耐火材料手册课件

新型干法水泥生产线耐火材料手册陆秉权曾志明主编◎中国建材工业出版社目录1. 水泥预分解线的窑炉系统 (6)1.1 水泥预分解生产线窑炉耐火材料的选择 (6)1.2 预热器及预分解窑炉 (6)1.2.1 预热器和预分解炉热工制度有如下特点： (6)1.2.2 预热器分解炉对耐火材料的要求 (7)1.2.3 耐火材料的配置实例 (7)1.3 回转窑 (8)1.3.1 回转窑的机械特点及对耐火材料的强度要求 (8)1.3.2 沿轴向分布的回砖窑的各个热工带 (8)1.3.3 水泥预分解生产线回转窑耐火材料配置实例 (9)1.4 篦式冷却机 (10)1.4.1 篦式冷却机的热工特点及耐火材料 (10)1.4.2 篦冷机耐火材料应用实例 (10)1.5 窑头罩、喷煤管与三次风管 (11)1.6 回转窑砖型的改进与选择 (11)1.6.1 新标准系统耐火砖的配置 (12)1.6.2 我国回转窑用耐火砖的砖型标准 (12)1.6.3 回转窑衬砖高度的选择 (14)2. 耐火材料的主要理化性能及检测 (14)2.1 耐火材料的结构性质 (15)2.1.1 体积密度 (15)2.1.3 真密度 (15)2.1.4 吸水率 (15)2.1.5 透气度 (16)2.2 耐火材料的热学性质 (16)2.2.1 热膨胀 (16)2.2.2 热导率 (16)2.3 耐火材料的力学性质 (16)2.3.1 强度 (16)2.3.1.1 常温耐压强度 (16)2.3.1.2 常温抗折强度 (17)2.3.1.3 高温耐压和抗折强度 (17)第 1 页共 70 页2.3.2 耐火材料的常温耐磨性 (17)2.4 耐火材料的使用性能 (17)2.4.1 耐火度 (17)2.4.2 荷重软化温度 (17)2.4.3 热震稳定性 (18)2.4.4 重烧线变化 (18)2.5 耐火材料的抗化学侵蚀性 (18)2.6 耐火材料的作业性 (18)2.7 耐火砖的挂窑皮性能 (19)2.7.1 化学成分 (19)2.7.2 耐火砖的显微结构 (19)2.7.3 水泥生料和燃料与耐火材料的化学适应性 (19)3. 水泥行业常用的耐火材料 (20)3.1 高铝质耐火材料及其制品 (20)3.1.1 高铝质耐火材料的主要矿物 (20)3.1.2 高铝质耐火材料的主要性能 (20)3.1.3 高铝质耐火材料制品的主要性能 (20)3.1.3.1 一般用途的高铝砖 (20)3.1.3.2 水泥窑用磷酸盐结合高铝砖 (21)3.1.3.3 莫来石及其制品 (22)3.1.3.4 刚玉质耐火制品 (23)3.1.3.5 抗剥落高铝砖 (23)3.2 碱性耐火材料及制品 (23)3.2.1 镁质耐火材料及制品 (23)3.2.2 镁铬耐火材料及其制品 (23)3.2.3 镁铝砖 (24)3.2.4 白云石耐火制品 (25)3.3 黏土耐火制品和黏土隔热耐火制品 (26)3.3.1 黏土耐火制品 (26)3.3.2 隔热耐火制品 (28)3.4 水泥工业常用的耐火纤维 (29)3.5 不定形耐火材料 (30)3.5.1 轻质耐碱浇筑料 (30)3.5.2 耐碱浇筑料 (30)3.5.3 高强耐火浇筑料 (31)3.5.4 钢纤维增强耐火浇筑料 (31)3.5.5 其他耐火浇筑料 (32)3.6 耐火泥浆 (33)23.9 硅酸钙隔热材料 (33)4. 耐火材料砌筑工程的施工 (34)4.1 耐火砖的砌筑 (34)4.1.1 火泥的调制 (34)4.1.2 湿法砌筑 (35)4.1.3 锚固砖砌筑 (36)4.1.4 拱圈内的锁砖 (37)4.1.5 拱圈耐火砖的挑选和加工 (37)4.1.6 干法砌筑 (37)4.1.7 膨胀缝的留设 (38)4.1.7.1 耐火砖砌体膨胀缝宽度 (38)4.1.7.2 耐火浇筑料膨胀缝宽度 (38)4.1.7.3 膨胀缝的位置 (38)4.2 隔热衬料硅盖板的施工 (40)4.2.1 施工前的准备 (40)4.2.3 对砌缝和底泥的要求 (40)4.2.4 硅酸钙板的砌筑 (40)4.3 耐火浇筑料施工 (41)4.3.1 耐火浇筑料的适宜范围及一般要求 (41)4.3.2 耐火浇筑料的施工 (42)4.3.2.1 耐火浇筑料的搅拌 (42)4.3.2.2 浇筑 (42)4.3.3 浇筑料的硬化和养护 (43)4.3.4 预热器和分解炉系统的烘干与加热 (44)4.3.5 维修 (44)4.3.6 耐火浇筑料衬料中扒钉的尺寸及定位 (45)4.3.7 扒钉长度与浇筑料厚度 (45)4.3.8 浇筑区的划分和控制缝的留设 (46)4.3.8.1 耐火浇筑料的收缩和膨胀 (46)4.3.8.2 膨胀缝的影响范围 (46)4.3.8.3 膨胀缝的宽度控制 (46)4.3.8.4 膨胀缝位置的优选 (46)4.3.8.5 控制缝的设置 (46)4.3.9 易发生的浇筑缺陷 (47)4.4 回转窑衬料砌筑 (48)4.4.1 衬砖 (48)4.4.2 耐火胶泥 (48)4.4.3 回转窑衬料砌筑要求 (48)第 3 页共 70 页4.4.3.1 砌筑前的放线 (49)4.4.3.2 耐火砖的干砌与湿砌 (49)4.4.3.3 锁紧砖，楔紧钢板和砌筑 (49)4.4.4 膨胀缝 (50)4.4.5 挡砖圈的衬砖及砌筑 (50)4.4.6 支撑方法 (52)4.4.6.1 螺旋千斤顶法 (52)4.4.6.2 窑架法 (52)4.4.6.3 粘贴法 (52)4.4.7 回转窑特殊部位的砌筑要求 (52)4.4.7.1 回转窑筒体焊接高出部位的砌筑 (52)4.4.7.2 回转窑筒体变形部位的砌筑 (52)4.4.7.3 入料端耐火浇筑料的砌筑 (53)4.4.8 回转窑耐火材料的砌筑检查 (53)4.5 窑头罩衬料砌筑 (54)4.5.1 窑头罩拱顶的砌筑 (54)4.5.2 大面积直墙的砌筑 (55)4.5.3 窑头罩与篦冷机之间的补偿 (55)4.6 篦冷机衬料砌筑 (55)4.6.1 各部位的材质 (55)4.6.2 篦冷机各部位砌筑时的注意事项 (55)4.6.3 顶盖的砌筑 (56)4.7 旋风预热器和分解炉系统衬料砌筑 (57)4.7.1 施工一般性要求 (57)4.7.2 烟室的浇筑 (58)4.7.3 空气炮管预埋处的衬料浇筑 (59)4.7.4 旋风预热器和分解炉底部锥面料斗和缩口的衬料浇注 (59)4.7.5 旋风筒顶盖即上升管道的衬料浇注 (60)4.7.6 下料管衬料的砌筑 (61)4.7.7 喷煤管的砌筑 (61)4.7.8 三次风管的砌筑 (61)5. 窑衬的使用和维护 (62)5.1 窑衬的烘烤和冷却 (62)5.1.1 窑系统的烘烤 (62)5.1.1.1 烘窑前的准备 (62)5.1.1.2 烘干升温曲线 (63)5.1.1.3 烘烤期间窑的慢转 (64)5.1.1.4 烘窑作业的安全检查 (64)45.1.1.5 窑尾高温风机的启动和运转 (64)5.1.1.6 篦冷机冷却风机的运转 (65)5.1.1.7 篦冷机排风机的运转 (65)5.1.1.8 增湿塔喷水 (65)5.1.2 烘烤结束后的工作 (65)5.2 水泥回转窑烘烤实例 (65)5.3 窑点火运行 (65)5.3.1 第一次投料挂新窑皮 (65)5.3.1.1 窑点火升温 (65)5.3.1.2 投料挂窑皮 (65)5.3.2 挂窑皮时生料的率值控制 (66)5.4 窑皮的维护 (67)5.5 窑的冷却 (67)5.5.1 计划停窑时的窑冷却 (67)5.5.2 故障停窑 (69)第 5 页共 70 页1.水泥预分解线的窑炉系统1.1水泥预分解生产线窑炉耐火材料的选择，除了使用价格外，通常应考虑：较长的使用寿命。

影响使用寿命的因素有：耐火材料的耐火度，火材料的抗化学侵蚀能力，热震稳定性与煅烧的高温熟料的反应结合能力等；较好的保温效果。

影响因素有：保温材料的导热系数，保温材较简易的砌筑方式和较快的砌筑速度;维修速度；通用性较好，可以从市场上较方便的获得。

1.2预热器及预分解窑炉1.2.1预热器和预分解炉热工制度有如下特点：预热器与预分解窑炉的温度（主要指设置在设备壁面的热偶测依次为：不高于450℃、650℃、750℃、900℃、1100℃和1100℃。

在这样的煅烧温度下，煅烧物料基本没有液相出现，基本上不存在结块和烧结。

加之系统的热工状态比较稳定，因而预热器和分解炉中的耐火材料的配置不需过高的耐火度，无需太高的强度；由于预热器和分解炉位于整个热气流的尾端，温度变化的频度和幅度较小，因此无需过高的热震稳定性。

由于预热器和分解炉均为静止设备，可用较大的设备外壳，容低设备外壳温度，达到节能的目的。

由于部分预热器和分解炉形状较复杂，可选用在成型功能上较在800℃～1200℃范围内是碱金属氧化物发生冷凝沉积的温6第 7 页 共 70 页度带，因此在碱含量较高的原、燃材料下，预热器在很大范围内，耐火材料在受到热侵蚀的同时，也要经受得住碱金属氧化物的化学侵蚀。

1.2.2 预热器分解炉对耐火材料的要求结构按两层材料配置，外层为导热系数低，强度也较低的保温材料，工作面为有一定强度且能够较好抵抗碱性物质侵蚀的耐火材料。

形状复杂处，多采用耐火材料。

大面积直墙由于冷热交变的作用，已坍塌，应考虑锚固措施。

其他部位多采用耐火转直接砌筑。

对于一、二级预热器，可采用黏土质耐碱耐火材料，以降低成本和提高保温效果；对三级以下的预热器，应考虑耐火度为1100℃以上的耐碱耐火材料。

对于耐火材料强度的要求，取决于气流的速度，气流速度较高处，采用较高强度的耐火材料。

在碱含量达到一定数量并有可能逐步富集的部位，如分解炉和四、五级预热器，应在满足较高耐火度的前提下，考虑采用耐碱的耐火材料。

1.2.3 耐火材料的配置实例表一： 2500t/d 生产线耐火材料配置 序号 预热器和分解炉耐火保温材料材质 浇筑料材质 1Ⅰ级预热器 NJ-30（AL2O3含量为30%的水泥窑用耐碱砖） GT-13NL （高强耐碱浇筑料） 2Ⅱ级预热器 3Ⅲ级预热器 4Ⅳ、Ⅴ级预热器 AL2O3含量为40%～45%的高强耐碱砖 GT-13NL （高强耐碱浇筑料） 5分解炉上部 6分解炉下部 AL2O3含量为85%的高铝砖 GJ-15B 高铝质低水泥浇筑料 7 窑尾烟室 AL2O3含量为48%的高强耐碱砖 GT-13NL （高强耐碱浇筑料） 表二： 德国雷法公司配置建议（保温材料略）序号 预热器和分解炉耐火砖材质 浇筑料材质 1Ⅰ、Ⅱ级预热器 KX30（AL2O3含量30%的耐磨耐碱砖） Rcy40（AL2O3含量42%～44%的浇筑料）2Ⅲ级预热器 3Ⅳ级预热器 KX40（AL2O3含量40%～45%的耐磨耐碱砖） 4 分解炉上部8 5分解炉下部 KX85（AL2O3含量85%或更高的高铝砖） Rcy50（AL2O3含量55%～57%的浇筑料）6 窑尾烟室 KX30（AL2O3含量30%的耐磨耐碱砖） Rcy40（AL2O3含量42%～44%的浇筑料）1.3 回转窑1.3.1 回转窑的机械特点及对耐火材料的强度要求耐火材料与回转窑壳体之间有一定的滑动或滑动趋势，产生一定的摩擦，耐火砖必须具有必要的强度，抵抗摩擦带来的损害。