Eldfasta material för olika delar av cementrotära ugnar och relaterade problem (del 1)

May 19, 2025

Lämna ett meddelande

1. Uppdelning av arbetszoner i nya torrprocesscementugnar

 

 I allmänhet, enligt temperaturen på material i cementugnen, delas arbetszonerna i rotationsklilnsystemet (inklusive ugnsvansförvärmning och ugnshuvudkylare) i följande: torkningszon, förvärmningszon, nedbrytningszon, exotermisk reaktionszon, brinnande zon och kylzon.

 

Torkningszon

 

 I traditionella cementrotära ugnar är materialtemperaturen i torkzonen 20–150 grader och gastemperaturen är 250–400 grader.

 

 I nya torrprocesscementugnar värms materialet som kommer in i ugnen till över 150 grader i det ögonblick det kommer in i ugnens svansstadium I -cyklon. Därför finns torkzonen endast i en mycket kort sektion vid råmaterialinloppet. Det finns nästan ingen torkzon i ugnens svanssystem med nya torra cementugnar.

 

Förvärmningszon

 

 I traditionella cementrotära ugnar är materialtemperaturen i förvärmningszonen 150–800 grader och gastemperaturen är 450–850 grader.

 

 I nya torrprocessugnar sträcker sig förvärmningszonen från första stegets cyklon till den näst sista steget Cyclone Dust Collector. I förvärmningszonen börjar de organiska komponenterna i råmaterialet torka destillera och sönderdelas, och lera börjar dehydrera, vilket skapar förhållanden för sönderdelning av kalciumkarbonat.

 

Nedbrytningszon:

 

 I traditionella cementrotära ugnar är materialtemperaturen i sönderdelningszonen 800–1000 grader och gastemperaturen är 1000–1400 grader.

 

 I nya torra processcementugnar sträcker sig nedbrytningszonen från sönderdelningsugnen till en punkt 7d (D är stålplattans diameter på ugnen) bort från ugnens huvud inuti ugnen. Till exempel:

 

För en ny torr processugn med dimensioner φ4m × 60 m, varierar nedbrytningszonen från 28–60 m från ugnhuvudet.

 

För en ny torr processugn med dimensioner φ4,7 m × 74 m, varierar nedbrytningszonen från 33–74 m från ugnhuvudet.

 

Exoterm reaktionszon(även känd som övergångszonen eller övre övergångszonen):

 

 Materialtemperaturen i den exotermiska reaktionszonen är 1000–1300 grad.

 

 I nya torra processcementugnar beräknas övergångszonen som området från 7d till 4d från ugnhuvudet. Exempel:

 

För en × 60 m ny torr processcementugn varierar övergångszonen från 16–28 m från ugnhuvudet.

 

För en φ4,7 m × 74 m ny torr processcementugn varierar övergångszonen från 19–33 m från ugnhuvudet.

 

news-553-307

 

 

Kylzon

 

 Temperaturen på ugnsladdningen i kylzonen är 1100 - 1300 examen. När klinkaren lämnar den brinnande zonen kyls eller stelnades den i kylzonen.

 

Brinnande zon

 

 Förbränningszonen är på platsen för den högsta temperaturen i cementugnen. Flamtemperaturen kan nå 1800 - 2000 examen, och temperaturen på ugnsladdningen når 1350 - 1400 examen.

 

 I denna del finns det ett stort antal alkali -svavelföreningar i ugnsladdningen. Cementklinker måste bilda en ugnsbeläggning för att skydda foder tegelstenarna. Samtidigt måste foder tegelstenarna också ha egenskapen att hålla sig till ugnsbeläggningen.

 

 

2. Strålar på eldfasta material i nya torrsugnar

 

 De spänningar som eldfasta material i cementgryn systemet utsätts för huvudsakligen inkluderar: termisk stress, kemisk stress och mekanisk stress. Skadorna på eldfasta foder är resultatet av interaktionen mellan dessa tre typer av spänningar.

 

 Under klinkerkalkineringsprocessen upphettas temperaturen på rå måltid, ugnsladdning och klinker från normal temperatur till cirka 1430 grader, och bränsleförbränningstemperaturen i ugnsfallen gradvis från 1800 - 2000 grad till under 350 grader. Under klinkerkylningsprocessen kyls klinkaren till cirka 100 grader med luft, medan luften värms upp från normal temperatur till över 1000 grader. I ovan nämnda processer kallas strålning, konvektion och värmeöverföring av rökgas, luft, rå måltid, ugnsladdning och klinker till foder- och metallkomponenterna termisk spänning.

 

 Under cementklinkerkalkineringsprocessen genomgår olika sammansatta komponenter i rå måltid och bränsle, under olika tekniska förhållanden, kemiska reaktioner för att producera olika föreningar. Dessa föreningar tränger in i de eldfasta foderna och metallkomponenterna i fasta, smälta eller gasformiga faser, reagerar med föreningarna i foder och metallkomponenter och bildar låga smältningsföreningar med volymförändringar, vilket leder till skador på foder och metallkomponenter. Detta kallas kemisk stress.

 

 Under cementklinkerkalkineringsprocessen orsakar den relativa rörelsen och värmeöverföringen av material och dammig gas till foder och metallkomponenter nötning och\/eller volymutvidgning på grund av uppvärmning, vilket resulterar i skadorna på foder och metallkomponenter under stress. Detta kallas mekanisk stress. Mekanisk stress kan lindras på lämpligt sätt eller elimineras genom teknisk optimering.

 

3. Påverkan av ökad ugntemperatur på ugnsladdning i nya torra ugnar

 

 Värmeutbyteskapaciteten för förvärmningssystemet i nya torrprocesscementugnar är utmärkt. Värmeväxlingskapaciteten för den roterande ugnsektionen är emellertid relativt dålig, vilket minskar sintringskapaciteten. Därför måste cementrotära ugnar öka förbränningstemperaturen för kompensation. Flamens maximala temperatur i cementens roterande ugn kan nå 1 700 grader, och effekten av hög temperatur är extremt intensiv. Utan skyddet av ugnshuden skadas de utsatta eldfasta materialen snabbt.

 

 När cementugens utgång ökar ökar den högtemperaturbelastningen på den roterande ugnen gradvis. When the output increases from 2,000 t\/d to 7,000 t\/d, the cross-sectional heat load of the kiln increases from 4.2×10⁹ cal\/(m²·h) (1 cal=4.18 J, the same below) to 6.2×10⁹ cal\/(m²·h). Värmebelastningen på ytan på eldfasta material i högtemperaturzonen ökar från cirka 3,0 × 10⁹ Cal\/(m² · h) till 4,8 × 10⁹ cal\/(m² · h), och ytutgångsbelastningen ökar också från 8 ton\/(d · m²) till 11 ton\/d · m²).

 

 Storskaliga pre-dekomposition (PC) ugnar använder högeffektiv kylare med en värmeåtervinningseffektivitet på över 60% och flerkanaliga brännare med tillräcklig förbränning och en låg andel primär luft. Ugnshuvudet är också utrustat med förbättrad lufttäthet och termisk isolering. I en 4,7 m × 74 m förekommande ugn når den sekundära lufttemperaturen 1 150 grader, ugnsvansens gastemperatur når 1 050–1 100 grader (maximalt 1 200 grad), och temperaturen på klinker som lämnar ugnscylindern når 1 400 grader. Driftstemperaturerna i övergångszonen, bränningszonen, kylzonen, ugnsdörrhuven, halsen och hög temperaturzonen på kylaren, och den yttre sidan av brännaren är mycket högre än hos motsvarande delar i traditionella cementugnar.

 

 Although high temperature is beneficial for cement burning, it weakens the performance of refractory materials and accelerates their erosion, leading to damage and affecting the service life of refractories. Therefore, cement pre-decomposition kilns must use a series of new refractory materials to replace the traditional materials used in conventional kilns. For example, in the direct firing point (center) of the burning zone of a cement rotary kiln, high-grade magnesia-based refractory materials are required, including directly bonded magnesia-chrome bricks with a load softening temperature >1 650 grader eller högkvalitativa kromfria alkaliska tegelstenar.

 

 Om en del av de eldfasta tegelstenarna i cementugnen skadas, kommer tjockleken på den återstående ugnsfodret att minska, den termiska isoleringseffekten av fodret kommer att försvagas och yttemperaturen på ugnen kommer att stiga. Detta kommer ytterligare att påskynda skadan på det eldfasta materialen. Till exempel, när cylindertemperaturen i högtemperaturzonen ökar från den normala 250–300 graden till 350–400 grader, kommer betydande deformation av ugnskroppen att inträffa.

 

 En termisk expansionsskillnad kommer att uppstå mellan ugnkroppen och de eldfasta materialen: I vissa fall kan denna skillnad skapa ett stort gap mellan cylindern och de eldfasta tegelstenarna, vilket får eldfastheterna att lossna. Under drift kommer den relativa rörelsen mellan cylindern och ugnsfodret att leda till nötning av eldfastheterna. I andra fall är utvidgningen av ugnkroppen begränsad av monolitiska eldfasta material (såsom castables), vilket genererar betydande stress mellan ugnkroppen och eldfastheterna: Denna stress kan dra ut förankringarna eller skada eldfasta ämnen runt förankringarna.

 

4. Påverkan av accelererad ugnshastighet på eldfasta material i cementugnar

 

 

 Rotationshastigheten för traditionella cementugnar är 1 r\/min, medan den för storskaliga före dekompositionsugnar kan nå så högt som 3–4 r\/min. I pre-dekompositionsugnar med hög temperatur, hög hastighet och stor diameter är driftsmiljön för ugnsskalet och fodret mycket hårdare än för traditionella roterande ugnar.

 

 Cylindern på en cementrotarugn stöds vid stödrullar via ridringar. På grund av cylinderns betydande självvikt, såväl som gravitationskrafterna från eldfasta tegelstenar, ugnshud och ugnsladdning, sker stor radiell deformation i tvärsnittet av cylindern mellan ridringarna. Kontinuerlig mätning av det operativa ugnsskalet med hjälp av ett cylindermätinstrument visar att den dimensionella skillnaden mellan de horisontella och vertikala diametrarna på cylindern kan nå 0. 3%, och ibland till och med 0. 6% - 0. 7%. Varje revolution av ugnsskalet får sin krökning att förändras cykliskt. Följaktligen utsätts det eldfasta fodret oundvikligen för periodiska pressningskrafter från ugnsskalet och inre jämviktsspänningar i tegelringen, vilket leder till skador under trötthetsbelastning.

 

 Dessutom kan tillverknings- och installationsfel, felaktig justering av stödrullar och ojämn bosättning av ugnsfundamentet också orsaka att ugnsskalets böjning överskrider tillåtna värden, vilket komprometterar cylinderns rakhet och ritthet. Om böjning inträffar i ändarna kommer det att få slutcylindern att hoppa, vilket leder till luftläckage vid ugnens huvud och svans, och skador på tätningsanordningar och eldfasta material. Om det inträffar vid transmissionsutrustningens plats kommer det att resultera i ojämn meshing av de stora och små växlarna, vilket orsakar vibrationer som leder till att eldfastheter lossnar, "tegelprakande", tegel faller eller skador på grund av överdriven mekanisk stress.

 

Klicka på de produkter du är intresserad av nedan för att lära dig mer information.

Direktbunden magnesia krom tegel

Tegelsten med hög aluminiumoxid