Различные узлы цементной печной системы предъявляют разные требования к огнеупорным материалам. При проектировании и подборе состава футеровки необходимо выбирать те виды огнеупоров, которые соответствуют конкретным условиям эксплуатации каждого узла. Кроме того, на каждом цементном заводе существует разница в качестве сырья и топлива, состоянии оборудования, привычках операторов и других факторах, что объективно приводит к небольшим различиям в требованиях к эксплуатационным характеристикам огнеупорных материалов. Ниже подробно рассматриваются основные проблемы, возникающие при использовании неформованных огнеупорных материалов (главным образом литых огнеупорных бетонов) в новых сухих цементных печах, а также их рациональная конфигурация для таких печей на современном этапе.
Наш завод рекомендует следующие неформованные огнеупорные материалы для различных узлов крупных и средних линий по производству цемента по сухому способу.
| Зона применения | Марка | Al2O3 % | Раб. температура | Обьемная плотность 110℃×24ч | Предел прочности на изгиб | Предел прочности на сжатие | Линейная усадка % | Cрок службы | ||
| 110℃×24ч | 1100℃×3ч | 110℃×24ч | 1100℃×3ч | 1100℃×3ч | ||||||
| 1-3 ступени циклона | щелочестойкий бетон | ≤48 | 1300 | ≥2.10 | 7.0 | 7.0 | 70 | 70 | -0.1~-0.5 | ≥5лет |
| 4,5 ступени циклона, декарбонизатор, прямой участок третичного воздуховода, зона СТ и НТ колосникового холодильника | высокоглиноземистый бетон | ≥70 | 1600 | ≥2.50 | 10 | 11 | 80 | 100 | -0.1~-0.5 | ≥3лет |
| дымососная камера | износостойкий огнеупорный блок | AL2O3+SiC≥70 | 1550 | ≥2.50 | 11 | 12 | 100 | 110 | -0.3~0.3 | ≥2лет |
| дымососная камера, спускная труба | карбидкремниевый бетон | SiC+SiO2≥55 | 1400 | ≥2.30 | 9 | 10 | 80 | 80 | -0.5~0.5 | ≥2лет |
| колено третичного воздуховода, головка печи | высокоизносостойкий и коррозионностойкий бетон | AL2O3+SiC≥75 | 1600 | ≥2.55 | 11 | 12 | 90 | 100 | -0.1~-0.5 | ≥2лет |
| высокотемпературная зона колосникового холодильника | муллитовый бетон | ≥65 | 1600 | ≥2.55 | 11 | 12 | 90 | 100 | -0.1~-0.5 | ≥2лет |
| зона СТ и НТ колосникового холодильника | высокоглиноземистый бетон | ≥70 | 1600 | ≥2.55 | 10 | 12 | 80 | 100 | -0.1~-0.5 | ≥2лет |
| низкая стенка колосникового холодильника | огнеупорные изделия для низкой стенки | AL2O3+SiC≥70 | 1550 | ≥2.50 | 11 | 12 | 100 | 110 | -0.3~0.3 | ≥2лет |
| бетонные изделия для низкой стенки колосникового холодильника | бетон для низкой стенки колосникового холодильника | AL2O3+SiC≥70 | 1600 | ≥2.60 | 11 | 12 | 110 | 110 | -0.1~-0.5 | ≥2лет |
| выходная горловина печи: 5000 т/сут и ниже | андалузитовый бетон | AL2O3+SiC≥80 | 1650 | ≥2.70 | 9 | 10 | 90 | 100 | -0.3~0.3 | 1лет |
| выходная горловина печи: 5000 т/сут и выше | андалузитовый бетон | AL2O3+SiC≥85 | 1700 | ≥2.75 | 11 | 12 | 100 | 120 | -0.1~-0.5 | 1лет |
| углепылевая горелка: 5000 т/сут и ниже | андалузитовый бетон | AL2O3+SiC≥80 | 1650 | ≥2.70 | 10 | 11 | 100 | 110 | -0.2~-0.2 | ≥8месяца |
| углепылевая горелка: 5000 т/сут и выше | андалузитовый бетон | AL2O3+SiC≥85 | 1700 | ≥2.75 | 11 | 12 | 100 | 120 | -0.2~-0.2 | ≥8месяца |
| – задняя выходная горловина печи – головка печи – высокотемпературная зона колосникового холодильника – колено третичного воздуховода – низкая стенка колосникового холодильника |
муллитокорундовый бетон | AL2O3+SiC≥75 | 1650 | ≥2.55 | 10 | 11 | 100 | 110 | -0.3~0.3 | 24~30месяца |
| – циклона – декарбонизатор – головка печи – третичный воздуховод – колосниковый холодильник (ремонтные и аварийные работы) |
муллитовая огнеупорная торкрет-масса | ≤50 | 1450 | ≥2.10 | – | – | 45 | 25 | -0.5~0.5 | ≥12месяца |
| – дымососная камера – декарбонизатор(ремонтные и аварийные работы) |
торкрет-масса против настылей | AL2O3+SiC≥50 | 1350 | ≥2.15 | – | – | 45 | 25 | -0.5~0.5 | ≥12месяца |
1.1 Цементная печь: андалузитовый бетон для выходной горловины
С учётом условий эксплуатации передней выходной горловины печи рекомендуется:
Для печей производительностью 5000 т/сут и ниже — андалузитовый литой бетон с высокой термостойкостью и низким коэффициентом теплового расширения для выходной горловины.
Для печей производительностью 5000 т/сут и выше — высокопрочный андалузитовый износостойкий литой бетон для выходной горловины.
Для задней выходной горловины — корундо-муллитовый износостойкий литой бетон.
Данные материалы обладают высокой износостойкостью, стойкостью к щелочной коррозии при высоких температурах, а также хорошей термостойкостью и устойчивостью к отслаиванию.
1.2 Цементная печь: литой бетон для углепылевой горелки
Учитывая частые перепады температур в зоне углепылевой горелки, значительные температурные колебания, а также склонность передней части горелки к растрескиванию и отслаиванию (особенно в нижней части переднего участка, где часто образуются настыли и сульфатные отложения), рекомендуется:
Для печей производительностью 5000 т/сут и ниже — андалузитовый литой бетон с высокой термостойкостью и низким коэффициентом теплового расширения для углепылевой горелки;
Для печей производительностью 5000 т/сут и выше — высокопрочный андалузитовый износостойкий литой бетон для углепылевой горелки.
Данные материалы обладают отличной термостойкостью и хорошей стойкостью к химической коррозии.
1.3 Огнеупорные материалы для головки цементной печи
Свод головки печи в основном подвергается эрозионному воздействию высокотемпературного запылённого газового потока. Боковые стены головки печи испытывают не только эрозию от высокотемпературной запылённой газовой струи, но и абразивный износ от цементного клинкера. При недостаточном или неправильном температурном режиме сушки после проведения футеровочных работ существует риск растрескивания материала. С учётом особенностей эксплуатации данного узла рекомендуется использовать корундо-муллитовый износостойкий литой бетон, характеризующийся высокой термической стабильностью размеров, хорошей устойчивостью к отслаиванию и высокой износостойкостью.
1.4 Огнеупорные материалы для колосникового холодильника и низкой стенки
С учётом температурных режимов и эксплуатационных особенностей свода и боковых стен первой секции колосникового холодильника, а также свода и боковых стен второй секции, рекомендуется:
Для высокотемпературной зоны первой секции — муллитовый высокопрочный износостойкий литой бетон;
Для второй секции колосникового холодильника — высокоглиноземистый высокопрочный износостойкий литой бетон.
Для низкой стенки колосникового холодильника может использоваться либо литой бетон для низкой стенки, либо специальный износостойкий блок для низкой стенки.
Особенно следует отметить, что специальный износостойкий блок для низкой стенки обладает такими преимуществами, как удобство кладки, длительный срок службы и возможность быстрой замены. Данный материал рекомендуется к широкому внедрению.
1.5 Огнеупорные материалы для запечной системы декарбонизации цементной печи
Учитывая высокую концентрацию вредных компонентов (щелочей, серы, хлора) в запечной системе, а также склонность к образованию настылей в конической части 4-й и 5-й ступеней циклона, в спускных трубах 4-й и 5-й ступеней, в конической части декарбонизатора и в дымососной камере, рекомендуется:
Для 1-й, 2-й и 3-й ступеней циклона — высокопрочный щелочестойкий литой бетон;
Для 4-й и 5-й ступеней циклона, декарбонизатора и прямого участка третичного воздуховода — высокоглиноземистый высокопрочный литой бетон;
Для дымососной камеры и спускных труб — карбидкремниевый литой бетон, устойчивый к образованию настылей.
Кроме того, для дымососной камеры также может использоваться специальный износостойкий блок для кладки стен.
1.6 Огнеупорные материалы для колена третичного воздуховода и шибера третичного воздуховода
Учитывая особенности высокоскоростного запылённого потока в колене третичного воздуховода и внутри самого третичного воздуховода, рекомендуется:
Для колена третичного воздуховода — высокоизносостойкий и коррозионностойкий литой бетон;
Для третичного воздуховода — шиберная заслонка. Данное изделие изготавливается методом литья непосредственно на заводе, проходит предварительный обжиг и поставляется готовым к монтажу. Оно обладает такими преимуществами, как удобство установки с использованием грузоподъёмного оборудования и длительный срок службы.
Кроме того, при проведении аварийных и ремонтных работ на цементном заводе может применяться огнеупорная торкрет-масса, которая имеет следующие преимущества: бесопалубочная технология, высокая эффективность торкретирования и хорошая устойчивость к взрывному растрескиванию.
Для следующих узлов может использоваться муллитовая огнеупорная торкрет-масса:
циклона, декарбонизатор, головка печи, третичный воздуховод, колосниковый холодильник.
Для дымососной камеры и декарбонизатора может использоваться торкрет-масса, устойчивая к образованию настылей.
