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研究回转窑预热器用喷涂料及应用

时间:2011-09-05 10:29:47 来源: 作者:小辉点击:次

以二级甲矾土熟料及特级特级矾土熟料为主要原料、矾土水泥为结合剂,添加适量的增塑剂、促凝剂制成的石灰窑预热器用喷涂料试样。试验结果表明:随着矾土水泥加入量的增加,喷涂料的815℃烧后强度先增加后下降,矾土水泥的适宜加入量为4a%。随着SiO2微粉加入量的增加喷涂料815℃烧后强度逐渐增加,其适宜加入量为3b%左右;随着促凝剂加入量的增加,试样初凝时间缩短,结合现场施工要求,认为其加入量以2c%~3c%为宜。研制的喷涂料应用于某公司日产600t活性石灰回转窑预热器,使用效果良好。

随着冶金、化工行业的快速发展,国内对活性石灰的需求量日益增加。近年来,带预热器的活性石灰回转窑由于具有煅烧石灰所需要石灰石粒度较小,燃料来源广,节能环保效果好,煅烧后的石灰质量稳定,活性高,同时有利于石灰石资源的综合利用等优点。在国内冶金、化工行业得到了广泛的应用。为了满足某公司日产600t活性石灰窑建设的需要,我们进行了石灰窑预热器用喷涂料的研制。

1研制

1.1预热器的工作条件及喷涂料应具备的性能

石灰石在预热器内与来自回转窑热烟气进行热交换后,通过下料管进入回转窑进行煅烧,热烟气经风机排入大气。预热器内衬不但要承受高温(1000℃以下),还要受到炙热石灰石的摩擦作用及带有固体颗粒热烟气的冲刷作用。同时,因回转窑检修及其他故障停窑导致的温度变化产生的热应力的作用。

根据对预热器工作条件与喷涂料施工要求,喷涂料应具备以下性能:

(1)具有一定的耐高温性能,以抵抗高温造成的损坏;

(2)具有较高的常温及高温强度,以抵抗石灰石的机械磨损;

(3)具有优异的热震稳定性,以抵抗温度变化引起的热应力作用;

(4)喷涂料黏附性高,不流淌,能快速凝固,便于施工;

1.2试验

1.2.1试验用原料的化学成分

表1 原料的化学成分

以二级甲矾土熟料作骨料,其中临界粒度为5mm,粒级为5~3mm,3~1mm,1~0mm,以小于0·088mm特级矾土熟料为基质,以保证主体原料的耐火性能及抗机械磨损性能,实际使用温度为1000℃左右,因此采用矾土水泥为结合剂,通过水化结合保证材料的结合强度,在此基础上引入SiO2微粉作减水剂,以广西粘土为增塑剂并加入适量的促凝剂以保证材料在短时间内凝固。喷涂料的基础配比为颗粒:细粉=65∶35保持不变,基质中黏土量不变,矾土水泥的加入量为1a%、2a%、3a%、4a%、5a%,相应减少矾土细粉的加入量,以考察水泥对喷涂料烘干强度及815℃烧后强度的影响;固定水泥的加入量为4a%,基质中引入SiO2微粉的加入量分别为1b%、2b%、3b%、4b%,相应减少矾土细粉的加入量;在此基础上,固定黏土、矾土水泥、SiO2微粉加入量不变,促凝剂的加入量为1c%、2c%、3c%,相应减少矾土细粉的加入量,以考察喷涂料的凝固性能。

1.2.2试样制备及性能检测

按设计配比称量物料,倒入小型搅拌机内干混3min,然后加入适量的水搅拌5min后出料,在振动台振动成型40mm×40mm×160mm试样,自然养护24h后,脱模置于电热干燥箱内在110℃×24h干燥。干燥后的试样在硅碳棒电炉内于815℃×3h烧成。冷却后取出备用。

喷涂料的抗折强度、耐压强度,烧后线变化率均按国家标准进行检验,凝固时间采用观察硬化强度来判定。

1.2.3结果与讨论

(1)矾土水泥加入量对试样强度的影响[1](见图1、图2)

矾土水泥的加入量与耐压强度的关系

矾土水泥的加入量与抗折强度的关系

从图1、图2可以看出,随着矾土水泥加入量的增加,试样烘干及815℃烧后强度均呈先上升后下降的规律。这是由于矾土水泥加入量的增加,水泥水化产物增加,因而强度增加;当增加至4a%以后继续增加水泥加入量,试样加水量明显增加,导致试样密实度下降从而导致试样的强度下降;另外图1、图2表明,815℃烧后抗折强度明显低于烘干强度。这是由于水泥水化物脱水造成试样密实度下降而在该温度下试样又不能烧结造成的。矾土水泥加入量以4a%为宜。

关键词： 研究回转窑预热

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