一般套筒石灰窯燒嘴采用的鎂質(zhì)耐火磚,在使用一年多的時(shí)間內(nèi),容易發(fā)生斷裂問題,使得燒嘴磚的使用壽命與窯體壽命不同步,套筒石灰窯在使用不到一年內(nèi)燒嘴磚就斷裂了1/3,而石灰窯的使用壽命在3年以上,因此,燒嘴磚的使用壽命與窯體壽命不同步,盡管燒嘴磚的斷裂不影響石灰窯的使用,但對煅燒工藝有一定的負(fù)面影響,因此很有必要進(jìn)行研究。
燒嘴磚容易斷裂的成因,燒嘴磚采用的材質(zhì)為鎂質(zhì)耐火磚。該堿性材料除具有優(yōu)良的耐高溫和抗石灰的反應(yīng)性外,存在如下不利的因素,導(dǎo)致提前斷裂1:鎂質(zhì)耐火材料的熱膨脹大,抗熱震性差。燒嘴磚受火焰熱氣流的沖刷,承受的熱沖擊環(huán)境惡劣,容易出現(xiàn)熱震所致裂紋。2:由于熱膨脹系數(shù)大,鎂質(zhì)耐火材料的熱應(yīng)力高。當(dāng)有局部應(yīng)力集中時(shí),易發(fā)生斷裂3:鎂質(zhì)耐火材料易于水化,導(dǎo)致鼓脹開裂。施工時(shí)受環(huán)境條件影響較大。烘烤不當(dāng),也易出現(xiàn)開裂,導(dǎo)致掉塊。在陰冷潮濕的天氣,火泥中的水分不易排除,更易使磚發(fā)生水化,因而對施工環(huán)境條件和烘烤要求苛刻4:鎂質(zhì)耐火材料的熱態(tài)強(qiáng)度較低,在熱應(yīng)力作用下易發(fā)生蠕變。
燒嘴磚材質(zhì)改進(jìn)選擇采用剛玉莫來石質(zhì)耐火澆注料制作燒嘴磚的預(yù)制件,具有如下優(yōu)點(diǎn):
1:剛玉莫來石耐火澆注料主晶相為剛玉和莫來石,前者具有很高的熔點(diǎn)2050℃、硬度和強(qiáng)度,能夠抵抗高溫和氣流沖刷,具有優(yōu)良的高溫耐磨性。莫來石的熔點(diǎn)也較高1840℃,其特點(diǎn)是熱膨脹系數(shù)小,晶體呈針柱狀鑲嵌結(jié)構(gòu),具有很好的抗熱震性。剛玉相和莫來石相復(fù)合的耐火澆注料兼具二者的優(yōu)點(diǎn),可以有效抵抗燒嘴磚受火焰熱氣流的沖刷,能夠承受惡劣的熱沖擊環(huán)境,防止燒嘴磚發(fā)生斷裂。
2:剛玉莫來石耐火澆注料不存在水化問題,施工受環(huán)境影響小,對施工條件要求不苛刻,且澆注、養(yǎng)護(hù)和熱處理可在供料廠家進(jìn)行,質(zhì)量易于得到保證。不會在施工和烘烤時(shí)水化開裂。
3:燒嘴磚為異型磚,不易機(jī)壓成型。采用澆注方法,容易做到整體或分體成形,實(shí)現(xiàn)形狀和尺寸的精確控制。機(jī)壓磚臨界粒度有限,一般為5 mm,而澆注料的臨界粒度可大到20 mm左右,有利于結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和提高抗熱沖擊性。
4:燒嘴磚在使用時(shí),由于燃?xì)猓ɑ蛉加停﹪娤驙t內(nèi),爐內(nèi)的CaO粉塵不易附著在燒嘴腔內(nèi),不會發(fā)生CaO與Al2O3-SiO2材料的反應(yīng)。即便有少量CaO附著在燒嘴磚上,燒嘴磚中A12O3含量較高(大于75%),而SiO2和CaO的含量比較低,根據(jù)A12O3- SiO2-CaO三元相圖,發(fā)生反應(yīng)的溫度在1500℃左右?梢哉J(rèn)為,在石灰窯的工作溫度下不易發(fā)生Al2O3-SiO2-CaO的固相反應(yīng)。
總結(jié):一般套筒石灰窯燒嘴采用的鎂質(zhì)耐火磚,在使用一年多的時(shí)間內(nèi),容易發(fā)生斷裂問題,使得燒嘴磚的使用壽命與窯體壽命不同步,本文針對國內(nèi)所用套筒窯燃燒嘴易斷裂的現(xiàn)象,分析其成因;并根據(jù)石灰窯煅燒帶燃燒工藝、內(nèi)襯耐材的結(jié)構(gòu)等重新生產(chǎn)出適合套筒窯燃燒嘴用的剛玉莫來石質(zhì)耐火澆注料預(yù)制實(shí)踐表明,新的燒嘴磚的使用壽命與窯體壽命得到同步。