ロータリーキルンの耐火物ライニングの耐用年数に影響を与える要因は数多くあり、それらは耐火物製品だけの問題ではありません。これらには、セメント製造作業によって発生する熱応力、化学的応力、機械的応力、焼成原料の品質、耐火物の設計と選択、耐火物の品質、保管、建設、石材、その他の要因が含まれます。
機械的応力が製品の耐用年数に及ぼす影響耐火レンガ窯の中
機械的応力とは、物体が外的要因によって変形したときに、その外的要因の作用に抵抗して物体を変形した位置から変形前の位置に戻そうとするために、その物体の各部間に作用する内部力のことです。窯内の耐火レンガにかかる機械的応力がそれ自体の強度を超えると、レンガは応力の作用により部分的または完全に損傷します。
機械的ストレスを引き起こす主な要因は次の 2 つです。
(1) 楕円変形。内張りレンガ、窯の材料、シリンダー自体の重量などの複合要因により、窯シリンダーは変形します。重力と熱負荷の作用により、円筒の円形断面は楕円形になります。-窯の稼働中、楕円は耐火レンガに機械的応力を引き起こし、楕円が大きいほど機械的応力も大きくなります。楕円の変化によって発生するせん断応力がリング状のレンガの接線方向に作用し、レンガがリング状に剥離します。通常の状態では、剥離厚さは均一で硬いです。 (2) ロータリーセメントキルンの軸がずれている。ロータリーキルンはベルト、支持輪、ローラーによって支持されています。その軸は、窯の断面円の中心点を結んだ直線上でなければなりません。-しかし、キルンシェルを設置してシェルの一部を切断して交換した後、またはキルンが一定期間運転されてキルン内の熱システムが不安定になった後は、熱負荷と荷重の作用によりキルンの軸がオフセットします。その後、長期間使用するとベルトやローラが摩耗し、ローラが外側や内側にずれたり、各支点の荷重状態が変化したりします。特に支持点の荷重が大きすぎると、ころ軸受の焼損やベルトやころ表面の異常剥離や亀裂が発生しやすくなり、窯本体の軸ずれがさらに悪化します。その結果、耐火レンガが圧迫されて変形し、破損や脱落の原因となります。損傷した耐火レンガの形状は深さによって異なります。
窯内での耐火耐火レンガの耐用年数に対する熱応力の影響
熱応力とは、温度が変化した際に、外部からの拘束や内部部品間の相互拘束により、物体が完全に自由に伸縮できなくなることで発生する応力を指します。 -高温での熱膨張は、耐火レンガに軸方向の膨張と圧縮応力を容易に引き起こす可能性があり、これが窯内での耐火レンガの剥離や破損の重要な原因の 1 つです。マグネシア-クロムまたはスピネルレンガを例にとると、1400 度での膨張率は 1.6% と計算できます。長さ 198 mm の耐火レンガの膨張は 3.17 mm に達することがあります。このような大きな膨張は、環状ギャップが適切に残されていない場合、耐火レンガの引き抜き、脱落、または剥離を引き起こし、耐火レンガの耐用年数を大幅に短縮します。
ロータリーキルン製造操業が耐火物の耐用年数に及ぼす影響
耐火レンガの耐用年数に対する生産作業の影響メカニズムは複雑であり、多くの要因があります。主に以下の2つの観点から分析します。
(1) 焼成温度が高すぎることによるレンガの損傷。新しい乾式仮焼炉内の火炎温度は 1700 度以上に達することがあります。さらに、移行ゾーン、焼成ゾーン、冷却ゾーン、キルンフード、クーラースロート、高温ゾーン、およびノズル外部の動作温度は、従来のキルンの動作温度よりも大幅に高くなります。高品質の耐火物を使用した場合でも、大型ロータリー キルンの移行ゾーン、焼成ゾーン、冷却ゾーンのライニング寿命は通常 0.5 ～ 1 年ですが、3 ～ 5 か月しかないものもあります。キルンの口とノズルのライニングの寿命は通常、わずか 0.5 ～ 1 年、あるいはそれ以下です。キルンフードとクーラースロートライニングの寿命は約 2 年です。パイロット生産段階では、ロータリー キルンは通常 70% ～ 75%、またはそれ以下で稼働しますが、まれに 85% ～ 90% に達する場合もあります。これに予熱器や前焼成器の動作が不十分な場合、原料の分解速度が非常に不安定になり、キルン内のさまざまなプロセスゾーンの位置が頻繁に移動する可能性があります。これにより、キルンの運転が不安定になり、ライニングの損傷が促進される可能性があります。たとえば、焼成温度が高すぎると、図 5 の丸で囲んだ領域に示すように、窯の耐火レンガが損傷する可能性があります。 (2) 窯の高速速度が速いことによって引き起こされるレンガの損傷。新しい乾式分解前キルンの回転速度は、多くの場合 3 ～ 3.7 r/min、場合によっては 4 r/min 以上に達し、ロータリー キルン シェルの線速度は 1 m/s 以上に達します。高速回転、大口径、高温の新しい乾式キルンでは、熱応力、機械的応力、およびキルンライニングに対する化学的浸食の複合的な破壊的影響は、従来のキルンよりもはるかに大きくなります。このため、新しい乾式キルンのキルンライニングは、低温または高温の条件下でも十分な強度と安定性を備えている必要があります。
