Es gibt viele Faktoren, die die Lebensdauer von feuerfesten Auskleidungen in Drehrohröfen beeinflussen, und sie sind nicht nur Probleme bei feuerfesten Produkten. Dazu gehören thermische Belastung, chemische Belastung, mechanische Belastung durch Zementproduktionsvorgänge, die Qualität kalzinierter Rohstoffe, die Konstruktion und Auswahl feuerfester Materialien, die Qualität feuerfester Materialien, Lagerung, Konstruktion, Mauerwerk und andere Faktoren.
Der Einfluss mechanischer Beanspruchung auf die Lebensdauer vonfeuerfeste Steinein Öfen
Mechanische Spannung ist die innere Kraft, die zwischen den verschiedenen Teilen eines Objekts wirkt, wenn es aufgrund äußerer Faktoren verformt wird, um der Einwirkung dieser äußeren Faktoren zu widerstehen und zu versuchen, das Objekt aus der verformten Position in die Position vor der Verformung wiederherzustellen. Wenn die mechanische Beanspruchung der feuerfesten Steine im Ofen ihre eigene Festigkeit übersteigt, werden die Steine durch die Belastung teilweise oder vollständig beschädigt.
Die Hauptfaktoren, die mechanische Belastungen verursachen, sind die folgenden zwei Gründe:
(1) Elliptische Verformung. Aufgrund der kombinierten Faktoren der Auskleidungssteine, des Ofenmaterials und des Gewichts des Zylinders selbst wird der Ofenzylinder verformt. Unter Einwirkung von Schwerkraft und Wärmebelastung wird der kreisförmige Querschnitt-des Zylinders elliptisch. Bei laufendem Ofen führt die Ellipse zu einer mechanischen Belastung der feuerfesten Steine, und je größer die Ellipse, desto größer die mechanische Belastung. Die durch die Änderung der Ellipse erzeugte Scherspannung wirkt auf die Tangentenrichtung jedes Ziegelrings und führt dazu, dass sich die Ziegel ringförmig ablösen. Unter normalen Umständen ist die Schäldicke gleichmäßig und hart. (2) Die Achse des Drehzementofens ist versetzt. Der Drehrohrofen wird von einem Band, einem Stützrad und einer Rolle getragen. Seine Achse sollte die Linie sein, die die Mittelpunkte der Querschnittskreise des Ofens verbindet und auf einer geraden Linie liegt. Nachdem jedoch der Ofenmantel installiert und ein Teil des Ofenmantels abgeschnitten und ersetzt wurde oder nachdem der Ofen eine Zeit lang in Betrieb war und das thermische System im Ofen instabil ist, wird die Achse des Ofens unter der Einwirkung von Hitzebelastung und Belastung verschoben. Danach, nach längerer Betriebszeit, verschleißen Riemen und Rolle, die Rolle weicht nach außen und innen aus und die Belastungsbedingungen an jedem Stützpunkt ändern sich. Insbesondere wenn die Belastung des Stützpunkts zu groß ist, kann es leicht dazu kommen, dass das Rollenlager durchbrennt, sich das Band und die Rollenoberfläche abnormal ablösen oder reißen, was den Achsversatz des Ofenkörpers weiter verschlimmert; Dadurch werden die feuerfesten Steine gequetscht und verformt, was zu Schäden oder zum Herunterfallen führt. Die Form beschädigter Schamottesteine variiert in der Tiefe.
Der Einfluss thermischer Belastung auf die Lebensdauer feuerfester Schamottesteine im Ofen
Die thermische Spannung bezieht sich auf die Spannung, die entsteht, wenn sich das Objekt aufgrund äußerer Zwänge und gegenseitiger Zwänge zwischen inneren Teilen bei Temperaturänderungen nicht völlig frei ausdehnen und zusammenziehen kann. Die Wärmeausdehnung bei hohen-Temperaturen kann leicht zu axialer Ausdehnung und Druckspannung in feuerfesten Schamottsteinen führen, was eine der Hauptursachen für das Abplatzen und Brechen von Schamottesteinen im Ofen darstellt. Am Beispiel von Magnesia--Chrom- oder Spinellsteinen kann die Ausdehnungsrate bei 1400 Grad mit 1,6 % berechnet werden. Die Ausdehnung eines Schamottsteins mit einer Länge von 198 mm kann 3,17 mm betragen. Wenn der Ringspalt nicht ordnungsgemäß belassen wird, führt eine so große Ausdehnung dazu, dass sich die feuerfesten Steine verziehen, abfallen oder abplatzen, was die Lebensdauer der feuerfesten Steine erheblich verkürzt.
Der Einfluss des Drehrohrofen-Produktionsbetriebs auf die Lebensdauer feuerfester Materialien
Der Einflussmechanismus des Produktionsbetriebs auf die Lebensdauer von feuerfesten Schamottsteinen ist komplex und es gibt viele Faktoren. Die Analyse erfolgt hauptsächlich unter den folgenden zwei Gesichtspunkten.
(1) Ziegelschäden durch zu hohe Kalzinierungstemperatur. Die Flammentemperatur im neuen trockenen Vorkalzinierungsofen kann über 1700 Grad erreichen. Darüber hinaus sind die Betriebstemperaturen der Übergangszone, der Brennzone, der Kühlzone, der Ofenhaube, des Kühlerhalses, der Hochtemperaturzone und der Düsenaußenseite deutlich höher als bei herkömmlichen Öfen. Selbst bei hochwertigen feuerfesten Materialien beträgt die Lebensdauer der Auskleidung der Übergangs-, Brenn- und Kühlzonen großer Drehrohröfen typischerweise 0,5 bis 1 Jahr, bei einigen sogar nur 3 bis 5 Monate. Die Ofenmündung und die Düsenauskleidung haben typischerweise eine Lebensdauer von nur 0,5 bis 1 Jahr oder sogar weniger. Die Brennofenhaube und die Auskleidung des Kühlerhalses haben eine Lebensdauer von ca. 2 Jahren. Während der Pilotproduktionsphase arbeiten Drehrohröfen typischerweise nur mit 70 % bis 75 % oder sogar weniger, in seltenen Fällen sogar mit 85 % bis 90 %. Wenn dies mit einem schlechten Vorwärmer- und Vorkalzinatorbetrieb einhergeht, kann die Zersetzungsrate des eingehenden Materials sehr instabil sein, was zu häufigen Positionsverschiebungen der verschiedenen Prozesszonen innerhalb des Ofens führt. Dies kann zu einem instabilen Ofenbetrieb und einer beschleunigten Beschädigung der Auskleidung führen. Beispielsweise können zu hohe Brenntemperaturen die feuerfesten Steine des Ofens beschädigen, wie im eingekreisten Bereich in Abbildung 5 dargestellt. (2) Ziegelschäden durch hohe Ofengeschwindigkeit. Die Rotationsgeschwindigkeit des neuen Trocken-Vorzersetzungsofens beträgt oft 3–3,7 U/min oder sogar 4 U/min oder mehr, und die lineare Geschwindigkeit des Drehofenmantels erreicht mehr als 1 m/s. Im neuen Trockenofen mit hoher Rotationsgeschwindigkeit, großem Durchmesser und hoher Temperatur ist die kombinierte zerstörerische Wirkung von thermischer Belastung, mechanischer Belastung und chemischer Erosion auf die Ofenauskleidung viel größer als bei herkömmlichen Öfen. Dies setzt voraus, dass die Ofenauskleidung des neuen Trockenofens sowohl bei Kälte als auch bei Hitze über eine ausreichende Festigkeit und Stabilität verfügt.
