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耐火磚生產廠家技術專題

水泥窯耐火磚表面為什么會有窯皮?

編輯:耐火磚???瀏覽:???時間:2018-07-03

  所謂窯皮是指水泥生料在燒成帶和過渡帶的耐火磚表面上,通過黏附和化合而形成一層具有強度的物料層。窯皮的形成主要取決于窯溫和窯料中熔體的含量和黏度。但耐火磚成分、磚內溫度梯度、窯的設備和操作情況也對窯皮的形成有很大影響,如耐火磚與窯料相互反應能力很低且耐火磚過于致密,窯皮的形成困難,維護也有困難。

  在窯內燒成帶,熟料的燒結溫度為1300?1450°C,而火焰溫度高達1800?2000°C,向 四周發出大量的輻射能。窯料(含煤灰等)中產生熔體,耐火磚表面出現極少數的液相時 (俗稱出汗),生料就會在高溫狀態下發生化學吸附和物理黏附,進而滲入磚內,并與磚內組分相反應,形成窯皮的初始層,這是窯皮的形成階段。滲入物在不大于1200°C下固化,產生機械錨固,這是窯皮的粘掛固著階段。隨著窯的轉動,耐火磚在這一初始窯皮的基礎上, 逐漸一層層形成較厚的、較為穩定的窯皮。

  窯皮逐步發展,由于質量而產生的拉應力也不斷增長,一旦拉應力過大,或窯運轉的規律性不良,或窯體變形過大,特別停窯時間過長,窯皮內的C2S由β型向γ型轉化,窯皮就會從襯磚上掉落。

  從上可知窯皮穩定存在的基本條件是:

  (1) 窯料(包括摻入的窯灰和煤灰等)成分適當且與窯溫相適應,能形成數量和黏度均適當的熔體。

  (2) 襯磚的成分和結構(主要是磚內氣孔分布適當)對窯料有一定適應性,有利于窯料黏附磚面并適度滲入磚內,形成機械錨固使窯皮穩定。

  (3) 窯體規整完好,橢圓度不大,窯運轉正常,開停次數少。

  整個燃燒帶內只有在正火點部位窯料實際掛窯皮溫度高于應有的掛窯皮溫度,才是窯皮的穩定帶。正火點前后燒成帶內的兩側部位,特別是燒成帶前后的兩側過渡帶內,窯料實際掛窯皮溫度低于應有溫度,稱為窯皮的不穩定帶。

  窯皮可以有效抗磨、隔熱、阻滯熱侵蝕和化學侵蝕。

  燒成帶正火點處襯磚始終處于穩定窯皮保護之下,磚面溫度往往只有600?700°C,所承受的熱、機械、化學綜合破壞應力很小,可以獲得更佳的使用效果。

  窯皮不穩定時,襯磚承受的應力相應地波動,一旦窯皮嚴重垮落直至露磚,總要附帶地撕掉一層與窯皮緊密黏附并在撕裂部位被先期應力嚴重弱化了結構的熱面層,使襯磚嚴重地剝落受損。在正火點前后燒成帶內的兩側部位特別是燒成帶前后的兩側過渡帶內,都存在襯磚損壞這種典型現象。

  窯皮撕裂磚面層的瞬間,直接裸露于火焰中的新磚面上,溫度從600?700°C或更低驟升至1300?1500°C,迅速產生巨大的熱膨脹應力,又使這一新的磚面層與磚的本體間易于開裂甚至形成兩個磚層的脫離狀態,為下一次窯皮垮落撕裂新的磚層創造了前提條件。

  在正常窯皮保護下,堿性磚面溫度可由1400?1450°C降到600?700°C,襯磚處于極安全的狀態,甚至厚僅23mm的窯皮也可使耐火磚面溫度由1450°C降到約1230°C,可見其保護作用極為顯著。在窯皮保護下,堿性磚內溫度梯度顯著地平緩,磚內滲入物層層顯著變薄,磚的變質損壞也輕。還能使窯體表面溫度降低,有效地保護窯體鋼板免于過熱變形。

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