水泥窯耐火磚性能對掛窯皮的影響

　　高溫條件下，水泥熟料和耐火材料互相作用，形成窯皮是一個復(fù)雜的現(xiàn)象。從耐火材料的角度看，這一問題涉及耐火材料的“發(fā)汗”、掛窯皮時耐火材料受到的損傷以及水泥熟料耐火材料反應(yīng)產(chǎn)物的熱態(tài)和冷態(tài)物理化學(xué)性質(zhì)等眾多問題。

　　第一，耐火材料的化學(xué)礦物組成、氣孔率和組織結(jié)構(gòu)的牢固性決定熟料組分是否容易進(jìn)入磚體，以及和耐火材料反應(yīng)后產(chǎn)生何種物質(zhì)。由此，決定耐火材料是否容易“發(fā)汗”，是否容易被熟料液相潤濕，是否容易粘接水泥熟料顆粒形成窯皮。

　　第二，耐火材料受到高溫的作用和熟料的侵蝕，耐火材料表面的化學(xué)成分、物相組成、物理性能都發(fā)生了改變。例如，鎂鐵尖晶石磚、鐵鋁尖晶石磚含有大量的助燒Fe2O3。如果不能迅速形成窯皮，磚中Fe2O3將與熟料反應(yīng)，形成C4AF和c2F，致使耐火磚熱端的體積密度增高、顯氣孔率降低、熱膨脹系數(shù)增大，從而易于受熱震損害。

　　第三，水泥熟料耐火材料反應(yīng)產(chǎn)物的物理性能。

　　C2S-MgO·(Fe，Cr)2O3系統(tǒng)的熔點(diǎn)比C2S- MgO·(Fe，Al)2O3。系統(tǒng)高200℃左右。由此推知，鎂鉻磚的耐燒蝕性要比鎂鋁尖晶石磚、鎂鐵尖晶石磚、鐵鋁尖晶石磚好得多。

　　第四，水泥熟料與白云石磚的反應(yīng)產(chǎn)物是C3S。與鎂鉻、鎂鋁耐火材料的反應(yīng)產(chǎn)物都有C2S。C2S具有相變和粉化的可能。在Cr、Al、Fe三種元素中，只有Cr能穩(wěn)定β-C2S。所以，白云石磚的掛窯皮性最好，鎂鉻磚次之，鎂鋁磚的掛窯皮性最差。

　　常見堿性磚的掛窯皮性

　　窯皮的維護(hù)

　　1.掛上窯皮

　　一般情況下，掛窯皮需要較長的時間(1～3d)。掛窯皮的過程中，要求窯皮逐漸增厚，速率不要過快，以免掛上疏松的窯皮。

　　掛窯皮時，要求窯體規(guī)整完好，橢圓度正常，窯運(yùn)行穩(wěn)定，盡量減少開停窯的次數(shù)。

　　掛窯皮時，要求生料、煤粉的成分穩(wěn)定適當(dāng)，與所處窯溫適應(yīng)，火焰位置與溫度場保持穩(wěn)定，以形成數(shù)量和黏度適當(dāng)、穩(wěn)定的熔體。

　　掛窯皮時，要求窯料和襯磚互相適應(yīng)，有利于窯料黏附磚面并適度滲入磚內(nèi)，使窯皮穩(wěn)定存在于磚體之上。

　　開始掛窯皮時，喂料為正常的65%～70%，窯速適當(dāng)減慢。當(dāng)窯料接近燒成帶后，適當(dāng)加大風(fēng)、煤，使耐火磚表面“發(fā)汗”，但不得“燒流”。窯料到達(dá)燒成帶后，要確保燒熟，但不能燒大火，還要控制結(jié)粒較小而均勻。熟料大的似核桃，小的似花生米，小顆粒占80%以上，翻滾靈活。以后逐步加大喂料，至第9班時完全揮發(fā)正常。

　　如果按照正常操作不能掛上窯皮，就要尋找問題的原因，采取針對性措施加以解決。從耐火材料來看，掛窯皮的溫度區(qū)間的下限是耐火磚的“發(fā)汗”溫度，溫度上限是窯皮的“燒流”溫度。從水泥熟料來看，掛窯皮溫度區(qū)間的下限是開始結(jié)粒溫度，溫度上限是窯料結(jié)粒明顯粗大的溫度。兩個區(qū)問的交集(彼此重合部分)就是掛窯皮溫度范圍。

　　一般情況下，掛不上窯皮的原因都是掛窯皮溫度范圍過窄或者該溫度范圍不存在。所以，若耐火材料的發(fā)汗溫度過高，制磚時就要添加有利于熟料黏附的物質(zhì)。例如，磷酸鹽磚依靠添加黏土獲得類似于黏土磚的掛窯皮性。如果是熟料結(jié)粒溫度過低，就要提高鋁率或硅率。例如，由磷酸鹽磚改用鎂磚時，提高熟料的鋁率解決了掛窯皮的問題。如果問題已經(jīng)出現(xiàn)，既不能更換耐火材料，也來不及調(diào)整熟料率值，就需要改變操作。例如，必要時可以采用鼓風(fēng)強(qiáng)制冷卻窯體的方法，通過逐步增加冷卻風(fēng)量，掛上窯皮。如果采取措施及時，掛上窯皮后，仍可獲得較長使用壽命。

　　2.維護(hù)窯皮

　　掛好窯皮只是長期安全運(yùn)轉(zhuǎn)的第一步，更重要的是保護(hù)好窯皮，為優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、長期安全運(yùn)轉(zhuǎn)創(chuàng)造條件。維護(hù)窯皮的措施是：

　　①穩(wěn)定熱工制度，保持快轉(zhuǎn)率在85%以上;

　　②控制火焰形狀，不使其刷窯皮;

　　③避免燒大火、燒頂火，嚴(yán)禁燒流或跑黃料，保證熟料結(jié)粒細(xì)小均勻，5～20mm的小顆粒占80%以上，翻滾靈活，進(jìn)冷卻機(jī)微有灰塵揚(yáng)起;

　　④發(fā)現(xiàn)窯皮不好，要及時補(bǔ)掛。