? ? ? ?回轉(zhuǎn)窯是水泥廠生產(chǎn)運(yùn)行核心設(shè)備，能否保證生產(chǎn)連續(xù)運(yùn)行，在很大程度上取決于回轉(zhuǎn)窯耐火材料內(nèi)襯使用情況。然而影響回轉(zhuǎn)窯耐火材料使用情況的因素有很多，但主要是化學(xué)侵蝕、熱負(fù)荷、機(jī)械負(fù)荷這三個(gè)方面因素。

1、回轉(zhuǎn)窯內(nèi)火材料內(nèi)襯的作用

? ? ? ?回轉(zhuǎn)窯耐火材料內(nèi)襯的作用如下：（1）組織高溫物料、火焰及氣流對(duì)筒體的直接損傷，保護(hù)窯筒體，避免窯筒體高溫變形。（2）組織燒成過程中液相量熟料及CO、Cl?、SO?等有害物質(zhì)直接侵蝕筒體。（3）在煅燒過程中，熟料的燒成溫度約為1450℃，但窯內(nèi)燒成帶燃燒氣體的溫度最高可達(dá)1700℃以上，窯內(nèi)耐火材料起到隔熱作用，降低筒體溫度，阻止熱量損失節(jié)約能源。（4）具有蓄熱保溫的作用，耐火材料窯襯可以充當(dāng)傳熱介質(zhì)，從窯內(nèi)高溫氣體中吸收熱量，以傳導(dǎo)及輻射方式把熱量傳給物料。（5）耐火材料窯襯能夠改善掛窯皮性能，組織高溫及有害物質(zhì)對(duì)筒體的侵蝕，能夠更好保護(hù)窯筒體。

2、影響回轉(zhuǎn)窯耐火材料使用壽命的因素

? ? ? ?回轉(zhuǎn)窯內(nèi)可分為前窯口、下過渡帶、燒成帶、上過渡帶、預(yù)分解帶和后窯口等部位。根據(jù)不同部位的溫度，需配置不同材質(zhì)的耐火材料內(nèi)襯。在生產(chǎn)過程中，耐火材料會(huì)受到來自窯筒體及物料向前運(yùn)動(dòng)的機(jī)械負(fù)荷、噴煤管煤粉燃料和高溫物料的熱負(fù)荷、熟料及有害氣體的化學(xué)侵蝕等；窯內(nèi)耐火材料設(shè)計(jì)、質(zhì)量、砌筑、烘爐以及來自物料的磨損等因素，都會(huì)導(dǎo)致耐火材料內(nèi)襯過早損壞。

? ? ? ?經(jīng)過理論分析，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，得出影響窯內(nèi)耐火磚使用壽命的因素見下圖，其中主要有化學(xué)侵蝕、熱負(fù)荷、機(jī)械負(fù)荷三個(gè)方面因素。

（影響窯內(nèi)耐火材料壽命的因素）

2.1機(jī)械負(fù)荷對(duì)耐火材料使用壽命的影響

? ? ? ?回轉(zhuǎn)窯的機(jī)械負(fù)荷主要是水泥熟料在煅燒過程中，筒體、耐火材料、物料、含塵氣體相對(duì)運(yùn)動(dòng)并傳熱，窯襯受到相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的機(jī)械負(fù)荷以及來自物料的重力和磨蝕作用。當(dāng)窯內(nèi)耐火材料所承受的機(jī)械負(fù)荷超過自身強(qiáng)度時(shí)，會(huì)導(dǎo)致耐火材料損壞。產(chǎn)生機(jī)械負(fù)荷的因素主要有以下三個(gè)原因：

? ? ?（1）筒體扭曲及變形。由于回轉(zhuǎn)窯內(nèi)耐火材料、窯內(nèi)物料和筒體自身重量累加重量過大，在重力以及熱負(fù)荷作用下，或因局部高溫導(dǎo)致筒體局部發(fā)生凹凸形變。筒體的圓形截面會(huì)變成橢圓形，當(dāng)窯運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，筒體變形處會(huì)對(duì)耐火材料產(chǎn)生機(jī)械負(fù)荷，且橢圓度愈大所產(chǎn)生的機(jī)械負(fù)荷也愈大。由橢圓度變化產(chǎn)生的剪切應(yīng)力作用在每環(huán)磚上，故造成磚剝落，一般情況下，剝片厚度均勻、堅(jiān)硬。

（筒體變形：左圖筒體變形后砌筑情況，右圖是筒體變形）

? ? ?（2）回轉(zhuǎn)窯的軸線偏移。回轉(zhuǎn)窯是由輪帶、托輪、托輥支撐的，各斷面圓中心點(diǎn)的連線，應(yīng)在一條直線上。但在窯筒體安裝及部分筒體切割更換后，或者窯體經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行后且窯內(nèi)熱工制度不穩(wěn)定，在熱負(fù)荷和荷重的作用下，窯體的軸線會(huì)產(chǎn)生偏移。再經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)，輪帶和托輥的磨損、托輥出現(xiàn)的外偏和內(nèi)偏，各個(gè)支撐點(diǎn)的荷重會(huì)發(fā)生不同變化，特別是當(dāng)支撐點(diǎn)的荷重過大時(shí)，輪帶及托輥表面會(huì)異常剝離或裂縫，這又將進(jìn)一步加劇窯體軸線偏移；軸線偏移結(jié)果將導(dǎo)致耐火材料受到擠壓變形造成破損或脫落，耐火磚損壞后形狀深淺不一。

（回轉(zhuǎn)窯軸線偏移造成的耐火磚損壞）

? ? ?（3）砌筑質(zhì)量差。由于施工因素，造成耐火磚砌筑過松及扭曲錯(cuò)臺(tái)，在回轉(zhuǎn)窯運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，窯筒體與耐火磚冷面產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，磚襯推力過大，會(huì)導(dǎo)致耐火磚扭斜錯(cuò)位和磚層裂、掉角、甚至掉磚。

（砌筑質(zhì)量差造成的耐火磚損壞）

2.2 熱負(fù)荷對(duì)耐火材料使用壽命的影響

? ? ? ?熱負(fù)荷是指窯內(nèi)襯在烘爐溫升過程中，耐火材料因受高溫產(chǎn)生的熱膨脹，造成相鄰耐火材料之間相互擠壓。使其不能完全自由膨脹而產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力大于耐火磚的強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致耐火磚熱面剝落，熱應(yīng)力是窯內(nèi)耐火磚剝落、破損的重要原因之一。以鎂鐵磚或鎂鋁尖晶石磚為例，l400℃時(shí)的膨脹率按1.6%計(jì)算，長(zhǎng)198mm的耐火磚其膨脹量可達(dá)3.16mm，如此大的膨脹，需要正確地預(yù)留好環(huán)縫(膨脹縫)，預(yù)留過大可能會(huì)導(dǎo)致耐火磚出現(xiàn)抽簽、掉磚現(xiàn)象，預(yù)留過小產(chǎn)生的熱應(yīng)力無處釋放，會(huì)導(dǎo)致耐火磚產(chǎn)生剝落現(xiàn)象，從而嚴(yán)重縮短耐火磚的使用壽命。

2.3 化學(xué)侵蝕對(duì)耐火材料使用壽命的影響

? ? ? 化學(xué)侵蝕對(duì)耐火材料侵蝕在任何窯爐上都存在，是影響窯爐的使用壽命重要因素之一，并且侵蝕機(jī)理較多而復(fù)雜。

（1）煅燒溫度過高或波動(dòng)

? ? ? 在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料逐步轉(zhuǎn)化為水泥熟料，燒成帶熟料的液相量約在25%~30%，轉(zhuǎn)化成的熟料物相主要包含C₃S、C₂S、C₃A和C₄AF等，高溫下液相熟料會(huì)與耐火磚表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并且耐火材料還會(huì)受到堿鹽等有害物質(zhì)和部分有害氣體的滲透侵蝕。若煅燒溫度過高，熟料液相量升高，熟料與耐火材料的化學(xué)反應(yīng)會(huì)加劇，導(dǎo)致熟料與耐火材料熱端的反應(yīng)層加深，因反應(yīng)層與磚的內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在差異，發(fā)生了質(zhì)的變化，如窯內(nèi)溫度突然發(fā)生較大波動(dòng)或停窯冷卻時(shí)，耐火材料變質(zhì)層會(huì)造成的剝落開裂。所以為了保證耐火磚的使用壽命，應(yīng)穩(wěn)定生產(chǎn)操作，制定合理的升及溫冷窯制度。

（冷窯制度不合理造成耐火材料整層剝落）

（2）窯速較快

? ? ? ?新型干法回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)速通常在3.5～4r/min，甚至有高達(dá)4r/min以上，筒體的線速度會(huì)達(dá)到1m/s以上。若窯速提高，在高轉(zhuǎn)速、大直徑和高溫度情況下，熟料與耐火材料接觸次數(shù)更加頻繁，使耐火材料窯襯所承受熱負(fù)荷、機(jī)械負(fù)荷和化學(xué)侵蝕的綜合損壞效應(yīng)，與低轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)窯或靜態(tài)窯爐要大得多。這就要求大中型回轉(zhuǎn)窯耐火材料窯襯均須具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，并制定合理的轉(zhuǎn)窯制度。

3、結(jié)語

? ? ? ?如今水泥工業(yè)在綠色發(fā)展規(guī)劃的政策背景下，回轉(zhuǎn)窯耐火材料內(nèi)襯向“節(jié)能、環(huán)保、長(zhǎng)壽命、輕量化、無鉻化”方向發(fā)展，內(nèi)襯的配置方案、設(shè)計(jì)、質(zhì)量、存放、砌筑、烘窯、生產(chǎn)操作等因素，若處理不當(dāng)均能影響回轉(zhuǎn)窯耐火材料的使用壽命。通過對(duì)上述因素分析，應(yīng)制定一系列措施對(duì)耐火材料進(jìn)行維護(hù)，才能延長(zhǎng)耐火材料的使用壽命，有助于達(dá)到最佳的使用效果。

? ? ? ?鄭州真金公司致力于水泥、石灰、有色、鋼鐵、玻璃及化工行業(yè)耐火材料的研發(fā)研制、技術(shù)解決方案設(shè)計(jì)、施工及配套產(chǎn)品提供等一站式總包服務(wù)，集產(chǎn)銷研出口一體化的高溫窯爐整體解決方案服務(wù)商。服務(wù)鏈貫穿前期咨詢、方案設(shè)計(jì)、研發(fā)生產(chǎn)、筑爐施工及安全生產(chǎn)等整個(gè)項(xiàng)目的生命周期，通過對(duì)各種牌號(hào)產(chǎn)品的優(yōu)化組合，滿足不同工藝要求，切實(shí)為客戶創(chuàng)造價(jià)值。