5 rodzajów materiałów ogniotrwałych do pieców obrotowych
Piec obrotowy, powszechnie znany jako piec obrotowy, to stalowy cylinder wyłożony materiałem ogniotrwałym. W procesie produkcji rotacyjnej, w materiałach budowlanych, metalurgii, przemyśle chemicznym, ochronie środowiska i innych gałęziach przemysłu, materiał jest kalcynowany. Największą liczbę pieców obrotowych posiada przemysł cementowy, jest ich w kraju tysiące, a w dalszej kolejności znajduje się liczba pieców obrotowych stosowanych w hutnictwie stali czarnej i metali nieżelaznych, żelaza, aluminium, miedzi, cynku, cyny, niklu, wolframu, chromu i innych metali z piecami obrotowymi do rudy i kalcynacji pośredniej. Oraz kalcynacja wapna aktywnego jako topnika stalowniczego i różne zastosowania dolomitu (może być stosowany jako żużel konwertorowy do produkcji stali, surowce metalowo-magnezowe, surowce ogniotrwałe itp.), tlenek magnezu kalcynowany, spinel aluminiowo-magnezowy, boksyt, twarda glina i inne surowce ogniotrwałe. Może również kalcynować pierwiastki ziem rzadkich, cząstki ceramiczne, odpady ze spalania i tak dalej. Różne materiały kalcynowane, temperatura wypalania w piecu obrotowym jest również inna, niektóre z najwyższych temperatur do 2000 stopni, inne poniżej 1000 stopni.
Jednakże zasada ich działania jest taka sama, materiał wchodzi z ogona pieca, głowica pieca jest rozładowywana, w zależności od różnej temperatury w piecu, jest ona podzielona na ogon pieca, przedtropikalną strefę spalania (znaną również jako strefa kalcynacji), strefa chłodzenia, głowica pieca (niektóre działy przemysłowe oraz dawna strefa przejściowa, strefa poprzejściowa) i pozostałe segmenty. Materiały ogniotrwałe wybrane dla każdej sekcji są różne, ale mechanizm ich uszkodzenia jest w zasadzie taki sam, to znaczy materiały ogniotrwałe wyłożenia pieca obracają się wraz z płaszczem, są poddawane naprężeniom wytwarzanym przez obrót korpusu pieca i są narażone na uderzenia toczenia, tarcie, erozję i inne działanie materiałów o wysokiej temperaturze. Ze względu na różne rodzaje materiałów, materiał ogniotrwały okładziny jest również inny.
Aby wydłużyć żywotność wyłożenia pieca, oprócz doboru odpowiednich materiałów ogniotrwałych, należy udoskonalić technologię budowy pieca oraz technologię konserwacji i napraw wyłożenia pieca. Spośród pieców obrotowych wielu gałęzi przemysłu w artykule wybrano reprezentatywne piece cementowe, piece dolomitowo-wapienne, piece na pelety, piece na tlenek cynku oraz piece do spalania odpadów.
Chociaż materiały kalcynowane w piecach obrotowych w różnych gałęziach przemysłu są różne, zasada działania jest taka sama, więc materiały ogniotrwałe wykładziny są również takie same i różne, na przykład wykładzina jest podzielona na materiały ogniotrwałe różnej jakości, a głowica pieca i ogon pieca są wykonane z odlewu o wysokiej zawartości aluminium, o niskiej zawartości cementu i włókien stalowych. Poniżej opisano wybór różnych materiałów ogniotrwałych w różnych gałęziach przemysłu.
Piec cementowy
Na początku lat 80-tych opracowano zasadniczo technologię materiałów ogniotrwałych dla cementowych pieców obrotowych. Ogólnie rzecz biorąc, w cylindrze dużych pieców obrotowych SP i PC stosuje się bezpośrednio wiążącą cegłę magnezowo-chromową na taśmę wypalającą, cegłę wysokoaluminiową na taśmę rozkładu oraz cegłę zasadoodporną lub zwykłą cegłę glinianą z tyłu cylindra. Pod koniec XX i na początku XXI wieku pojawiła się cegła Silmo, oprócz pasa wypałowego, przodu i tyłu pieca, w pozostałych częściach zastosowano różne gatunki cegły Silmo. W dzisiejszym przemyśle cementowym nowy suchy piec jest głównym nurtem rozwoju technologii, temperatura wypalania wynosi około 1450 stopni C, a temperatura gazów spalinowych w piecu może osiągnąć ponad 1700 stopni C, a nawet blisko 2000 stopni C.
Aby spełnić wymagania techniczne nowej generacji suchego cementu drugiej generacji, wybrane materiały ogniotrwałe powinny spełniać różne funkcje, takie jak oszczędność energii, ochrona środowiska, trwałość i wydajność, bezpieczeństwo i stabilność. Dlatego w pasie spiekanym zastosowano cegłę magnezowo-aluminiową spinelową zamiast cegły magnezytowo-chromowej (ponieważ łatwo jest wyprodukować sześciowartościowy chrom, który jest toksyczny dla organizmu ludzkiego), w pasie przejściowym zastosowano cegłę spinelowo-magnezowo-aluminiową i wypróbowano nową cegłę kompozytową z trzema warstwy (warstwa robocza, warstwa termoizolacyjna, warstwa termoizolacyjna) struktura, warstwa robocza to mulit o wysokiej wytrzymałości, odporny na zużycie i odporny na korozję, warstwa termoizolacyjna to płyta pilśniowa z tlenku cyrkonu, a warstwa termoizolacyjna ma wysoką wytrzymałość . Niska przewodność cieplna i jako szkielet do połączenia warstwy roboczej i warstwy termoizolacyjnej, w piecu 37 ~ 47 m niż temperatura powłoki płaszcza pieca o 60 stopni niższa niż cegła, a także zastosowanie wysokowydajnego mułu cementowego, prefabrykowanego części, tak aby wielkogabarytowy cementowy piec obrotowy od jednego roku remontu do trzech lat dwóch remontów.
Wapno, piec dolomitowy
Skład chemiczny i właściwości chemiczne wapna i dolomitu są podobne, a temperatura kalcynacji jest mniej więcej taka sama, a niektóre przedsiębiorstwa wykorzystują wapno i dolomit w rotacji w tym samym piecu. Istnieją mniej więcej trzy rodzaje materiałów ogniotrwałych stosowanych w okładzinach, jeden to kalcynowana cegła magnezowo-aluminiowa spinelowa, strefa przejściowa to cegła o wysokiej zawartości aluminium, strefa podgrzewania wstępnego to cegła gliniana, warstwa izolacji cieplnej to włókno ogniotrwałe lub lekka cegła, temperatura powierzchni tego rodzaju pieca wynosi 300 ~ 350 stopni, a żywotność wykładziny wynosi 1 ~ 2 lata; Drugi pas kalcynacyjny to lekka i ciężka cegła kompozytowa spinelowa, temperatura powierzchni skorupy jest niższa niż 250 stopni, a żywotność wykładziny wynosi 2 ~ 3 lata; Trzecim jest zastosowanie prefabrykowanych bloków i odlewów do uformowania okładziny, temperatura powierzchni skorupy jest również poniżej 250 stopni, a żywotność również wynosi od 2 do 3 lat.
Firma Baosteel zastosowała cegłę andaluzytową w celu zastąpienia cegły kompozytowej spinelowej w strefie kalcynowanej o grubości 16,1–19,55 m, obniżono temperaturę powierzchni płaszcza pieca, zmniejszono ciężar pieca, a wydajność poszycia pieca była dobra. Po 2 latach użytkowania usunięto poszycie pieca, cegła andaluzytowa zachowała się dobrze, natomiast cegła kompozytowa spinelowa uległa poważnym odpryskom. Ponieważ rzeczywista gęstość andaluzytu jest mniejsza niż spinelu, jeśli pas kalcynowany jest w całości wykonany z cegieł andaluzytowych, ciężar pieca można zmniejszyć o 35 ton, a temperaturę płaszcza o 100 stopni. Wlot, głowica pieca i końcówka pieca są narażone na uderzenia i zużycie masywnych materiałów, które łatwo ulegają uszkodzeniu i odpryskom, a także są częściami o najkrótszej żywotności. Wisco wykorzystuje odlew odporny na zużycie i zasady, który był używany przez ponad 36 miesięcy bez naprawy. Odlew łączy się z homogenizowanym boksytowym kruszywem klinkierowym, SIC 1 ~ 0 mm i drobnym proszkiem, mikroproszkiem SiO2, Al2O3, ultraniskim cementem.
Pas kalcynowany wykonany jest z fosforanu połączonego z niewypaloną cegłą kompozytową, w części ciężkiej jako kruszywo główne wykorzystuje się homogenizowany klinkier boksytowy, dodaje się 4% andaluzytu jako środka spieniającego i poprawia się odporność na szok termiczny. Warstwa termoizolacyjna składa się z pustych w środku kulek tlenku glinu i ekspandowanego perlitu 2∶1.
Zastosowanie cegły kompozytowej i cegły jednorodnej z cegłą termoizolacyjną, dwa rodzaje konstrukcji okładziny z cegły, żywotność ponad 3 lata, rozwiązano problem przegrzania powłoki pieca.
W pasie kalcynowanym Angang przeszedł z cegły magnezowo-chromowej na cegłę spinelową magnezowo-aluminiową w 1992 r., a później na kompozytową cegłę fosforanową, o konstrukcji dwuwarstwowej na konstrukcję kompozytową, od muru suchego do muru mokrego, od muru sekwencyjnego do muru przestawianego, a później do muru zespolonego z prefabrykowanych bloków i betonów. Same prefabrykowane bloki i elementy betonowe są osadzone w metalowych elementach kotwiących i bezpośrednio skonsolidowane na stalowej powłoce. Prefabrykowany blok i odlew są osadzone w warstwie materiału termoizolacyjnego, temperatura płaszcza pieca zostaje zmniejszona z 320 stopni do 222 stopni, a warstwa mikroporowatego filcu termoizolacyjnego NJS w skali nano jest dodatkowo ulepszana w korpusie cylindra, dzięki czemu płaszcz jest zmniejszona z 220 stopni do 176 stopni.
Piec na pellet (ruszt - piec obrotowy)
W ostatnich latach całkowita zdolność produkcyjna pelletu wynosi ponad 60 milionów ton rocznie, a temperatura głowicy pieca obrotowego wynosi 1150 ~ 1180 stopni C, a ogona pieca 1050 ~ 1080 stopni C. Temperatura obszar odbiorczy chłodnicy pierścieniowej osiąga 1100 ~ 1300 stopni. Wybór materiałów ogniotrwałych musi opierać się na zastosowaniu różnych części warunków, ruszt składa się głównie z odpornego na zużycie odlewu o wysokiej zawartości aluminium, lekkiego odlewu mulitowego, niektóre odlewane za pomocą cegły kotwowej. Piece obrotowe są zazwyczaj wykonane z prefabrykowanej cegły mulitowej o wysokiej zawartości tlenku glinu z kotwą i odlewem z tego samego materiału. Cegła wisząca pierwszej zimnej sekcji chłodnicy pierścieniowej została wymieniona z niespalonej cegły fosforanowej na wypalaną cegłę wysokoaluminiową, a górna część pieca została wymieniona na odlew niskocementowy, a żywotność została wydłużona z kilku miesięcy do 2 lat.
Piec do tlenku cynku
Głównym urządzeniem do produkcji tlenku cynku metodą ogniową jest piec obrotowy. Do wsadu dodaje się środek redukujący, taki jak proszek koksowy, i wykorzystuje się lotny charakter metalicznego cynku. Opary metalicznego cynku przedostają się do gazów spalinowych i wytwarzają tlenek cynku, gdy spotykają się z tlenem w warunkach wysokiej temperatury. Podczas produkcji stali powstają duże ilości pyłów zawierających cynk. Wraz z rozwojem żelaza i stali opracowano także piec obrotowy z tlenkiem cynku. W piecu obrotowym tej instalacji do wstępnego suszenia suszono cegły gliniane, co miało wpływ na żywotność strefy reakcyjnej względem strefy chłodzenia.
Efekt jest dobry przy użyciu klinkieru boksytowego, stopionej tlenku glinu, syntetycznego spinelu magnezjowo-glinowego, składników mikroproszków SiO2, Al2O3, czystego spoiwa cementowego z glinianu wapnia, dodania środka redukującego wodę oraz przeciwwybuchowych cegieł odlewanych i prefabrykowanych z włókien, mocowanych za pomocą elementów kotwiących. strefa wysokiej temperatury pieca obrotowego z tlenkiem cynku. W ten sposób uzyskuje się korzystne warunki do wytwarzania wyrobów kompozytowych.
Piec obrotowy do tlenku glinu i innych zastosowań
Temperatura wypalania w piecu z tlenku glinu 1050 ~ 1300 stopni, próba zbyt wysokich cegieł aluminiowych, cegły magnezowe nie są idealne, a zastosowanie cegieł o wysokiej zawartości aluminium zapobiegających łuszczeniu się w poszyciu pieca, zastosowanie lepszego.
Piec na koks naftowy, używany do odlewania wykładziny, długi okres budowy, duży skurcz, krótka żywotność. Lepiej jest zastosować prefabrykowaną cegłę kompozytową z gwoździem kotwiącym i betonowym murem kompozytowym.
Spalanie w piecu odpadowym, chociaż temperatura użytkowania wynosi około 800 ~ 1200 stopni, ale ze względu na złożony skład odpadów, erozja materiałów ogniotrwałych jest poważniejsza, niektórzy ludzie wybierają cegłę murowaną z chromowanego korundu o wysokiej temperaturze umiarkowanej. Niektórzy stosują także podwójny kompozyt z cegły glinianej i cegły cyrkonowo-chromowo-korundowej.
Piec do niklu laterytowego, produkcja metodą bezpośredniej redukcji w piecu obrotowym w procesie niklowo-żelaznym, jego wyłożenie ma wysokie wymagania w stosunku do materiałów ogniotrwałych, zastosowanie mikroporowatej cegły magnezyjno-aluminiowo-cyrkonowej przez 1 rok, zużycie cegły wynosi tylko około 10%.
JIYGO REFRACTORY & ABRASIVE LIMITED