ロータリーキルン用耐火物5種類
一般にロータリー キルンとして知られるロータリー キルンは、耐火材料で裏打ちされた鋼製シリンダーです。 建築資材、冶金、化学、環境保護、その他の産業における回転生産では、材料が焼成されます。 ロータリー キルンの数が最も多いのはセメント産業で、国内に数千台あり、次に黒色および非鉄冶金、鉄、アルミニウム、銅、亜鉛、錫、ニッケル、タングステン、クロムで使用されるロータリー キルンの数が続きます。鉱石および中間焼成用のロータリーキルンを備えたその他の金属。 製鋼用フラックスとしての活性石灰の焼成や、ドロマイト（転炉製鋼スラグ剤、金属マグネシウム原料、耐火物原料などとして使用可能）、焼成マグネシア、アルミマグネシウムスピネル、ボーキサイト、硬質粘土などの各種用途耐火原料。 レアアース、セラミック粒子、焼却廃棄物などの焼成も可能です。 焼成される材料が異なると、ロータリーキルンの焼成温度も異なり、最高温度は2000度までのものもあれば、1000度未満のものもあります。
ただし、動作原理は同じです。材料はキルンテールから入り、キルンヘッドは排出されます。キルン内の異なる温度に応じて、キルンテール、プレ熱帯、燃焼ゾーン（としても知られています）に分けられます。焼成ゾーン）、冷却ゾーン、キルンヘッド（一部の産業部門および以前の移行ゾーン、後移行ゾーン）およびその他のセグメント。 各セクションで選択される耐火物は異なりますが、耐火物の損傷メカニズムは基本的に同じです。つまり、キルンライニングの耐火物はシェルとともに回転し、キルン本体の回転によって発生する応力を受け、転がり衝撃、摩擦、浸食、その他の高温材料の影響を受けます。 材料の種類が異なるため、ライニングの耐火材料も異なります。
ライニングの寿命を向上させるためには、適切な耐火物を選択することに加え、窯構築技術や窯ライニングのメンテナンス・補修技術の向上が必要です。 多くの産業におけるロータリーキルンの中から,本稿では代表的なセメントキルン,ドロマイトおよび石灰キルン,ペレットキルン,酸化亜鉛キルンおよび廃棄物焼却キルンを選択した。
さまざまな業界のロータリーキルンの焼成材料は異なりますが、動作原理は同じであるため、ライニングの耐火材料も同じで異なります。たとえば、ライニングは異なる品質の耐火材料に分割され、キルンヘッドは異なります。キルンテールはすべて高アルミニウム低セメントとスチールファイバーキャスタブルで作られています。 さまざまな業界におけるさまざまな耐火材料の選択について以下に説明します。
セメント窯
1980年代初頭にはセメントロータリーキルンの耐火物技術が基本的に確立されました。 一般に、大型のSPロータリーキルンやPCロータリーキルンのシリンダーでは、焼成ベルトには直接結合マグネシウムクロム煉瓦が使用され、分解ベルトには高アルミニウム煉瓦が使用され、耐アルカリ煉瓦または普通粘土煉瓦が使用されます。シリンダーの後ろ側です。 20世紀末から21世紀初頭にかけてシルモレンガが登場し、焼成ベルトや窯の前後に加え、その他の部分にも異なるグレードのシルモレンガが使用されました。 現在のセメント産業では、新型乾式キルンが技術開発の主流となっており、焼成温度は約1450℃、キルン内の燃焼ガス温度は1700℃以上、場合によっては2000℃近くに達することもあります。
第二世代の新しいドライセメントの技術的要件を満たすために、選択された耐火材料は、エネルギー節約、環境保護、寿命と効率、安全性と安定性などのさまざまな機能を備えていなければなりません。 そこで、焼結ベルトにはマグネシアクロム煉瓦の代わりにマグネシアフェロアルミスピネル煉瓦を使用し（人体に有害な六価クロムが発生しやすいため）、移行ベルトにはマグネシアアルミスピネル煉瓦を使用し、3つの新しい複合煉瓦を試みました。層（作業層、断熱層、断熱層）構造、作業層は高強度、耐摩耗性、耐食性のムライト、断熱層はジルコニウムアルミナ繊維板、断熱層は高強度。 熱伝導率が低く、作業層と断熱層を繋ぐ骨格として、37～47mの窯内で窯外皮温度がレンガより60度低いほか、高性能セメント泥を使用し、プレハブ式大型セメントロータリーキルンの1年オーバーホールから3年2オーバーホールまでの開発を可能にします。
石灰、ドロマイト窯
石灰とドロマイトは化学組成や化学的性質が似ており、焼成温度もほぼ同じであるため、同じ窯で石灰とドロマイトを交互に使用する企業もあります。 ライニングに使用される耐火材は大きく分けて 3 種類あり、1 つは焼成マグネシアアルミニウムスピネルれんが、移行領域は高アルミニウムれんが、予熱領域は粘土れんが、断熱層は耐火繊維または軽量れんが、この形式の窯の表面温度は300〜350度で、ライニングの寿命は1〜2年です。 第二焼成ベルトはスピネル軽重複合レンガで、シェル表面温度は250度以下で、ライニング寿命は2〜3年です。 3つ目は、プレハブブロックとキャスタブルを使用してライニングを形成することで、シェルの表面温度も250度未満であり、寿命も2〜3年です。
宝鋼は16.1〜19.55メートルの焼成ゾーンでスピネル複合煉瓦の代わりに紅柱煉瓦を使用し、窯殻の表面温度が低下し、窯の重量が減少し、窯肌の性能が良好でした。 2 年間使用した後、窯の皮は取り除かれ、紅柱石レンガはよく保存されていましたが、複合スピネルレンガはひどく剥離していました。 アンダルサイトの真密度はスピネルの真密度よりも低いため、焼成ベルト全体がアンダルサイトレンガで作られている場合、窯の重量を35トン削減でき、シェル温度を100度下げることができます。 注入口、キルンヘッド、キルンテールは、衝撃や摩耗にさらされる巨大な材料のため、損傷や剥離が発生しやすく、寿命が最も短い部品です。 Wiscoは耐摩耗性、耐アルカリ性に優れたキャスタブルを使用しており、36ヶ月以上修理せずに使用されています。 キャスタブルは、均質化されたボーキサイトクリンカー骨材、SIC 1 ～ 0mm および微粉末、SiO2、Al2O3 微粉末、超低セメントと組み合わせられます。
仮焼ベルトはリン酸塩と未焼成複合レンガを組み合わせて作られており、重量部は均質化されたボーキサイトクリンカーを主骨材として使用し、膨張剤として4％の紅柱石を添加し、耐熱衝撃性を向上させています。 断熱層はアルミナ中空球と発泡パーライトの2：1成分で構成されています。
複合レンガと断熱レンガを備えた均質レンガの2種類のレンガライニング構造を使用し、耐用年数は3年以上で、キルンシェルの過熱問題は解決されました。
焼成帯では、安港は 1992 年にマグネシウム - クロム煉瓦からマグネシウム - アルミニウム スピネル煉瓦に変更し、その後複合リン酸塩煉瓦、二層構造から複合構造に、乾式石積みから湿式石積みに、連続石積みから置き忘れ石積みに変更しました。その後、プレハブブロックとキャスタブルを使用した複合石積みに移行します。 プレハブブロックとキャスタブル自体には金属製の固定部品が埋め込まれており、鋼製シェルに直接固定されています。 プレハブブロックとキャスタブルには断熱材の層が埋め込まれており、キルンシェルの温度は320度から222度に低下し、NJSナノスケールの微多孔質断熱フェルトの層がシリンダー本体内でさらに改良されているため、シェルは220 度から 176 度に減少しました。
ペレットキルン（火格子～ロータリーキルン）
近年のペレットの総生産能力は年間6,000万トン以上で、ロータリーキルンのキルンヘッド温度は1150～1180℃、キルンテール温度は1050～1080℃となっています。リングクーラーの受け温度は1100～1300度に達します。 耐火材料の選択は、さまざまな部分の使用状況に基づいて行う必要があります。火格子には主に耐摩耗性の高いアルミニウムキャスタブル、軽量ムライトキャスタブル、一部のアンカーレンガを使用したキャスタブルがあります。 ロータリー キルンは通常、同じ材料のアンカーとキャスタブルを備えた高アルミナ ムライトのプレハブレンガで作られています。 リングクーラー第一冷間部の吊りレンガを未焼成リン酸塩レンガから焼成高アルミレンガに変更し、炉頂部を低セメントキャスタブルに変更し、耐用年数を数ヶ月から2年に延長しました。
酸化亜鉛窯
ロータリーキルンは、火成法による酸化亜鉛の製造の主要な装置です。 コークス粉末などの還元剤を装入物に添加し、金属亜鉛の揮発性を利用します。 金属亜鉛蒸気は排ガスに入り、高温条件下で酸素と接触すると酸化亜鉛を生成します。 鉄鋼生産では亜鉛を含む粉塵が大量に発生します。 鉄鋼の発展に伴い、酸化亜鉛ロータリーキルンも開発されました。 ある工場のロータリー キルンでは、乾燥予熱に粘土レンガが使用されていましたが、反応ゾーンから冷却ゾーンまでの耐用年数に影響を与えていました。
ボーキサイトクリンカー、溶融マグネシア、合成マグネシアアルミナスピネル、SiO2、Al2O3微粉末成分、純アルミン酸カルシウムセメント結合を使用し、減水剤と防爆繊維を添加したキャスタブルおよびプレハブレンガをアンカー部品で固定し、効果は良好です。酸化亜鉛ロータリーキルの高温ゾーン。 このようにして、複合製品の製造に好ましい条件が得られます。
アルミナ用ロータリーキルン等
アルミナ窯の焼成温度は1050〜1300度で、高すぎるアルミニウムレンガの試用、マグネシウムレンガは理想的ではなく、剥離防止の高アルミニウムレンガを使用して窯肌を吊り下げ、使用する方が良いです。
石油コークスキルは、鋳造ライニングを使用していましたが、工期が長く、収縮が大きく、寿命が短いです。 アンカー釘付きプレハブ複合レンガとキャスタブル複合石積みを使用することをお勧めします。
廃棄物窯の燃焼、使用温度は約800〜1200度ですが、廃棄物の複雑な組成により、耐火物の浸食がより深刻で、高温帯の石積みクロムコランダムレンガを選択する人もいます。 粘土レンガとジルコニウムクロムコランダムレンガの二重複合レンガを使用する人もいます。
ラテライトニッケルキルン、ロータリーキルンによるニッケル鉄プロセスの直接還元生産、そのライニングには耐火物に対する高い要件があり、微孔質マグネシアアルミニウムジルコニウムレンガを1年間使用し、レンガの摩耗はわずか約10％です。