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      什么是窯皮?窯爐中窯皮形成機(jī)制及影響全解析

      發(fā)布時(shí)間:2017/12/27 17:12:38 點(diǎn)擊率: 來源:艾米 作者:榮盛耐材

      一、窯皮的作用

      窯皮是黏附于窯內(nèi)高溫帶耐火材料表面的水泥熟料,對(duì)保護(hù)窯襯,延長耐火材料壽命起非常重要的作用。

      大型新型干法水泥窯的火焰溫度高達(dá)1700℃以上。如無窯皮保護(hù),耐火材料表面就會(huì)在很高的溫度下工作。耐火材料很快就會(huì)因高溫和侵蝕的作用而損毀。窯皮的熱導(dǎo)率為1.16w/(m·K),堿性磚的熱導(dǎo)率為2.70w/(m·K)。如有150mm厚的窯皮存在,堿性磚的熱面溫度從1500℃降至600~700℃,熱端膨脹從105%降至006%~007%。工作負(fù)荷大為緩和。從而,耐火材料的侵蝕得以減慢,窯襯壽命得以保持。

      二、窯皮的形成過程

      水泥回轉(zhuǎn)窯中,火焰不斷對(duì)窯襯和窯料表面加熱。隨窯體的運(yùn)轉(zhuǎn),窯料在不斷地翻滾。當(dāng)窯料埋住襯料時(shí),襯料就將吸收的熱量傳給窯料,窯料的溫度增高,襯料的溫度降低,部分窯料黏附在窯襯上。當(dāng)窯料被提升到高位置后,窯料在重力的作用下下落,窯料和窯襯分離,撕下部分黏附在窯襯上的窯料。這一過程如圖14-3所示。

      黏附在窯襯上的窯料

      隨時(shí)間的延續(xù),耐火材料表面開始“發(fā)汗”,即出現(xiàn)液相。這時(shí),窯料埋住窯襯,窯襯把熱量傳給窯料后溫度降低,就能黏附一部分窯料,并把其中一些細(xì)粒窯料“凍結(jié)”在窯襯上。如果“凍結(jié)”的窯料多,“撕裂”掉落的窯料少,窯皮就會(huì)緩慢增厚。隨厚度的增長,窯皮表面的溫度增高,達(dá)到“凍結(jié)”  “撕裂”平衡后,窯皮就不再增長。

      如果窯內(nèi)溫度或窯料成分急劇變化,或因“凍結(jié)”-“撕裂”平衡破壞,或因窯體膨脹/收縮產(chǎn)生很大應(yīng)力.或因窯料中β-C2S轉(zhuǎn)化成γ-C2S使窯皮粉化,窯皮就會(huì)大面積脫落。不過,只要燒成條件保持穩(wěn)定,窯皮又會(huì)慢慢形成,對(duì)耐火材料又會(huì)起到保護(hù)作用。如燒成條件變化過快,窯皮頻繁脫落,耐火材料的壽命就會(huì)受到很大影響。

      三、窯皮的形成條件

      通過上述分析可知,掛上窯皮的基本條件是:

      ①窯料有液相;

      ②窯料有細(xì)粒;

      ③耐火材料表面發(fā)汗;

      ④耐火材料窯皮反應(yīng)層不被燒流;

      ⑤隨后粘上的窯皮也不被燒流。

      當(dāng)半熔融態(tài)的窯料和窯皮接觸時(shí),其中的一部分細(xì)粒部分粘連在窯皮上,形成窯皮。隨后,一方面熟料熔體滲入磚內(nèi),并與磚內(nèi)的組分反應(yīng);另一方面,黏附繼續(xù)進(jìn)行,早先黏附的窯皮被“凍結(jié)”在磚面上。由此,窯皮就一層接一層掛上去,直到達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。

      如果溫度低,窯料液相少,就掛不上窯皮;反之,液相太多,窯皮又容易被燒流。從耐火材料來講,窯襯表面不“發(fā)汗”,耐火磚表面就難以粘上窯料。但是,窯襯“發(fā)汗”過多,耐火材料又會(huì)受到嚴(yán)重侵蝕,窯襯的壽命也會(huì)降低。從水泥熟料來講,細(xì)粒子的黏附傾向大,粗粒子的剝蝕能力強(qiáng)。窯料中需要有一定比例的粗細(xì)顆粒以保證被黏附上窯料的速度和被撕裂下來窯皮的速度平衡。總之,窯皮是高溫條件下水泥熟料和耐火材料互相作用的產(chǎn)物。掛好窯皮需要協(xié)調(diào)水泥生產(chǎn)條件和耐火材料。如果水泥生產(chǎn)條件和耐火材料特性能互相適應(yīng),就能掛好窯皮。


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