Faktorů, které ovlivňují životnost žáruvzdorných vyzdívek v rotační peci, je mnoho a nejsou to jen problémy žárovzdorných výrobků. Zahrnují tepelné namáhání, chemické namáhání, mechanické namáhání vznikající při operacích výroby cementu, kvalitu kalcinovaných surovin, návrh a výběr žárovzdorných materiálů, kvalitu žárovzdorných materiálů, skladování, konstrukci, zdění a další faktory.
Vliv mechanického namáhání na životnostžáruvzdorné cihlyv pecích
Mechanické napětí je vnitřní síla, která působí mezi různými částmi předmětu, když je deformován vlivem vnějších faktorů, aby odolal působení těchto vnějších faktorů a pokusil se vrátit předmět z deformované polohy do polohy před deformací. Když mechanické namáhání žáruvzdorných cihel v peci překročí vlastní sílu, cihly se působením napětí částečně nebo úplně poškodí.
Hlavními faktory, které způsobují mechanické namáhání, jsou následující dva důvody:
(1) Eliptická deformace. Vlivem kombinovaných faktorů vyzdívkových cihel, pecních materiálů a hmotnosti samotného válce dochází k deformaci pecního válce. Působením gravitace a tepelné zátěže se kruhový průřez-válce stává eliptickým. Když je pec v chodu, elipsa způsobuje mechanické namáhání žáruvzdorných cihel a čím větší je elipsa, tím větší je mechanické namáhání. Smykové napětí generované změnou elipsy působí na tečný směr každého prstence cihel, což způsobuje, že se cihly odlupují do prstencového tvaru. Za normálních okolností je tloušťka odlupování rovnoměrná a tvrdá. (2) Osa rotační cementářské pece je posunuta. Rotační pec je nesena pásem, opěrným kolem a válcem. Jeho osa by měla být přímka spojující středy kruhů průřezu pece{11}}a na přímce. Po instalaci pláště pece a vyříznutí a výměně části pláště nebo po určité době provozu pece a nestabilním tepelném systému v peci dojde vlivem tepelné zátěže a zátěže k posunutí osy pece. Poté, po dlouhé době provozu, se pás a válec opotřebují, válec se bude vychylovat ven a dovnitř a podmínky zatížení každého podpěrného bodu se změní. Zejména je-li zatížení podpěrného bodu příliš velké, může snadno dojít k vyhoření válečkového ložiska, abnormálnímu odloupnutí nebo prasknutí pásu a povrchu válečku, což dále zhorší osové odsazení tělesa pece; v důsledku toho budou žáruvzdorné cihly stlačeny a deformovány, což způsobí poškození nebo odpadnutí. Tvar poškozených ohnivých cihel se liší v hloubce.
Vliv tepelného namáhání na životnost žáruvzdorných šamotových cihel v peci
Tepelné namáhání se týká napětí generovaného, když se objekt nemůže zcela volně roztahovat a smršťovat kvůli vnějším omezením a vzájemným omezením mezi vnitřními částmi při změně teploty. Vysokoteplotní{1}}teplotní roztažnost může snadno způsobit axiální roztažnost a tlakové napětí žáruvzdorných šamotových cihel, což je jeden z důležitých důvodů drolení a lámání šamotových cihel v peci. Vezmeme-li jako příklad magnéziové-chromové nebo spinelové cihly, lze míru expanze při 1400 stupních vypočítat jako 1,6 %. Roztažnost ohnivzdorné cihly o délce 198 mm může dosáhnout 3,17 mm. Takové velké roztažení, pokud není prstencová mezera správně ponechána, způsobí tahání, odpadávání nebo odlupování žáruvzdorných cihel, což vážně zkracuje životnost žáruvzdorných cihel.
Vliv výrobního provozu rotační pece na životnost žáruvzdorných materiálů
Mechanismus vlivu výrobního provozu na životnost žáruvzdorných šamotových cihel je složitý a faktorů je mnoho. Je analyzován především z následujících dvou hledisek.
(1) Poškození cihel způsobené příliš vysokou teplotou kalcinace. Teplota plamene v nové suché předkalcinační peci může dosáhnout více než 1700 stupňů. Kromě toho jsou provozní teploty přechodové zóny, vypalovací zóny, chladicí zóny, krytu pece, hrdla chladiče, vysokoteplotní zóny a vnějšku trysky výrazně vyšší než u konvenčních pecí. I u vysoce-kvalitních žáruvzdorných materiálů je životnost vyzdívky přechodových, vypalovacích a chladicích zón velkých rotačních pecí obvykle 0,5 až 1 rok, u některých pouze 3 až 5 měsíců. Ústí pece a obložení trysek mají obvykle životnost pouze 0,5 až 1 rok nebo i méně. Životnost krytu pece a výstelky hrdla chladiče je přibližně 2 roky. Během pilotní výrobní fáze pracují rotační pece typicky pouze na 70 % až 75 % nebo dokonce nižší, přičemž ve vzácných případech dosahují 85 % až 90 %. Pokud je toto spojeno se špatným provozem předehřívače a předkalcinátoru, může být rychlost rozkladu přiváděného materiálu vysoce nestabilní, což vede k častým posunům v polohách různých procesních zón v peci. To může vést k nestabilnímu provozu pece a urychlenému poškození vyzdívky. Například příliš vysoké teploty vypalování mohou poškodit žáruvzdorné cihly v peci, jak je znázorněno v zakroužkované oblasti na obrázku 5. (2) Poškození cihel způsobené vysokou rychlostí pece. Rychlost rotace nové suché před{27}}rozkladné pece je často 3–3,7 ot/min, nebo dokonce až 4 ot/min nebo více, a lineární rychlost pláště rotační pece dosahuje více než 1 m/s. V nové suché peci s vysokou rychlostí otáčení, velkým průměrem a vysokou teplotou je kombinovaný destruktivní účinek tepelného namáhání, mechanického namáhání a chemické eroze na vyzdívku pece mnohem větší než u tradičních pecí. To vyžaduje, aby vyzdívka nové suché pece měla dostatečnou pevnost a stabilitu, ať už v chladných nebo horkých podmínkách.
