2_耐材寿命影响因素优秀课件

RefractorySeminar耐火材料研讨会RefractoryLifetimeInfluencingFactors耐材寿命影响因素 1 1 水泥旋窑耐火材料损坏机理探讨 1 碱金属化合物对耐材的侵蚀现象 2 金属及锚固件侵蚀反应现象 3 沖刷磨损現象 2 Whathappensinaclinkerproductionline 熟料生产线会发生什么现象 mediumtemperaturecondensationi e alkalichlorides中等凝结温度 如氯化碱 hightemperaturecondensationi e alkalisulphates高的凝结温度 如硫酸碱 hightemperaturevolatilizationi e alkalichloridesandsulphates高温挥发 如硫酸碱 氯化碱 RAWMEAL Secondaryfuel FUEL CLINKER Mostcommon potassium K2O ChlorideSulphur Sulphates KKCl Secondaryfuel wholetires Howtominimisealkalisproblem如何降低碱的侵蚀 1 碱金属化合物对耐材的侵蚀 3 ASM 1 NaCl KCl Na2SO4 K2SO4 ASM 1 Na2O K2O ASM 1 NaCl KCl Na2SO4 K2SO4 SO2 SO3 熔化溫度NaCl801 CKCl776 CNa2CO3851 CK2CO3891 CNa2SO4884 CK2SO41069 C 燃燒溫度Na2O 801 CK2O 776 C 1 碱金属化合物对耐材的侵蚀 4 ASM 1 NaCl KCl Na2SO4 K2SO4 在温度为650 1000 C时 化合盐开始在炉衬耐材中凝结沉淀 将耐材气孔堵塞 降低弹性模式系数 降低耐热震性能 导致片状的剥落现象 1 碱金属化合物对耐材的侵蚀 5 Non CorrosiveAlkaliAttack 碱金属反应 Alkaliabsorptionduetosolidification 碱固化后而被吸收Compressivestressduetocrystalgrowth 形成晶体而产生内部压力Structuregrowthupto4 结构增长可达到4 Consequence Crackformationandstructuralspalling 结果 形成裂纹 并且使结构破裂Example PotassiumChloride KCl 例如 氯化钾Crystallisesbelow770 C 低于770度就形成了晶体Structure face centredcubeshaped 结构 面心立方体形 2 EffectonRefractoryPerformance 1 碱金属化合物对耐材的侵蚀 6 KClFormation KCl形成 2 EffectonRefractoryPerformance 1 碱金属化合物对耐材的侵蚀 7 KClFormation CycloneRoof KCl形成 旋风筒顶部 2 EffectonRefractoryPerformance 1 碱金属化合物对耐材的侵蚀 8 KClFormationinPores StructuralCracksKCL在气孔内产生并造成结构破裂 2 EffectonRefractoryPerformance 1 碱金属化合物对耐材的侵蚀 9 ASM 1 Na2O K2O 形成新矿物相 A3S2 10S 3K 3KAS4 白榴石礦物 11A 2K CO K Na A11 C 剛玉礦物 体积膨涨 炉衬耐材膨涨 挤满预留之膨涨间隙 最终 导致开裂及衬体之剥落 膨漲17 莫来石矿物高铝质成份 1 碱金属化合物对耐材的侵蚀 10 1 碱金属化合物对耐材的侵蚀 11 AlkaliAttack ChemicalCorrosion 碱破坏 化学侵蚀 Alkaliabsorption K2O Na2O reactionwithliningmaterial e g mullite 碱被吸收并与耐材进行反应 例如 莫来石 Formationofnewphasesdependingontime temperature alkaliconcentration 基于时间 温度和碱的浓度的不同形成不同的新矿物相 Orthoclase KAS6 正长石Leucit K4S4 白榴石Kaliophilit KAS2 钾霞石Nephelin NAS2 霞石PotassiumAluminate KA 铝酸钾Volumegrowthupto20 体积可以增加到20 Consequences Structuralspalling alkalibursting destruction结果 结构剥落 碱爆裂 毁坏 2 EffectonRefractoryPerformance 1 碱金属化合物对耐材的侵蚀 12 AlkaliBursting StandardMonolithics碱爆裂 普通耐火浇注料 Alkalibursting BurnerPipe 2 EffectonRefractoryPerformance 1 碱金属化合物对耐材的侵蚀 13 AlkaliCorrosion TertiaryAirDuct TAD 碱侵蚀 三次风管 2 EffectonRefractoryPerformance 1 碱金属化合物对耐材的侵蚀 14 AlkaliCorrosion KilnHood碱侵蚀 窑头罩 2 EffectonRefractoryPerformance 1 碱金属化合物对耐材的侵蚀 15 ASM 1 NaCl KCl Na2SO4 K2SO4 SO2 SO3 整体炉衬耐材组织结构的体积膨涨 挤迫预留的膨涨接缝 减缓碱金属化合物之渗透侵蚀反应 硫酸盐化合物与炉衬耐材中的铝酸钙水泥基质反应 4CA2 SO3 C4A3SO3 5A4CA SO3 C4A3SO3 A 1 碱金属化合物对耐材的侵蚀 16 ChallengeforRefractoryLining 对耐火材料的挑战 Accumulationofalkalis chlorineandsulphur 碱 氯 硫的富集Build upproblems 结皮 生产的间断 Spalling bursting etc 剥落 爆裂等 耐火材料故障 Abrasion 磨损 耐火材料故障 Causedby原因Longerresidencetime 较长的停留时间Highergasspeedandtemperature 较高的气体速度和温度Localatmospherechange reducingoroxidising 工作气氛的改变 还原或氧化 Increaseoftemperature hotspotspossible 温度的增加 可能出现高温点 Higherchemicalandmechanicalload 较高的化学和机械负荷 2 EffectonRefractoryPerformance 1 碱金属化合物对耐材的侵蚀 17 CalderysMonolithicSolutions 凯得力的解决方案 Productsforstandardoperation 适用于正常操作状况的产品coal petcoke somesecondaryfuels 煤 石油焦 可替代燃料Productsforstandard severeconditions 适用于正常和严厉操作状况的产品hightempoperation secondaryfuel 高温操作 可替代燃料 Productsforsevereconditions 适用严厉操作状况的产品highchlorinescontain secondaryfuel 高氯含量 可替代燃料 3 CalderysMonolithicSolutions 1 碱金属化合物对耐材的侵蚀 18 CalderysMonolithicSolutions 凯得力的解决方案 ThankstoourexperienceinvariousindustrialsegmentsasincineratorsandcementplantsCalderysispermanentlyandsuccessfullyworkingonsolutionsforourcustomers 基于我们具有在不同行业的实践经验 凯得力一直为我们的客户提供成功的解决方案 StartingwiththeinventionoflowcementcastablesbyoneoftheCalderysoriginswehaveachievedoptimisedproductsforanycondition 做为低水泥浇注料的发明者 凯得力能够为不同工况的客户提供最优化的产品 HavingawiderangeofproductsCalderysisabletodesignliningsolutionsforanypurpose 由于具有不同系列的产品 凯得力能够为客户提供满足不同目的设计方案 Smoothoperatingconditions 稳定的运转状况Highthermalandmechanicalload 高的热负荷和机械负荷Corrosiveatmosphere 腐蚀性气氛 3 CalderysMonolithicSolutions 1 碱金属化合物对耐材的侵蚀 19 CalderysMonolithicSolutions 凯得力的解决方案 Lowcementcastables LCC withanalkaliresistantmatrix 具有抗碱侵蚀性能的低水泥浇注料OptimisedSiCaddition 优化SIC添加量 Previouslyupto85 todayithasbeenfoundthatalimitof30 istheoptimum hightemperaturesresultinginSiCoxidationthusdestructionofprotectivelayers 以前SIC掺加量可以达到85 但现在研究发现 最优的掺加量是30 高温可以使SIC氧化 从而造成保护层的破坏 Optimisedzircon ZrO2addition 优化氧化锆的添加量 Successfulinspecificareasduetoextremelyhighstructuralstrength 由于具有极高的结构强度 在很多极端的地方成功的应用SimultaneousadditionofSiCandzircon ZrO2togetthebenefitofbotheffects 同时掺加SIC和ZrO2则具有了上述两方面的效果 3 CalderysMonolithicSolutions 1 碱金属化合物对耐材的侵蚀 20 AlkaliResistanceofRefractoryMaterialsat1350 C1350度下耐材的抗碱侵蚀试验 Al2O3 25 chamotte Mullitematerial Al2O3 85 Al2O3 95 SiCcontent 0 10 20 30 3 CalderysMonolithicSolutions 1 碱金属化合物对耐材的侵蚀 21 WhydoesSiChelp 为什么使用SIC Therearethreeeffects 有3个方面的效用 Nonwettingeffect 不会产生粘连Glassyphaseformation 表面产生玻璃相Densificationofrefractorytexture 使得表面文理致密化 SiC O2 Si CO2Si O2 SiO2 SiC 2O2 SiO2 CO2 SiO2 Specificdensity 密度 2 21g cm3 SiC 3 21g cm3 Reactionwithalkalicompound glassyphases 与碱化合物反应 玻璃相 Reactionwithalumina mulliteformation 与矾土反应形成莫来石 3 CalderysMonolithicSolutions 1 碱金属化合物对耐材的侵蚀 22 ZirconiaContainingMaterials 含氧化锆的产品 Inletchamberafter24months烟室 使用24个月后 CALDETMCASTLA50SZ Bypassafter12months旁路放风 使用12个月后 CALDETMCASTLZ106 3 CalderysMonolithicSolutions 1 碱金属化合物对耐材的侵蚀 23 Steel AnchorCorrosion 金属 锚固件侵蚀 Sincetheintroductionofalternativefuels Rawmaterialssteelshellaswellasanchorcorrosionappearsmoreandmoreoften 自从使用了可替代燃料和原料 金属衬体和锚固件受到侵蚀的威胁就越来越大Corrosioniscausedbytheattackof 产生侵蚀的危害来自于 Alkalis 碱Sulphates 硫Chlorine 氯Ammonia 氨水Refractoriescannotsolvethisproblementirely 耐火材料不能彻底的解决这个问题 Selectionofsuitablerefractoriesandarespectiveliningdesigncanhelptoextendthelifetimeofanchorsandreducethespeedofcorrosion 选择适当的耐火材料和进行良好的设计将能够降低锚固件的侵蚀速度 延长锚固件的寿命 4 SteelShell AnchorCorrosion 2 金属及锚固件侵蚀反应现象 24 PieceofCorrodedSteelShell 受到侵蚀的钢板 4 SteelShell AnchorCorrosion 2 金属及锚固件侵蚀反应现象 25 AnchorCorrosion here Fins 锚固件的侵蚀 4 SteelShell AnchorCorrosion 2 金属及锚固件侵蚀反应现象 26 2 金属及锚固件侵蚀反应现象 27 3 沖刷磨损現象 28 耐磨耗試驗之評估方法 碳化矽顆粒 試驗方法 美國工業標準ASTMC704磨耗單位 損耗體積 cm3 三個影響試驗結果之重要因素 顆粒種類 衝刷之角度 顆粒之流速 3 沖刷磨损現象 29 顆粒種類 衝刷角度與顆粒流速對耐磨耗性之影響 3 沖刷磨损現象 30 試片於800oC燒成後之耐磨耗性指數 ASTMC704 單位 cm3 3 沖刷磨损現象 31 耐熱震性 定性平行試驗比較法 定性平行試驗比較法 水或氣冷卻法 量測裂隙或剝落量 量測熱震回數 缺點 不符合實際狀況 試驗方法不夠嚴謹 無法定量化 無法求得R 及R 數值 3 沖刷磨损現象 32 耐熱震性評估 RIBBON試驗方法 Ribbon試驗法 試片之一側加熱至1100oC後 再於室