水泥回转窑用耐火砖的砖型和砌筑方式

第1页共11页 12.干法水泥生产用耐火材料的选择和配套应考虑的因素 2 22.2.窑内砌砖的基本要求 2????窑内砖型设计宜考虑下列因素 2 3????窑内衬砖使用的耐火泥浆宜符合下列 3 3????预分解窑不动设备衬体设计应考虑下列因素 3????单筒冷却机的衬料设计应考虑下列因素 4????窑头窑筒体的要求衬砖砌筑 4 5????砖型尺寸 5 6 6 6 7 7????膨胀差异 7??????曲率直径 9 9 ????挡砖圈 窑衬设计需要解决的问题：减少耐火材料的负荷，确保窑衬施工质量，方便窑衬检修，以达到最大限度发挥材料性能、获得最佳使用效果的目的。众所周知，**了优质的耐火材料，未必一定获得理想的寿命。在采购优质耐火材料的基础上，还必须做好窑衬的设计、窑衬的施工、窑衬的使用和维护，才能第2页共11页第3页共11页高铝质、黏土质衬砖宜用ISO标准系列；窑内衬砖宜用单层；窑内低温部位使用的高强隔热砖强度小得小于10MPa;窑内衬砖厚度范围值宜符合《水泥工厂设计规范》的相关规定；新型干法窑衬砖长度宜为198mm;窑内楔形砖的小头必须有标记。缝：镁质衬砖为2mm,高铝质、黏土质衬砖不得大于2mm;环向砖缝：镁质衬砖2mm;高铝质、黏土质衬砖为2mm。镁质衬砖干砌时，应使用铁板和衬板填塞砖缝。置挡砖距轮带和大牙轮4m内不得设置挡砖圈；挡砖圈应有足够的强度、受热变形小，其型式应根据使用条件而定；挡砖圈应与筒体垂直，其偏斜不得大于1.5mm。预分解系统不动设备耐火材料的配置见表1。表1预分解系统不动设备耐火材料的配置第4页共11页部位名称隔热层工作层预热器、分解炉、拱顶形耐碱砖、高铝耐碱砖、抗剥落高铝砖、高强耐碱浇注窑罩门篦冷机喷煤管高性能喷煤管专用浇注料、莫来石浇注料、刚玉质浇注料所有墙体砌筑，均应设置隔热层；工作层耐火砖厚度及隔热砖厚度，宜用65、114、230或75、124、250mm;隔热厚度应根据工作温度、筒体表面温度的要求和所选用隔热材料的导热系数来确定，当工作温度小于1000℃时，隔热导层宜选用硅酸钙板，其中层厚度小于80mm;当厚度大于80mm时，宣用双层，每层厚度应大于30mm;当工作温度大于1000℃时，应采用隔热砖；锚固件在工作温度下应上衬砖牢固，紧靠壳体为宜；不动设备墙体砌筑时，衬砖应错砖，砖缝不得大于2mm,隔热层与工作层之间的缝隙宜取1~2mm;墙体应留有膨胀缝，其纵向膨胀缝宽度不大于10mm,二道缝膨胀的间距不小于50mm;耐火浇筑料与金属筒壁之间的隔热层宜选用铝酸钙板；使用耐火浇筑料应配置锚钉，锚钉形状及数量、排列方式以固定住浇筑料为准，并应预留振捣位置单筒冷却机的砖铟应按ISO标准系列设计；单筒冷却机内衬砖的厚度宜符合《水泥工厂设计规范》的相关规定；单筒冷却机衬砖长度宜为198mm;单筒冷却机衬砌要求应符合《水泥工厂设计规范》的第5页共11页列方式以固定浇筑料为准，并预留灌注、振捣位置，设置结构缝、伸缩缝。0耐火材料的储存应考虑下列因素耐火材料必须放置在耐火材料库内储存；耐火材料库宜靠近烧成车间，运输方便；耐火材料库有效面积宜符合《水泥工厂设计规范》的相关规定；耐火材料库应干燥、通风、搬运方便，宜采用水泥地面。??.砖型尺寸水泥窑用砖的尺寸关系到窑衬的寿命。砖的四个尺寸要素是高度h、长度L、小头尺寸1、大头尺寸12,如图1所示。图1砖的四个尺寸耐火砖的高度h决定了窑衬的厚度。一方面，窑衬厚度决定窑衬的重量，影响窑体的变形和衬砖所受的机械应力；另一方面，窑衬厚度又影响窑体表面温度和散热损失，决定可被蚀损耐火材料的厚度。如果窑衬过厚，筒体变形大，耐火砖受到的机械应力大，寿命可能降低。如果窑衬过薄，耐火砖稍一蚀损，窑体温度就超过上限，即该换砖。所以，窑衬过薄或过厚都不利于提高寿命。建议衬砖高度见表2。表2建议衬砖高度衬砖类别筒体内径高铝砖窑筒内的碱性砖宜采用B型(或称VDZ型，VDZ为全德水泥协会标准);黏土砖和高铝砖宜采用π/3型(又称ISO型，ISO为国际标准化组织的简称)。采用上述标准后，碱性砖单重7-8kg,黏土、高铝砖单重10kg,便于制造和砌筑。采用VDZ或π/3第6页共11页??.砌筑方式图2环向和交错两种砌砖方式第7页共11页??.膨胀缝图3耐火砖的布置式见式(12-1),不同材料的热膨胀系数见表3。式中S——膨胀量；a——热膨胀系数；L——原始长度。304耐热钢温度范围/℃膨胀系数/×10-*K-从表3可知：从砖的冷端来看，黏土砖、高铝砖的热膨胀低于窑体；碱性砖的热膨胀和窑体相当。冷热端对比来看，大小头温差为1000℃时，碱性砖的相对膨胀高达1.2%,高铝砖的相对膨胀仅为0.75%。掉砖，黏土砖、高铝砖常用火泥砌筑。为防止热端被挤坏，有0.6%,一旦耐火砖的热端受热后发生较大收缩，就有可能发生抽签、掉砖。所以，一般不在窑内铝硅质耐火砖衬中留设膨胀缝，还要砌紧窑衬。只在铝硅质整体性耐火材料中留设一定的膨胀缝。第9页共11页??.3.曲率直径根据如图12-1所示几何条件，耐火砖的曲率直径D和图中所示耐火砖大头尺寸耐火砖小头尺寸11,耐火砖的高度h之间满足以下关系。如用一种砖砌窑：当砖的曲率直径大于窑的曲率直径，砌窑后砖的小头就会处于挤压状态，大头就会处于放松状态。升温中，砖的小头受到强烈的挤压。使用中，小头损耗以后，如砖的剩余部分不能挤紧，就会发生抽签、掉砖事故；当砖的曲率直径小于窑的曲率直径时，砌窑后砖的大头处于挤紧状态，小头处于放松状态。升温中，砖的小头预留有一定的空间，可以容纳热端的膨胀。使用后，砖的小头损耗以后，大头还能挤紧。从以上可知，理想的状态是大头挤紧，小头适度放松。但为防止“爬坡”,还需在砖的小头垫薄钢板条或涂抹火泥。如果采用两种砖砌窑，稍多选一些曲率直径小的砖，稍少选一些曲率直径大的砖，在砖的小头垫钢板或涂抹火泥以留设膨胀缝，也可以实现“大头挤紧、小头留缝”。留缝后，务必打足钢板，以紧锁衬砖和防止掉砖。??.4.膨胀缝的留设干砌碱性砖时，径向缝设置为窑长的1%,即在每块长200mm砖的两端垫厚2mm的纸板；轴向第10页共11页??.锁缝砖衬体冷端周长(主砖+锁砖+钢板)=窑体内表面周长(12-4)衬体热端周长(主砖+锁砖+钢板)=窑体预留周长+(-20-0mm)