水泥窑烧成带的耐火材料在高温、化学侵蚀和机械应力的复杂环境下容易损毁。以下是主要的损毁机理:
1. 高温损毁
烧成带区域温度通常在1400℃~1700℃,甚至更高,**出耐火材料的耐温上限会导致材料结构软化或熔融,导致耐火材料晶相结构破坏,强度降低。
2. 碱性侵蚀
窑内存在大量的碱性氧化物(如K₂O、Na₂O),这些氧化物在高温下与耐火材料反应,生成低熔点的化合物(如硅酸盐、硼酸盐)。低熔点物质会渗入砖体内部,导致耐火材料分层、剥落。
3. 化学侵蚀
燃料中的硫化物(SO₂/SO₃)、氯化物(Cl₂)、以及窑内的液相熟料都会与耐火材料反应,导致材料化学性能下降。熟料液相渗入耐火砖,溶解材料成分。
4. 热震破坏
水泥窑运行中频繁启停或温度波动导致耐火材料的快速膨胀和收缩。热膨胀系数差异引起内应力,导致耐火砖开裂、剥落。
5. 机械磨损
旋转窑内物料对耐火砖的摩擦和冲击,特别是在物料流动不均或配料中夹杂硬颗粒时。窑体变形或耐火砖安装不当也会加剧机械磨损。
6. 气流冲刷
高速气流夹带粉尘冲刷耐火砖表面,导致表面侵蚀和热量流失。耐火材料表面逐渐磨损,内部暴露。
7. 结构应力破坏
窑体的机械变形和砖缝处受力不均,会对耐火砖造成挤压或拉伸,导致材料发生裂纹或断裂。
烧成带是水泥窑中温度较高、化学环境复杂的区域,因此需要使用高性能的耐火材料,以应对高温、化学侵蚀和机械应力。常用的耐火材料包括以下几种:
1. 镁铬砖
主要成分是氧化镁(MgO)和氧化铬(Cr₂O₃)。
特点是高温耐受性强,使用温度可达1800℃以上。具有良好的耐碱性和抗侵蚀性能,热震稳定性较好,特别适合碱性环境。