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立窑窑衬整体结构的选择
来源:耐火材料商情网 日期:2020-05-08

  根据立窑不同部位的热工状况,一般采用3-4层复合窑衬结构为宜。喇叭口是接触物料热面层且受高温及物理化学侵蚀最严重的部位,加之黏边结圈时,人为的机械破损,其使用寿命较短,需要频繁拆换,窑衬砖采用“双窄层”较合适。检修时,仅拆换较薄的热面层,而中间层衬砖可原封不动。这样比一般采用一层厚壁衬砖节约30%—50%,相应的检修工时和费用亦可节省40%左右。参照国际水泥窑窑衬砖厚度系列尺寸,结合我国具体情况,建议立窑热面层衬厚采用如下尺寸系列:
  (1)窑内径<1.7m时,取160mm;
  (2)窑内径=1.7~2.Om时,取180mm;
  (3)窑内径=2.0~3.Om时,取200mm;
  (4)窑内径=3.0~3.6m时,取220mm。
  中间层衬砖厚度建议均采用160mm或150mm,160mm与国际标准ISO/DIS5417/1通用;150mm与国标GB2992吻合。
  隔热层厚度应根据各地各厂不同环境条件综合确定。其结构和施工方法,可灵活采用现场搅捣不定形的轻质耐火混凝土或砌筑预制定型轻质隔热制品。
  越小越好。由于晶须兼高强度、低密度、耐热等特点,常作为增强材料。常用的晶须有A12O3晶须、SiC和Si3N4晶须、石墨晶须等。晶须增强是改善陶瓷材料高温力学性能和热震稳定性的有效手段。
  纳米陶瓷复合材料是20世纪80年代中期发展起来的先进材料。纳米陶瓷复合材料一般可分为三类:晶粒内、晶粒间纳米复合材料以及um/um复合材料。前两类纳米复合材料的纳米级粒子主要弥散于基体晶粒内或基体晶粒问,其目标主要是改善高温力学性能。um/um复合材料则是由纳米级分散体和基体晶粒构成,,目的在于使陶瓷增加某些新的功能,如可加工性和超塑性。纳米陶瓷复合材料的晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、气孔及缺陷尺寸等都只限于100nm量级的水平。晶粒尺寸的减小将使材料的力学性能成倍提高,人们渴望通过纳米陶瓷实现陶瓷材料的增韧和强化。
  上述两类陶瓷材料新技术已经不同程度的影响到了耐火材料技术,如纤维增强浇注料、碳纤维增强镁碳砖、超细粉在耐火材料中的应用、两级或多级直接复合功能耐火材料等。这些耐火材料新技术的要求虽远达不到高性能陶瓷材料的水平,但其原理是相近的,并且随着科学技术的进步,将会不断发展并有所创新。
  生产过程的微机化
  目前,计算机技术已在耐火材料工业的原料开采、原料生产、耐火材料外形和组成设计及配料、耐火材料烧成、性能检测、耐火材料内衬砌筑图设计及施工、生产管理等方面得到了应用,并取得了很好的效果。
  在耐火原料的开采中,主要应用计算机进行自动化分析、统计,并根据统计分析结果将矿石进行调配与均化,以保证出矿原料成分及性能波动在允许范围内,达到充分利用矿山资源的目的。
  在原料煅烧中应用计算机,要求计算机根据不同原料的化学成分及粒度的波动情况,及时调整生产工艺参数,尤其是热工参数,以达到不同原料、不同成分与不同生产工艺参数之间的最佳配合,最终生产出高质量的耐火原料。
  耐火制品的外形设计需要考虑很多因素,首先足使用要求,应能满足不同窑炉的内料形状要求及砌筑要求,同时还应考虑成型时的要求等。利用计算机进行外形设计,就是将实验和实际测试的各种参数输入计算机,通过计算机进行选择,选出能兼顾各种要求的参数,即作为耐火制品的外形参数。组成设计也是采用类似的原理,在充分考虑各种因素的基础上,通过计算机得出最佳的组成。而计算机在配料中的应用则主要是为了产品的组成始终保持在最佳范围,通过计算机随时调整产品配比,避免因原料不同而引起制品组成的波动。
  烧成过程的微机控制主要是利用计算机对烧嘴、风机等进行控制,以便对各种因素造成的温度波动及时进行调整,确保热工制度的实现。

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