂剥落,同 时,垃圾与水泥物料的运动也会造成砖面机械磨损。

     2、热化学浸蚀损坏

     磷酸盐结合高铝砖的化学浸蚀损坏主要是硅酸盐、铁酸盐及垃圾焚烧灰粉中K2O和N2O等碱性侵蚀及砖体中的 二次莫来石化也是磷酸盐结合高铝砖损坏的原因之一。

     2.1固相反应和熔融物质的渗入

     温度800℃~1200℃,石灰质与黏土质、物料和灰粉与衬砖之间通过表面固体物之间的相互扩散并发生固相反 应。石灰质与黏土质之间比表面积远大于物料、灰粉与砖衬之间的比表面积,其固相反应速度比衬砖与物料之间要快 得多。磷酸盐结合高铝砖的矿物组成主要是莫来石(3Al2O3・2SiO)和刚玉(Al2O3),石灰质组分与磷酸盐结合高铝砖 窑衬之间反应主要生成CaO•Al2O3和CaO•Fe2O3,固相反应改变了磷酸盐结合高铝砖表面化学成份和组织结构。

     在垃圾焚烧水泥回转窑内,因高温产生的熔融物液相渗入到窑衬砖内,使磷酸盐结合高铝砖热面脆化,其热震或 机械应力作用,造成砖面炸裂损坏。因窑内垃圾焚烧灰粉和物料碱含量偏高加之窑内气流温度过高,致使液相量增 多,使砖体表面窑皮烧流,引发掉砖红窑。

     2.2二次莫来石化

     当窑内气温过高时,物料中的SiO2与磷酸盐结合高铝砖内的AI2O3生成莫来石,形成重结晶体,使磷酸盐结合 高铝砖体积膨胀,造成砖体炸裂,适当控制窑温和原料各率值,不仅可以提高熟料质量,而且还可以提高窑衬的使用 寿命。

     3、热应力冲击损坏

     窑内气流和物料温差过大,在回转窑旋转过程中,上下有300%~500℃温差变化,使磷酸盐结合高铝砖窑衬承受 的热负荷增加,致使窑衬磷酸盐结合高铝砖炸裂损坏。

     1)高温过热。若垃圾和煤粉等燃料焚烧时间过长,温度过高,液相增多,易使窑内液相量增加致使窑皮烧流,造 成局部掉砖。一般挂窑皮的厚度控制为150~200mm厚,相对稳定不会过热损坏。

     2)热震稳定。磷酸盐结合高铝砖窑内经高温二次烧结,改善了磷酸盐结合高铝砖高温使用性能,提高了热震稳定 性,有利于挂好窑皮和保护窑衬材料不受损坏。

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