耐火材料是一种基础原材料,主要用于冶金、水泥、玻璃、石化等高温工业。耐火材料水泥生产过程中,必不可少,优化耐火材料在新型预分解水泥窑中的配套,可降低单位水泥熟料产量的能耗,提高回转窑的运转率和运转周期,降低水泥窑的维修次数,达到节能降耗的目的。近几年,在钢铁、建材工业高速增长的拉动下,国内耐火材料行业取得了进一步的发展。
中国是世界耐火材料生产大国,目前,国内耐火材料生产的企业主要集中在以下几个省份:河南、辽宁、山东、山西、浙江、河北、江苏、北京、湖南、重庆,等地,据步统计有1500余家。
有关数据显示,从2005年开始,耐火材料制品工业企业实现累计工业总产值666亿元,全年实现累计产品销售收入640亿元,全年实现累计利润总额43.28元。2006年,中国耐火材料制品工业企业继续保持上一年发展的良好势头,全年实现累计工业总产值852亿元,实现累计产品销售收入793亿元,同期增长31.52%。2007年1-5月全国30个省、市、自治区1630家规模以上耐火材料企业,耐火材料产量1948.98万吨,增长33.5%,实现利润总值25.33亿元,增长42.7%。
目前我国耐火材料产品生产行业已经处于成长期,2006-2007年我国耐火材料行业产销都出现了较大的增长,未来几年,随着钢铁、石化以及建材等相关行业对耐火材料的需求,我国耐火材料市场将继续保持一个良好的增长态势,这个增长期预计将保持到2012年,这为耐火材料企业的发展提供了一个机遇。
耐材分类:碱性耐火材料、不定形耐火材料和隔热耐火材料
20世纪70年代中期,我国水泥窑用耐火材料主要是铝硅质耐火材料,如高铝砖、黏土砖及水泥砖等。20世纪70年代后期,我国出现了新型干法水泥窑,对窑衬材料提出了更高的要求。为了适应水泥工业的变化与发展,经过数十年的科研、设计及开发应用,使我国水泥窑用耐火材料水平有了显著的变化和提高。在品种和性能上均达到了国际先进水平,但不足之处是耐火砖外观尺寸及质量稳定性还有一定的差距。当前,水泥行业主要的耐火材料是碱性耐火材料、不定形耐火材料和隔热耐火材料三大系列。
碱性耐火材料,应用量大、面广,是热工窑炉不可或缺的一种关键耐火材料,仅水泥工业一年约有40万吨的使用量,碱性耐火材料主要是以白云石或氧化镁为主的镁铝尖晶石砖。碱性耐火材料用于自动化水平高、热工制度稳定水泥窑的特殊部位,可以有良好的寿命。具有耐高温煅烧和耐化学侵蚀能力较强的优良特性,是实现水泥窑生产优质、高产、低消耗和长期安全运转的关键性材料。但它又具有易受潮变质、热膨胀率大、导热系数高和热震稳定性能较差的缺点。目前适用于水泥窑的进口和国产碱性耐火材料主要包括直接结合镁铬砖、半直接结合镁铬砖、普通镁铬砖、白云石砖、含锆和不含锆的各类特种镁砖、尖晶石砖和化学结合不烧镁铬砖等。
北京瑞泰高温材料科技股份有限公司以生产碱性耐火材料为主,其主导产品无铬碱性耐火材料解决掉铬公害问题,能保证2000t/d级以上水泥窑的正常运转,改变进口碱性耐火材料的需求弹性,为提高水泥企业的经济效益做出了卓越贡献。
不定形耐火材料,也称散状耐火材料广泛应用于各种焚烧炉及工业窑炉,是由耐火骨料和粉料,结合剂或另掺外加剂,以一定比例组成的混合料,能直接使用或加适当的液体调配后使用,即该料是一种不经煅烧的新型耐火材料,其耐火度不低于1580℃。根据其工艺特性分类可分浇注料,可塑料,捣打料,喷射料,投射料,耐火泥。在我国,不定形耐火材料在水泥烧成系统上的应用,已经有很长时间的历史,具有强度高、耐磨损、耐冲刷、耐化学腐蚀、热震稳定性好、便于施工等特点。
上海盛江特种耐火材料厂在不定形耐火材料的研制上取得了显著成就,成为中国不定形耐火材料的主要供应厂商之一。目前盛江不定形耐火材料生产能力达到45000吨/年,其主要不定形耐材产品为浇注料、可塑料、捣打料、喷涂料等广泛应用于水泥、钢铁企业,还大量出口到日本、俄罗斯及东南亚国家和地区,依靠优良的品质在国内外具有良好的品拍形象和声誉。
隔热耐火材料又称为耐热保温材料。常用的隔热材料有硅藻土、蛙石、玻璃纤维(又称矿渣棉)、石棉以及它们的制品。制品是采用有机物为燃失剂,增加耐火材料气孔所制成的。其性能特点:容重低、气孔高、导热小、隔热性能好,应用于各种类型炉窑隔热保温、节能之优势,可缩小热工设备的体积及减轻其重量,缩短加热时间,确保炉温均匀,降低热量散失,起到节能、节材,延长使用寿命,砌筑各种工业炉窑不可缺少的理想的节能耐火材料。广泛用在窑筒以外各系统,如预热器、分解炉、窑门罩、风管、烟室等部位。
上海埃索威耐材公司生产的系列隔热耐火材料,最大特点就是低容重,低热容,大大缩短了窑炉的升温与降温时间,有效地节约了炉内的燃料成本,具有良好的抗热震性、抗气流冲刷。此外,公司除了专业提供高品质的隔热耐火材料产品以外,还聘请多名经验丰富的中国热能工程专家,借鉴日本的先进隔热技术,致力于在中国研究和推广轻质节能、环保型工业炉衬的应用,以满足水泥企业日益提高的节约能源与提升产品质量的需求。
耐材使用区域:预热带、分解带、过渡带、烧成带、冷却带、窑口
耐火材料在水泥窑炉内的使用部位按大区域划分主要在预热带、分解带、过渡带、烧成带、冷却带、窑口。
预热器窑的配料率值中的硅酸率SM、铝氧率IM较传统窑高,熟料煅烧温度高,再加上多风道燃烧器形成的高温,使整个窑内气流和物料温度远远超过传统窑相似部位的温度,大型预热器窑内熟料煅烧温度超过1400℃,热耗低于3500kJ/kg熟料,在此高温情况下,熟料中的钙硅融熔物和碱硫化合物与Al2O3形成低温共熔体,在工况苛刻的窑上,几天之内可将高铝质砖损坏,因此预热带要使用系列碱性耐火材料;此外,预热器系统外表散热面积大,辐射热损失严重,为了降低其散热损失,还必须采用系列隔热耐火材料。
过渡带由于燃烧温度变化频繁,火焰时进时出,窑皮容易脱落,窑衬常处于无窑皮保护状态,直接曝露在高温辐射和热气流冲刷之下。国内水泥窑过渡带常用的耐火材料为系列碱性耐火材料,如尖晶石砖、富铬镁砖或含锆增韧白云石砖,可延长其使用寿命,实现水泥窑生产优质、高产、低消耗和长期安全运转。
分解带内燃料提供的热量供生料分解用,煅烧熟料的热量由窑头燃烧器提供。由于生料分解所需的热量较熟料煅烧的热量多,在生产过程中,约60%的燃料由分解炉提供,而40%的燃料由窑头燃烧器供应,因而在同一直径的窑,分解带对耐火材料的需求和预热带接近,同样采用碱性耐火材料;
烧成带温度高,窑内表面层容易剥离,同时也可以导致耐火材料使用周期大为缩短,因此烧成带的耐火材料要求抗热震性极其重要,目前,国内水泥窑的烧成带所采用的耐火度高、耐熟料化学侵蚀能力强的碱性耐火材料,如直接结合镁铬砖、特种镁砖或白云石砖。
冷却机系统,耐火材料不但要承受熟料的磨损,还要承受高温负荷,此部位没有窑皮保护,工作条件恶劣。因此耐火材料要配用碳化硅砖和碳化硅复合砖,系列隔热砖、系列耐火浇注料、系列硅酸钙板和耐火纤维材料等七大类30余种耐火材料。
窑口内衬是大型窑窑衬中最薄弱环节之一,新窑或规则的窑上可用碳化硅砖、硅莫砖、尖晶石砖或直接结合镁铬砖等系列碱性耐火材料。对窑口温度较低的窑或若窑口变形时,可使用热震稳定性优良的系列不定形耐火材料,如高铝砖或磷酸盐结合高铝砖、低水泥型高铝质浇注料。
来源:水泥商情网
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