目前,由于原料的原因,我国氧化铝的生产流程大多采用烧结法和联合法。铝矾土的干燥、煅烧,氢氧化铝的焙烧等工艺大多采用回转窑。近年来,引进的流态化焙烧装置已普遍使用,但在一些老厂回转窑仍占较大的比重。
回转窑是氧化铝熟料的烧结窑。在制取氧化铝时,先将铝矾土与纯碱和石灰按比例配料装进回转窑,经过1200~1300℃煅烧后出窑,而后经适当处理制成氢氧化铝及母液;将氢氧化铝装进回转窑中,在1200℃的高温煅烧即可制成。回转窑内的煅烧过程为:高温火焰和被加热物料在炉内作逆向运动。碱石灰铝矾土生料浆(含水40%)或氢氧化铝(含水12%~18%)由窑尾加人,经低温干燥脱水、加热、高温煅烧,从窑头出料,而高温气体由窑头向窑尾流动。因此窑内分为预热带和高温煅烧带。
为防止浆料在加热煅烧过程中粘结窑衬和强化传热过程,在耐火材料砌体间还设置有链条,在窑体作旋转运动过程中,不断地打击物料和衬砖,对窑衬的使用寿命有一定的影响。
氧化铝生产用回转窑窑体为钢板焊接而成的筒体,内衬耐火材料。耐火材料工作环境恶劣、条件苛刻。它应当具有如下一些特性:抗碱侵蚀能力强;能长期处于1200~1300℃高温下工作,而不损毁;能承受动载荷的冲击;能抵抗炉料的侵蚀;能耐高温气流的冲蚀。回转窑所使用的耐火材料以高铝砖和镁铬砖为主,低温干燥窑则使用黏土砖做内衬。
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氧化铝生产用回转窑耐火材料 | ||
部位 | 窑名 | 使用耐火材料 |
烧成带(1200~1300) | 氧化铝熟料的烧结窑 | 低钙铝酸盐结合的耐火混凝土 |
磷酸盐结合高铝砖 | ||
氢氧化铝焙烧窑 | 高铝砖 | |
粘土砖 | ||
冷却带 | 氧化铝熟料的烧结窑 氢氧化铝焙烧窑 | 磷酸盐结合的高铝砖 |
粘土砖 | ||
粘土砖 | ||
烧成带窑壁 | 隔热带 | 硅藻土保温砖 |
陶粒砖 | ||
耐火纤维毯 |
目前,不定形耐火材料在铝工业得到了广泛的应用,在回转窑的窑口由于受到物料的高温磨损和热震应力的作用,窑口极易变形损坏;在氧化铝熟料窑的过渡带,环境温度为400~1000℃,受碱侵蚀和机械性破坏(震动、扭曲)严重,内衬经常脱落。
回转窑用钢纤维增强浇注料性能指标 | ||||
牌号 | GDQ | GDGA-45 | GDG-70 | |
体积密度/g·cm-3 | 110℃,16h | 1.85 | 2.35 | 2.6 |
1200℃,3h | 1.8 | 2.3 | 2.57 | |
1400℃,3h | 2.55 | |||
线变化率/% | 110℃,16h | -0.05 | -0.05 | -0.01 |
1200℃,3h | -0.5 | -0.3 | -0.2 | |
1400℃,3h | 0.5 | |||
常温抗折强度/MPa | 110℃,16h | 4 | 7 | 8 |
1200℃,3h | 8 | 9 | 10 | |
1400℃,3h | 12 | |||
常温耐压强度/MPa | 110℃,16h | 20 | 25 | 40 |
1200℃,3h | 30 | 50 | 70 | |
1400℃,3h | 80 | |||
耐火度/℃ | 1690 | 1710 | ≥1790 | |
使用温度/℃ | 1250 | 1300 | 1450 | |
耐碱级别 | Ⅰ | Ⅰ | Ⅱ | |
w(Al203)/% | ≥40 | ≥45 | ≥70 | |
w(CaO) /% | ≤2.5 | ≤2.1 | ||
特性 | 耐碱、耐 磨、节 能、抗热 震 | 耐碱、耐 磨、抗剥 落、抗热 震 | 耐碱、强 度大、抗 剥落、抗 热震 | |
用途 | 过渡段、 预热带、 窑头罩 | 窑尾、预 热带、链 条带 | 分解带、窑口、冷却带下料室、冷却机 |
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