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[摘 要]基于套筒石灰窑中，在实际开展生产活动时，一系列影响因素的存在致使相应烧成带的耐火材料极为容易发生损毁问题，进而不仅带来了污染问题，还降低了使用寿命。因此，要想实现对这一问题的有效解决，就需要在明确套筒石灰窑烧成带耐火材料出现损毁原因的基础上，落实有针对性的改进方法。本文针对套筒石灰窑烧成带耐火材料的损毁与改进方法进行了分析与探讨，在明确出现损毁原因的基础上提出了相应的解决对策，以供参考。
[关键词]套筒石灰窑；烧成带；耐火材料；损毁与改进；方法
中图分类号：TU541 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）18-0019-01
前言：以某钢厂采用的石灰窑为例，该石灰窑从德国引进，采用的是贝肯巴赫技术，类型为环形套筒窑，在实际使用的过程中，在开窑后不到半年时间中，烧成带耐火材料就出现了损毁的问题，相应拱桥倒塌且脱落，同时在燃烧室中，还出现了结瘤堵塞的问题，而通过多次修复之后，依旧无法满足就实际使用之需，但是停窑检修方式下给该钢厂带来了一定的经济损失。而为了实现对这一问题的有效解决，本文在明确损毁问题产生原因的基础上，提出了借助镁铝尖晶石的使用，实现对原有镁铝砖的替代，并通过半年的实践运行后表现出了良好的使用效果。
1、 套筒石灰窑烧成带耐火材料出现损毁的主要原因分析
在套筒石灰窑中，相应烧成带耐火材料采用的是镁铬砖，针对这一材料出现损毁原因的分析如下：
1.1 相应材料的性能不符合标准
以该钢厂为例，所选用的套筒石灰窑下，相应的耐火砖类型较为复杂，尤其是在烧成带中，相应的燃烧室以及拱桥部位下，采用的是镁铬砖，而相应的工料单位基于时间紧迫的借口下，在实际制造的过程中，采用了手工制造法，进而应成型压力过小而使得镁铬砖的密度与强度偏低，且在砖的棱角上存在着不规范的现象，在实际施工的过程中，甚至用手就能够将支出的棱角掰断。在生产的过程中，基于烧成带下，相应的石灰粉磨会沿着镁铬砖所存在的裂缝进入到其中，进而促使砖的反应厚度增加，在此背景下，就会发生侵蚀以及剥落的问题，进而大致损毁现象发生。
1.2 在使用镁铬砖过程中产生损毁问题的原因
主要表现在：
第一，在使用的过程中，砖中的铬成分逐渐挥发，进而致使发生损毁的问题。=在高温作业环境下，铬的挥发和环境中氧分压有着密切的关联性，基于氧化性状态下，铬的存在形式为CrO3，与3/2O2进行反应后形成的是2CrO3，，而MgCrO4与3/2O2进行反应，生成的是MgO与2CrO3；而基于还原性气氛下，铬则是以Cr形式进行挥发的，在这一挥发过程中，相应挥发速度与氧分压间呈反比，也就是氧分压越小，相应的挥发速度越快。
第二，镁铬砖中铬的流失。在镁铬砖中，基于高温环境下，相应的CrO3主要和如下因素有关：窑内石灰、碱金属氧化物，在结合的过程中，会生产水溶性化合物R2CrO4，且这一化合物有毒。而在水分的运动下，则会随之进入到石灰中，且还可能会致使铬受到污染与流失。
第三，在气氛的变化下，引发了体积效应。
在镁铬砖中，主要使用的原材料为铬铁矿石，而在相应的矿石中，还有氧化铁成分，占据了6%-15%左右，在气氛温度达到1000℃以上时，其中的铁成分则会与MgO产生平行置换反应，在置换的过程中，产生的氧化铁则会在氧化作用下，生成三氧化二铁，在此过程中，存在着体积效应。在这一反应中，是可逆的，但是，虽然MgO可吸收部分的三氧化二铁物质，随之形成了镁铁矿或是铁酸镁，但是，无法实现完全的消除，当气氛达到还原性要求时，就会产生逆反应。
所以在套筒石灰窑中，因其是以煤气作为燃料的，而在煤气压力的作用下，应这一压力的不稳定性，致使以裸露形式村子的镁铬砖，会同时受到温度带来的热应力破坏以及气氛变化下的膨胀与收缩反应的影响，进而致使在石灰窑烧成带下相应的耐火材料镁铬砖会出现损毁的问题。
2、 基于套筒石灰窑烧毁带耐火材料的改进对策
本文在研究的过程中，提出了以镁铝尖晶石转来替换原本使用的镁铬砖，二选择这一替换材料进行烧成带耐火材料改进的原因与依据如下：
2.1 该材料的发展历程
在上个世纪的七十年代左右，日本等国家首先将方镁石—尖晶石砖进行了运用，主要使用到了水泥回转窑中，以此来攻克镁铬砖所存在的污染以及易损毁的问题，而进入到八十年代之后，发达国家加快了对尖晶石砖的研发力度，进而满足大型石灰窑烧成带对耐火材料所提出的高要求，并为提升窑炉的运行效率与生产效益奠定基础。
而美国在相关研发领域中，采用了强化尖晶石结合技术进行了新产品的研发，在这一方镁石—尖晶石产品中，融入了电融镁铝尖晶石砂，同时，在砖的结合中，采用了镁铝尖晶石，进而为提升以往这一砖产品的热机械性能奠定了基础，同时相应的抗碱与抗腐蚀性能也随之得到了大幅度的提升。而在国内，上个世纪七十年末时期，建筑材料研究院等机构就针对方镁石-尖晶石进行了专项研究，并且取得了一系列的成绩，相应耐火材料生产厂家等逐渐研发了镁铝尖晶石砖，在此之后，很多的大中型窑厂将这一材料进行了运用。
2.2 性能对比
镁铬砖的性能与镁铝尖晶砖的性能对比如下：首先在耐压强度上，前者为40-60Mpa，后者则在65-83Mpa之间，而在抗震稳定性方面，前者为3-5次，二后者则在15次以上，在体积密度以及高温抗折强度上，后者具备了明显的优势，分别在3.01g/cm3，5.08-8.68MPa；在MgO含量上，前者在60-70%之间，而后者则在88.38%，在Cr2O3的含量上，前者为8-12%，而后者在这一物质上的含量并没有测出。
因此得出：镁铝尖晶石砖具有着良好的机械强度，且相应的抗侵蚀性能极强，并且还具备了良好的热震稳定性，同时，在气氛的变化下，镁铝尖晶石砖对比表现的并不敏感，因此，这就意味着将镁铝尖晶石砖取代原有的镁铬砖，能够有效的解决在烧成带耐火材料上所呈现出的损毁问题，并且延长砖窑的使用寿命，为降低维护成本并提升使用套筒石灰窑进行生产的经济效益与社会效益奠定基础。
总结：在套筒石灰窑中，相应烧成带耐火材料使用的是镁铬砖，基于这一材料下，铬成分的挥发、流失以及受到气氛影响而产生体积效应等，致使其强度低、且相应的热震稳定性较差，同时，还容易对环境造成污染，因此，在保护生态环境成为国际社会主要课题的背景下，为了实现套筒石灰窑使用综合效益的最大化，这就需要实现全新材料的研发以取代镁铬砖。在此过程中，虽然研发了一系列的替代材料，但是应性能的不全面，致使难以应用于实践生产中，二镁铝尖晶石材料的运用，促使相应的镁铝尖晶石砖的诞生有效弥补了传统镁铬砖所存在的不足，在解决烧成带耐火材料损坏问题的同时，实现了使用综合效益的大幅度提升。
参考文献：
[1] 李小兵，严解荣，汪雷.套筒石灰窑烧成带耐火材料的损毁与改进[J].马钢职工大学学报，2012，04：29-31.
[2] 汪雷.套筒石灰窑下拱桥损毁分析及改造的可行性研究[J].安徽冶金，2014，04：9-14.
作者简介
王明武（1974.11.28），男，籍贯：新疆乌鲁木齐，学历：本科，毕业于中国石油大学；现有职称：中级工程师；研究方向：化工工程；
[关键词]套筒石灰窑；烧成带；耐火材料；损毁与改进；方法
中图分类号：TU541 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）18-0019-01
前言：以某钢厂采用的石灰窑为例，该石灰窑从德国引进，采用的是贝肯巴赫技术，类型为环形套筒窑，在实际使用的过程中，在开窑后不到半年时间中，烧成带耐火材料就出现了损毁的问题，相应拱桥倒塌且脱落，同时在燃烧室中，还出现了结瘤堵塞的问题，而通过多次修复之后，依旧无法满足就实际使用之需，但是停窑检修方式下给该钢厂带来了一定的经济损失。而为了实现对这一问题的有效解决，本文在明确损毁问题产生原因的基础上，提出了借助镁铝尖晶石的使用，实现对原有镁铝砖的替代，并通过半年的实践运行后表现出了良好的使用效果。
1、 套筒石灰窑烧成带耐火材料出现损毁的主要原因分析
在套筒石灰窑中，相应烧成带耐火材料采用的是镁铬砖，针对这一材料出现损毁原因的分析如下：
1.1 相应材料的性能不符合标准
以该钢厂为例，所选用的套筒石灰窑下，相应的耐火砖类型较为复杂，尤其是在烧成带中，相应的燃烧室以及拱桥部位下，采用的是镁铬砖，而相应的工料单位基于时间紧迫的借口下，在实际制造的过程中，采用了手工制造法，进而应成型压力过小而使得镁铬砖的密度与强度偏低，且在砖的棱角上存在着不规范的现象，在实际施工的过程中，甚至用手就能够将支出的棱角掰断。在生产的过程中，基于烧成带下，相应的石灰粉磨会沿着镁铬砖所存在的裂缝进入到其中，进而促使砖的反应厚度增加，在此背景下，就会发生侵蚀以及剥落的问题，进而大致损毁现象发生。
1.2 在使用镁铬砖过程中产生损毁问题的原因
主要表现在：
第一，在使用的过程中，砖中的铬成分逐渐挥发，进而致使发生损毁的问题。=在高温作业环境下，铬的挥发和环境中氧分压有着密切的关联性，基于氧化性状态下，铬的存在形式为CrO3，与3/2O2进行反应后形成的是2CrO3，，而MgCrO4与3/2O2进行反应，生成的是MgO与2CrO3；而基于还原性气氛下，铬则是以Cr形式进行挥发的，在这一挥发过程中，相应挥发速度与氧分压间呈反比，也就是氧分压越小，相应的挥发速度越快。
第二，镁铬砖中铬的流失。在镁铬砖中，基于高温环境下，相应的CrO3主要和如下因素有关：窑内石灰、碱金属氧化物，在结合的过程中，会生产水溶性化合物R2CrO4，且这一化合物有毒。而在水分的运动下，则会随之进入到石灰中，且还可能会致使铬受到污染与流失。
第三，在气氛的变化下，引发了体积效应。
在镁铬砖中，主要使用的原材料为铬铁矿石，而在相应的矿石中，还有氧化铁成分，占据了6%-15%左右，在气氛温度达到1000℃以上时，其中的铁成分则会与MgO产生平行置换反应，在置换的过程中，产生的氧化铁则会在氧化作用下，生成三氧化二铁，在此过程中，存在着体积效应。在这一反应中，是可逆的，但是，虽然MgO可吸收部分的三氧化二铁物质，随之形成了镁铁矿或是铁酸镁，但是，无法实现完全的消除，当气氛达到还原性要求时，就会产生逆反应。
所以在套筒石灰窑中，因其是以煤气作为燃料的，而在煤气压力的作用下，应这一压力的不稳定性，致使以裸露形式村子的镁铬砖，会同时受到温度带来的热应力破坏以及气氛变化下的膨胀与收缩反应的影响，进而致使在石灰窑烧成带下相应的耐火材料镁铬砖会出现损毁的问题。
2、 基于套筒石灰窑烧毁带耐火材料的改进对策
本文在研究的过程中，提出了以镁铝尖晶石转来替换原本使用的镁铬砖，二选择这一替换材料进行烧成带耐火材料改进的原因与依据如下：
2.1 该材料的发展历程
在上个世纪的七十年代左右，日本等国家首先将方镁石—尖晶石砖进行了运用，主要使用到了水泥回转窑中，以此来攻克镁铬砖所存在的污染以及易损毁的问题，而进入到八十年代之后，发达国家加快了对尖晶石砖的研发力度，进而满足大型石灰窑烧成带对耐火材料所提出的高要求，并为提升窑炉的运行效率与生产效益奠定基础。
而美国在相关研发领域中，采用了强化尖晶石结合技术进行了新产品的研发，在这一方镁石—尖晶石产品中，融入了电融镁铝尖晶石砂，同时，在砖的结合中，采用了镁铝尖晶石，进而为提升以往这一砖产品的热机械性能奠定了基础，同时相应的抗碱与抗腐蚀性能也随之得到了大幅度的提升。而在国内，上个世纪七十年末时期，建筑材料研究院等机构就针对方镁石-尖晶石进行了专项研究，并且取得了一系列的成绩，相应耐火材料生产厂家等逐渐研发了镁铝尖晶石砖，在此之后，很多的大中型窑厂将这一材料进行了运用。
2.2 性能对比
镁铬砖的性能与镁铝尖晶砖的性能对比如下：首先在耐压强度上，前者为40-60Mpa，后者则在65-83Mpa之间，而在抗震稳定性方面，前者为3-5次，二后者则在15次以上，在体积密度以及高温抗折强度上，后者具备了明显的优势，分别在3.01g/cm3，5.08-8.68MPa；在MgO含量上，前者在60-70%之间，而后者则在88.38%，在Cr2O3的含量上，前者为8-12%，而后者在这一物质上的含量并没有测出。
因此得出：镁铝尖晶石砖具有着良好的机械强度，且相应的抗侵蚀性能极强，并且还具备了良好的热震稳定性，同时，在气氛的变化下，镁铝尖晶石砖对比表现的并不敏感，因此，这就意味着将镁铝尖晶石砖取代原有的镁铬砖，能够有效的解决在烧成带耐火材料上所呈现出的损毁问题，并且延长砖窑的使用寿命，为降低维护成本并提升使用套筒石灰窑进行生产的经济效益与社会效益奠定基础。
总结：在套筒石灰窑中，相应烧成带耐火材料使用的是镁铬砖，基于这一材料下，铬成分的挥发、流失以及受到气氛影响而产生体积效应等，致使其强度低、且相应的热震稳定性较差，同时，还容易对环境造成污染，因此，在保护生态环境成为国际社会主要课题的背景下，为了实现套筒石灰窑使用综合效益的最大化，这就需要实现全新材料的研发以取代镁铬砖。在此过程中，虽然研发了一系列的替代材料，但是应性能的不全面，致使难以应用于实践生产中，二镁铝尖晶石材料的运用，促使相应的镁铝尖晶石砖的诞生有效弥补了传统镁铬砖所存在的不足，在解决烧成带耐火材料损坏问题的同时，实现了使用综合效益的大幅度提升。
参考文献：
[1] 李小兵，严解荣，汪雷.套筒石灰窑烧成带耐火材料的损毁与改进[J].马钢职工大学学报，2012，04：29-31.
[2] 汪雷.套筒石灰窑下拱桥损毁分析及改造的可行性研究[J].安徽冶金，2014，04：9-14.
作者简介
王明武（1974.11.28），男，籍贯：新疆乌鲁木齐，学历：本科，毕业于中国石油大学；现有职称：中级工程师；研究方向：化工工程；