回转窑复合炉衬的研制和应用

论文摘要

本课题受武钢矿业公司委托,分别针对其下属的程潮铁矿球团厂和乌龙泉活性石灰厂的两条回转窑进行复合炉衬的研究。通过对国内外相关回转窑内衬材料的使用情况及现场调研情况的综合分析后,分别确定以矾土水泥预制件和镁铬质预制件作为球团矿回转窑和活性石灰回转窑的内衬材料。对于预制件的研究,首先从其颗粒级配着手。在此基础上,研究了不同结合剂、微粉及减水剂对试样性能的影响。其次,在该预制件体系中通过添加导热系数较低的原料,提高内衬材料的保温性能。通过以上几方面的试验,确定两预制件体系的组成配比。此外,通过绝热纤维的铺设以及砌筑方式的改进,形成一套比较完整的回转窑复合炉衬的生产、施工及维护制度。试验证明:(1)添加5%锆英砂细粉的矾土水泥预制件用平板导热法测定的800℃时的导热系数为0.512W/m.K,低于现场所使用材料的导热系数0.960W/m.K。试样在添加1.5%钢纤维经1300℃×3h烧成后,其磨损量为4.57cm~3,1100℃水冷条件下抗热震次数达到20次。此外实验室试样在烧成后,其耐压强度、抗折强度、体积密度及显气孔率这些理化指标,相比现场所使用材料都有了明显的提高。(2)镁铬质预制件在添加5%锆英砂细粉后,试样经1300℃×3h烧成后耐压强度达到50.0MPa,抗折强度达到7.8 MPa,另外试样在1100℃水冷条件下抗热震次数达到12次,其用平板导热法测定800℃时的导热系数为1.029W/m.K,相比未添加锆英砂细粉的试样性能有明显的提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 前言
• 1.1 球团矿回转窑相关文献
• 1.1.1 球团矿焙烧工艺
• 1.1.2 窑内的粘结现象
• 1.1.3 关于回转窑红窑原因的分析
• 1.1.4 耐火浇注料在回转窑上的应用
• 1.2 活性石灰回转窑相关文献
• 1.2.1 活性石灰生产工艺
• 1.2.2 活性石灰回转窑耐火砖的典型磨损现象
• 1.2.3 水泥窑与活性石灰窑炉衬用耐火材料之比较
• 1.2.4 活性石灰回转窑炉衬可选用砖型
• 1.3 回转窑烧成带和过渡带耐火材料的选用原则
• 1.4 现场调研情况
• 1.4.1 球团矿回转窑现场调研情况
• 1.4.2 活性石灰回转窑现场调研情况
• 1.5 本论文研究的主要内容
• 2 实验用原料、试样制备及检测方法
• 2.1 实验用原料
• 2.1.1 球团矿回转窑内衬研究实验用原料
• 2.1.2 活性石灰回转窑内衬研究实验用原料
• 2.2 试样制备
• 2.2.1 配料
• 2.2.2 混料
• 2.2.3 成型
• 2.2.4 干燥
• 2.2.5 烧结
• 2.3 检测方法与手段
• 2.3.1 化学分析
• 2.3.2 物理检测方法
• 2.3.3 X 射线衍射测试
• 2.3.4 扫描电镜（SEM）测试
• 2.3.5 电子探针微区测试
• 3 球团矿回转窑内衬材料性能研究
• 3.1 实验方案
• 3.2 分析与讨论
• 3.2.1 颗粒级配的调整
• 3.2.2 二氧化硅微粉添加量的影响
• 3.2.3 水泥添加量的影响
• 2O₃ 微粉添加量的影响'>3.2.4 α－Al₂O₃微粉添加量的影响
• 3.2.5 锆刚玉细粉添加量的影响
• 3.2.6 锆英砂细粉添加量的影响
• 3.2.7 对基质部分的调整
• 3.2.8 减水剂添加量的影响
• 3.2.9 试样导热系数测定
• 3.2.10 试样的耐磨性能测定
• 3.2.11 试样热震稳定性的测定
• 3.2.12 现场取样和实验室试样物理性能比较
• 3.2.13 试样的显微结构、能谱分析和XRD 分析
• 3.3 总结
• 4 活性石灰回转窑内衬材料性能研究
• 4.1 实验方案
• 4.2 分析与讨论
• 4.2.1 几种结合剂的研究分析
• 4.2.2 颗粒级配的调整
• 4.2.3 电熔镁砂细粉添加量对试样性能的影响
• 2O₃ 细粉添加量对试样性能的影响'>4.2.4 Cr₂O₃细粉添加量对试样性能的影响
• 2O₃ 微粉添加量对试样性能的影响'>4.2.5 α- Al₂O₃微粉添加量对试样性能的影响
• 4.2.6 锆英砂细粉添加量对试样性能的影响
• 4.2.7 减水剂添加量的影响
• 4.2.8 试样的显微结构、能谱分析和XRD 分析
• 4.3 总结
• 5 绝热纤维的选用
• 5.1 物理性能
• 5.2 化学分析
• 5.3 热传导性能
• 5.4 化学性能
• 5.5 保温效果
• 5.5.1 导热机理
• 5.5.2 初步计算
• 6 施工工艺
• 6.1 施工工艺特点
• 6.2 施工工艺过程
• 6.2.1 回转窑筒体的处理
• 6.2.2 绝热纤维的铺设
• 6.2.3 耐热钢锚固件的选用和安装
• 6.2.4 预制件安装
• 6.2.5 耐火浇注料的搅拌
• 6.2.6 耐火浇注料的浇筑与养护
• 6.2.7 回转窑内衬的烘烤和升温制度
• 6.3 不同材质对窑体承重的影响
• 6.4 施工简图（见附页）
• 7 全文总结
• 7.1 球团矿回转窑内衬材料
• 7.2 活性石灰回转窑内衬材料
• 7.3 施工工艺
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 附图
• 详细摘要