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]]>物理性質
白云石多為白色、灰色、肉色、無色、綠色、棕色、黑色、暗粉紅色等,透明到半透明,具有玻璃光澤。集合體通常呈粒狀;晶體結構類似方解石,常呈菱面體。摩氏硬度:3 ~4 ;密度2.86~3.20g/cm3,遇冷稀鹽酸起泡;白云石煅燒分為兩個階段:在730~740℃鈣鎂碳酸鹽中MgCO3開始分解,產生MgO和CO2。當溫度繼續升高到大約910℃時,白云石中CaCO3才開始分解反應。此時二氧化碳全都被除去,并生成氧化鈣及氧化鎂的混合物。
儲量與分布
白云石是一種用途非常廣泛的非金屬礦產,是地球上重要的鈣鎂資源,有著極其豐富的蘊藏量。我國白云石資源豐富,許多地區均有分布,現已探明儲量40億噸以上,白云石資源遍及我國各省區,特別是山西、寧夏、河南、吉林、青海、貴州等省區。
產 地
我國白云石資源豐富,且多產于震旦紀的巖層中,如東北的遼河群、內蒙的桑干群、福建的金甌群。遼寧東半島、冀東、內蒙古、山西、江蘇、湖北、湖南、廣西、貴州等地。
白云石的應用
白云石廣泛應用于冶金、耐火材料、建材、陶瓷、玻璃、化工、農、林業、環保節能等領域,是一種可以進行多項開發與利用的非金屬礦產資源,并且隨著現代科學技術的發展,白云石的開發、應用已深入到社會發展的各個領域,成為一種極具經濟價值的礦產資源。
①耐火材料
白云石作為堿性耐火材料的重要原料之一,主要用于煉鋼轉爐襯,平爐爐膛,電爐爐壁,其次用于爐外精煉裝置和水泥窯等熱工設備。白云石可制作白云石磚;白云石磚做爐襯時,采用噴補白云石噴補料的方法,可使煉爐的壽命顯著提高。
②煉鎂工業
原料粒度為30~120mm的白云石是生產金屬鎂的重要原料。白云石冶煉鎂的方法主要分為兩大類,電解法和硅熱還原法,電解法工藝流程復雜難以取得經濟效益,所以小型鎂廠不宜采用此法;硅熱還原法是將白云石煅燒后與硅鐵、螢石混合制成球,在1100℃真空爐內加熱,還原產生鎂蒸汽及其他物質,再將鎂蒸汽冷卻后回收并鑄成鎂錠。
③生產鎂化合物
白云石可以生產碳酸鎂、氧化鎂、硫酸鎂氫氧化鎂等鎂的化合物。。目前,生產的碳酸鎂主要有以下三種:輕質碳酸鎂、輕質球狀碳酸鎂和輕質透明碳酸鎂。輕質碳酸鎂是無機化工基本原料,主要用于制造鎂鹽、氧化鎂、單質鎂、防火材料、印刷油墨、陶瓷、日用化工、橡膠制品的填充劑和補強劑,還可用于造船、鍋爐、煉鋼、玻璃、顏料、醫藥等行業。氧化鎂作為填充劑,在工業上廣泛應用于橡膠、搪瓷、電線電纜等行業。硫酸鎂晶體(MgSO4·7H2O)又稱瀉利鹽,應用于醫藥、農業、水泥、印染、食品等方面。
④生產玻璃
白云石和石灰石是玻璃原料中除硅砂和蘇打粉外的第三大組分。瓶罐玻璃生產中,蘇打粉是最貴的組分,加石灰石可以部分取代蘇打粉,但會產生不良影響,而采用引入白云石中氧化鎂的辦法能進一步降低成本。白云石在玻璃工業中還能提供氧化鈣,加入純堿—灰質—硅質體系,起到熔劑作用。此外,白云石還可以減少玻璃老化、阻止大氣或水分產生的化學侵蝕、改善彩色玻璃的可塑性、提高玻璃強度。
⑤生產陶瓷
坯料及釉料中采用白云石,引入MgO和CaCO3成分以代替滑石和方解石。MgO的作用是:改變混料系統成分,從而降低坯體的燒成溫度;促進石英的溶解和莫來石的形成,增加石英用量,減少長石用量,從而增加坯體的透明度。釉料中加入白云石較添加方解石的釉不易煙熏,且很少發生析晶現象。
⑥生產涂料
白云石可以制得新型體質顏料。其化學成分穩定,具有耐候性、防沉性、粉末細、易分散、白度高、成本低、工藝獨特等諸多優點,可供各種油漆使用。生產的涂料具有能夠降低鈦白粉的用量、硬度大、手感好、流感好、附著強等特性,應用效果好于重質碳酸鈣。
白云石的燒結作用
由于白云石組成含有47.72%的CO2,它受熱分解后,能使白云石產生極大的失重或收縮,而且各氧化物之間也要發生一系列的反應,因此必須先將白云石煅燒成性質和體積穩定、質地致密的燒結白云石熟料,才能用于制耐火磚。
白云石原料在1000℃以下反應得到的產物為輕燒白云石,又叫苛性白云石。輕燒白云石的相對密度低,只有1.45左右,機械強度很小,氣孔率和化學活性較高,極易吸水潮解,故而不能直接用作制磚原料。
當白云石經過1700~1800℃煅燒后,石灰、方鎂石的晶體尺寸達到較大值,而且體積穩定,具有抗水化性,不含或含有少量的游離CaO,體積密度達到3.0~3.4 g/cm3時,就叫死燒白云石。
]]> 為了規范工業爐砌筑工程施工與驗收,確保工程質量,制定的以下規范。本文內容適用 于工業爐砌筑工程的施工與驗收,包括工業爐砌筑的共同規定及所列各專業爐砌筑的特殊要求。(GB 50211-2014 工業爐砌筑工程施工與驗收規范)
1 耐火搗打料搗打施工時應均勻鋪料。用風動錘搗打時.應一錘壓半錘,連續均勻逐層搗實。再次鋪料前應將已搗實的耐火搗打料表面刮毛。風動錘的工作風壓不應小于0.5MPa。
2 炭素搗打料可采用冷搗法或熱搗法施工。搗打前,應對與炭素搗打料相接觸的表面進行干燥處理并淸理干凈。采用風動錘搗打時,每層鋪料厚度不應超過100mm。
3 每層炭素搗打料的搗實密度應按規記的體積密度或壓縮比進行檢查。壓縮比宜為40%?45%。
4 壓縮比可按下式進行計算:
5 炭素料搗打中斷后繼續搗打時,搗固體表面應清掃、刮毛,并應涂刷相應的結合劑。
6 熱搗炭素料搗打前應將炭素料破碎,并應均勻加熱。加熱溫度應依結合劑的軟化點、自然環境溫度和加熱方法而定。加熱后的炭素搗打料中不應有硬塊,料溫不應低于70°C。
7 搗打時宜用熱錘,與炭素搗打料接觸表面的溫度應低于結合劑的軟化溫度。
8 用煤焦油、煤瀝青作結合劑的鎂砂或白云石質搗打料,應用熱錘搗打。
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高爐常用的耐火磚主要有黏土質類、高鋁質類、鋁碳質類、碳化硅質類、剛玉質類、炭質和石墨質類。
隨著對高爐爐體壽命要求越來越高,人們對爐腹及其以上區域和爐缸區域的內襯要求 有了更深的認識。在爐腹及其以上區域,再好的內襯對延長爐體壽命的作用也是有限的,提高壽命主要靠可靠的冷卻元件和有效的冷卻系統,因此,現代高爐對在爐腹及其以上區域的內襯耐火磚材質不作過分高的要求,且內襯厚度趨勢是越來越薄。在爐缸區域,內襯材質和結構對爐體壽命有極大影響,所以爐缸部位的內襯材質越來越高檔,陶瓷杯、各種高品質炭磚、石墨質磚已普遍在現代高爐爐缸中應用。
]]>在部分小型熔窯的熔化區,耐火材料會產生氣體或氣泡,這也是個很重要的問題。一般來說,只有熔窯前端的耐火材料有釋放氣體的現象才會影響制品的質量。
在正常作業中,直接接觸玻璃液的部分溫度是比較溫度的,但在烤窯或涼窯時耐火材料的抗熱沖擊性就顯得尤為重要。
在如何選用耐火材料上,多取決于玻璃液的成分和遭受玻璃液侵蝕的暴露面,與水平暴露面相比,池壁多有垂直暴露面,表面上形成的顆粒物會在重力作用下脫落下來,在池壁的材料選擇上就更為重要。
1、側墻
單層的側墻在玻璃液液位線的部位,被侵蝕的速度更快,程度更高。玻璃液面可用外部空氣來冷卻,液面以下可使用保溫材料,保溫材料可選擇耐火黏土磚,防止玻璃液透過磚體之間的縫隙侵蝕保溫材料。玻璃液液面處的受侵蝕程度影響著側墻磚的使用壽命,受侵蝕的速度隨熔窯中的溫度變化變化。對液面冷卻,可減緩側墻磚受侵蝕的速度。全電熔窯中沒有液面線,除電極周圍外受侵蝕的程度比較均勻。
磚縫是熔窯的薄弱部位,受侵蝕程度更高,因此,在直接接觸玻璃液的部位應選用大磚來減少磚縫,熔制不同的玻璃可選用 不同的耐火材料。
在雙層或多層的結構中,砌層之間的水平磚縫易受向上鉆蝕作用,向上鉆蝕作用的程度取決于水平磚縫的大小。
2、投料端墻
所處環境與池壁基本相同,在投料熔化時會放出氣體,使玻璃液發生較大的紊流,對玻璃液面區域可能會造成侵蝕。由于要配合料層的運動,輻射熱被掩蔽,使得溫度變化劇烈,耐火材料的選用上可與池壁保持一致。
3、投料口
連續投料的情況較少,溫度波動大,不連續投料時會引起耐火材料溫度的波動。在熔窯中投入熔結的熟料后,可能會造成一定的侵蝕或磨損。
4、流液洞
連通橋墻和花格墻,用于實現熱變換,對從熔化帶至澄清帶和向各成型機分配玻璃的系統中的玻璃液進行熱調節。在熔窯中屬于最易受侵蝕的部位,多表現為鉆蝕作用。在標準的流液洞結構中,蓋板磚和護面磚與玻璃接觸的向下表面具有很大的面積。
本部位受鉆蝕程度更均勻,應選用致密的耐火材料,選用致密的耐火材料也有利于冷卻措施。
本部位是熔窯中對產生結石最敏感的區域之一,由鉆蝕作用帶來的侵蝕產物會進入到流出的玻璃液中,在選用材料時應選擇抗侵蝕性最強的耐火材料,對不同的熔制玻璃也可選用不同的耐火材料。
5、橋墻/端墻
與流液洞較近,易給玻璃帶來缺陷,當熔化帶和澄清帶之間缺少良好的空氣循環時,溫度會較高。
6、橋墻
熔化帶內的窯砍,兩邊都接觸玻璃液,受侵蝕速度快,缺少保護性的熱梯度來降低表面溫度和減緩侵蝕。由于受侵蝕速度快,可能產生條紋和結石。
7、窯底
最易受到液相侵蝕,鉆蝕較少。侵蝕產物會在重力作用下留在表面,在選材上可使用抗侵蝕性較差的耐火材料。在熔窯玻璃液對流和窯內負荷的變化下,易使玻璃產生缺陷。
在窯底鼓泡區域會產生局部的紊流,在此區域內應選用抗侵蝕性更好的耐火材料。與窯底磚的習慣鋪砌分開,使用較厚的熔融澆鑄耐火材料,在熔窯壽命的均衡一致上,能防止因分層結構所引起的干擾破壞。
混合有金屬雜質的玻璃配合料對窯底結構會產生嚴重的影響,金屬最容易在窯底沉積,侵蝕窯底,只有在少數情況下,金屬會在玻璃液中直接被還原出來。
窯底結構可根據不同種類玻璃的熔制來進行調整。
]]>隨著耐火材料工業的技術進步,一些*的耐火材料被采用,使爐墻的結構有所改進,工作層厚度逐漸減薄,保溫層厚度逐漸增厚,這對提高爐墻的保溫性能有好處,但要注意,環形爐爐墻結構的特殊性,即上爐墻厚度比下爐墻寬一些。
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]]>耐火澆注料多功能化,具有早強、高熱態強度、耐堿、耐磨、隔熱等多項功能。對新型干法水泥窯系統中的易損部位,如窯口、 窯門罩頂部及下料斜坡、篦式冷卻機矮墻和篦式冷卻機頂部高溫區,噴煤管、三次風管彎頭等部位,由于各種耐火澆注料的使用部位不同其損毀機理也不盡相同,由于上述部位處于高溫、水泥熟料沖刷、磨損、急冷急熱等惡劣的環境下,且處于端口的特殊部位,這些部位的使用周期嚴重制約了全窯窯襯的壽命。針對窯爐各部位的具體使用特點,開發了特殊部位的專用耐火澆注料,研發出高溫強度優異、抗熱震性好、抗侵蝕性強、耐磨性和抗沖刷性好的新型系列耐火澆注料,解決了制約水泥窯窯襯壽命的瓶頸問題,提高了特殊部位的使用壽命。水泥工業用耐火澆注料的發展趨勢有以下幾種。
1、提高耐磨澆注料耐磨性。
2、提高耐磨澆注料抗熱震性。
3、降低Fe2O3含量
4、降低澆注料的體積密度,減輕設備負荷在保證耐磨與抗熱震性的前提下,降低澆注料的體積密度。
總之,未來市場的發展趨勢是水泥工業用耐火材料越來越高度專業化,耐火材料供應商將成為水泥生產商的戰略合作伙伴,通過進行耐火材料內襯的相關研究,從而能夠在水泥窯出現問題時決定用何種耐火材料,并找出最適合窯生產的最好產品。
]]>1、前窯口及噴煤管處的澆注料使用壽命短。
前窯口的耐火澆注料存在剝落、掉塊、耐堿侵蝕性能差等問題,使用周期一般是4~8個月。為此,該部位耐火澆注料在高溫環境下應該具備足夠的耐火度、機械強度、熱震穩定性和耐堿性。建議采用高性能或改進型窯口專用耐火澆注料,該產品具有優異的抗剝落性能、高溫耐堿性能以及抗水泥熟料侵蝕性能等。
噴煤管的耐火澆注料相比前窯口使用溫度變化更加頻繁,溫差更大,堿性氣氛較強,又受熟料細粉沖刷。造成燃燒器前面一米及下部的澆注料易產生開裂、剝落、磨蝕等現象,使用周期一般是3~5個月。結合該部位的運行特點,建議采用噴煤管專用澆注料或改進型噴煤管專用耐火澆注料。該產品具有優異的抗剝落性能和熱震穩定性。
2、五級預熱器及分解爐錐部、下料管、上升煙道等部位易結皮。
當窯系統所用原燃料中的堿、硫、氯等有害成分的含量較多時,再加之操作不當時,易導致頻繁結皮,當使用空氣炮、水槍清理時,不僅不*,而且影響澆注料的壽命。建議該部位采用高強抗結皮碳化硅澆注料。該產品具有很 好的耐堿性、抗結皮性、耐磨性。
3、三次風管彎頭及風閥部位受熟料細粉磨損嚴重,使用周期短。
正常情況下,含熟料細粉的三次風工況溫度在750℃~950℃,風速在20m/s以上。對該部位耐火襯料磨損非常嚴重,短則2~3個月,長則6個月左右,不僅耐火襯料磨掉,而且常常是將鋼板磨通,三次風閥板損壞。建議該部位采用耐磨耐火澆注料。
4、窯頭罩下部、篦冷機前端頂部用耐火澆注料壽命偏短。
該處澆注料受到窯口出來的高溫熟料反彈熱沖擊,所受熱負荷比較高,也承受一定的機械應力和熱應力;窯頭罩頂部靠近三次風管處,粉塵氣流沖刷相對比較嚴重,而且此處澆注料的施工比較困難,對材料的流動性和早期強度要求比較高。建議該部位采用高溫性能好、抗熱震穩定性強、又具有耐磨等特點的高強耐磨澆注料。
5、純低溫余熱發電系統中風速快,對管壁的磨損嚴重,但溫度較低,需要有與之相適應的澆注料使用。
窯尾余熱溫度≤350℃,窯頭余熱≤600℃。開發出的低溫耐磨可塑料,是以磷酸鹽為結合劑,以剛玉和莫來石為主要骨料,并配合非氧化物,通過優化基質組成,超微粉和*外加劑的合理搭配。產品具有優異的低溫耐磨性能、抗剝落性能及抗水泥熟料侵蝕的性能。
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通過生產實踐,總結出以下烘窯經驗:澆注完后,在澆注料凝固后,用煤氣小火烘窯,使窯內溫度不低于零度,直到正常升溫開始。新澆注的爐襯要進行干燥、脫水、晶型轉化過程,才能使用。因為新砌的爐襯含有較高的水分,爐襯厚250mm,低溫烘爐時,溫度上升過快,大量水蒸汽從爐襯內冒出,會使爐襯暴皮,二、三次風管澆注料松動,影響使用壽命。烘爐溫度要以窯尾溫度為準。窯比較長,窯頭、窯尾溫差大,窯內形成溫度梯度,靠近窯頭內襯的溫度要比窯尾的溫度高。內襯上部比下部溫度高,烘好的澆注料,上部10~35mm發藍,靠近窯皮的發白,這說明,澆注料在烘烤階段有一定溫度梯度。所以,不應盲目提高火焰溫度,火焰溫度太高,窯頭澆注料容易燒化。根據經驗,在冬季澆注內襯,在養生階段,采用木柴或煤氣小火加熱,使窯尾溫度不低于零度;夏季環境溫度高,采用自然通風的辦法,有條件時,最好安排在夏季澆注耐火材料。