[go: up one dir, main page]

RU2018774C1 - Combination lining of rotating furnace - Google Patents

Combination lining of rotating furnace Download PDF

Info

Publication number
RU2018774C1
RU2018774C1 SU5030911A RU2018774C1 RU 2018774 C1 RU2018774 C1 RU 2018774C1 SU 5030911 A SU5030911 A SU 5030911A RU 2018774 C1 RU2018774 C1 RU 2018774C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
refractories
lining
mullite
chromite
spinel
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Л.Б. Хорошавин
В.Г. Флягин
В.А. Перепелицын
А.М. Поздняк
И.В. Максимов
Н.В. Смирнов
Е.Л. Экскузьян
Original Assignee
Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности
Горнозаводской цементный завод
Сухоложский цементный завод
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности, Горнозаводской цементный завод, Сухоложский цементный завод filed Critical Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности
Priority to SU5030911 priority Critical patent/RU2018774C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2018774C1 publication Critical patent/RU2018774C1/en

Links

Landscapes

  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
  • Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)

Abstract

FIELD: furnace lining. SUBSTANCE: lining contains magnesia-spinellide and mullite-chromite or chromite-mullite-siliceous refractories alternating in furnace length at a ratio of 1:5 to 5:1, the maximum quantity of similar refractories in one cell is up to 25. EFFECT: enhanced wear resistance of lining by improvement of baking of the coating with articles owing to physical and chemical processes of engagement of mullite and chromite in articles with coating components.

Description

Изобретение относится к огнеупорным футеровкам вращающихся печей, используемых для производства цемента, обожженного известняка, магнезита, дунита и других огнеупорных материалов. The invention relates to refractory linings of rotary kilns used for the production of cement, calcined limestone, magnesite, dunite and other refractory materials.

Известна футеровка вращающейся печи, содержащая чередующиеся по составу кислые и основные огнеупоры в соотношении 0,5:1-3:1 [1]. Known lining of a rotary kiln containing alternating in composition acid and basic refractories in a ratio of 0.5: 1-3: 1 [1].

Основным недостатком указанной футеровки является пониженная износоустойчивость кислых огнеупоров вследствие образования повышенного количества жидкой фазы при их взаимодействии с основными огнеупорами и обмазкой. Образующаяся обмазка является неустойчивой из-за периодической кристаллизации жидкой фазы при остановках печей и ее скалывания при повторном нагревании. The main disadvantage of this lining is the reduced wear resistance of acid refractories due to the formation of an increased amount of the liquid phase during their interaction with the main refractories and coating. The resulting coating is unstable due to the periodic crystallization of the liquid phase during shutdowns of furnaces and its chipping during repeated heating.

Известна огнеупорная футеровка вращающихся трубчатых печей, в частности, для получения цемента, состоящая из кубических кирпичей, отличающихся тем, что пиропластичные кирпичи и кирпичи из твердых керновых пород укладывают в шахматном порядке. В качестве пиропластичных и керновых кирпичей применяют периклазохромитовые, хромитопериклазовые и периклазошпинельные огнеупорные изделия [2]. Known refractory lining of rotary tube furnaces, in particular for cement, consisting of cubic bricks, characterized in that the pyroplastic bricks and bricks from hard core rocks are laid in a checkerboard pattern. Periclase-chromite, chromite-periclase and periclase-spinel refractory products are used as pyroplastic and core bricks [2].

Однако использование одного типа огнеупоров - магнезиально-шпинелидных - не обеспечивает повышения износоустойчивости футеровки из-за ее скалывания в процессе службы. However, the use of one type of refractory - magnesia-spinel - does not provide increased wear resistance of the lining due to its chipping during service.

Наиболее близкой к предлагаемой является комбинированная футеровка зоны спекания вращающихся печей для обжига магнезита [3]. Эта футеровка выполнена кольцами с чередующимися по окружности и длине печи периклазохромитовыми (магнезиально-шпинелидными) и шамотными (алюмосиликатными) огнеупорами. Closest to the proposed is the combined lining of the sintering zone of rotary kilns for burning magnesite [3]. This lining is made of rings with periclase-chromite (magnesia-spinel) and chamotte (aluminosilicate) refractories alternating around the circumference and length of the furnace.

Указанная футеровка имеет недостаточную износоустойчивость вследствие образования повышенного количества жидкой фазы при взаимодействии алюмосиликатных огнеупоров с обмазкой и периклазохромитовыми изделиями при высоких температурах службы (1500-1700оС), что приводит к сколам периклазохромитовых изделий.Said lining has insufficient abrasion resistance due to the formation of increased amounts of the liquid phase by reacting with covered refractory aluminosilicate and periclase products at high service temperatures (1500-1700 ° C), which leads to chipping periclase product.

Цель изобретения - повышение износоустойчивости футеровок вращающихся печей. The purpose of the invention is to increase the wear resistance of the linings of rotary kilns.

В соответствии с изобретением футеровка содержит чередующиеся магнезиально-шпинелидные и алюмосиликатные огнеупоры. В качестве последних она содержит муллитохромитовые или хромитомуллитокремнеземистые огнеупоры, уложенные совместно с магнезиально-шпинелидными огнеупорами по длине печи в соотношении от 1:5 до 5:1. При этом максимальное количество однотипных огнеупоров в одной квадратной ячейке составляет до 25. In accordance with the invention, the lining contains alternating magnesia-spinel and aluminosilicate refractories. As the latter, it contains mullite-chromite or chromite-mullite-siliceous refractories, laid together with magnesia-spinel refractories along the length of the furnace in a ratio of 1: 5 to 5: 1. Moreover, the maximum number of similar refractories in one square cell is up to 25.

Повышение износоустойчивости футеровок вращающихся печей обусловлено физико-химическими процессами, происходящими между магнезиально-шпинелидными и муллитохромитовыми или хромитомуллитокремнеземистыми огнеупорами в процессе их службы, а также физико-химическими процессами образования обмазок на этих огнеупорах. The increase in wear resistance of the linings of rotary kilns is due to the physicochemical processes occurring between magnesia-spinel and mullite-chromite or chromite-mullite-siliceous refractories during their service, as well as the physicochemical processes of the formation of coatings on these refractories.

Технический результат от использования изобретения заключается в повышении степени спекания обмазок с муллитохромитовыми или хромитомуллитокремнеземистыми изделиями за счет физико-химических процессов взаимодействия муллита и хромита в изделиях с силикатами кальция, обмазок с низким содержанием жидкой фазы, что повышает износоустойчивость указанных изделий и исключает скалывание магнезиально-шпинелидных огнеупоров. The technical result from the use of the invention is to increase the degree of sintering of the coatings with mullite-chromite or chromite-mullite-siliceous products due to the physicochemical processes of the interaction of mullite and chromite in products with calcium silicates, coatings with a low liquid phase content, which increases the wear resistance of these products and eliminates the spalling of magnesian spinel refractories.

Основные химические реакции фазовых взаимодействий:

Figure 00000001
O2+
Figure 00000002

Figure 00000003
O
Figure 00000004
+
Figure 00000005

3Al2O3·2SiO2+CaO __→ 2Al2O3+ CaO· Al2O3·2SiO2
Муллит и хромшпинелид между собой химически не взаимодействуют и, являясь огнеупорными соединениями с температурами плавления соответственно 1850 и 2200оС, при службе комбинированной футеровки обеспечивают формирование термически стойкого и механически прочного высокоогнеупорного монолитного кристаллического каркаса в огнеупорной кладке.The main chemical reactions of phase interactions:
Figure 00000001
O 2 +
Figure 00000002

Figure 00000003
O
Figure 00000004
+
Figure 00000005

3Al 2 O 3 · 2SiO 2 + CaO __ → 2Al 2 O 3 + CaO · Al 2 O 3 · 2SiO 2
Mullite and chrome-spinellid each other and do not interact chemically, being refractory compounds with melting points respectively 1850 and 2200 C, ensuring the formation of thermally stable and mechanically strong vysokoogneupornogo monolithic crystal framework in refractory brickwork lining combined with the service.

С периклазом и магнезиальными ортосиликатами магнезиально-шпинелидных огнеупоров муллит реагирует с образованием высокоогнеупорной магнезиально-глиноземистой шпинели, форстерита и тугоплавких метасиликатов по реакциям:
3Al2O3·2SiO2+7MgO __→ 3[

Figure 00000006
O3] + 2[
Figure 00000007
]
Al2O3·6SiO2+7MgO __→ MgO·Al2O3 + 6
Figure 00000008

3Al2O3·2SiO2+2MgO·SiO2+ 4MgO __→ 3[MgO·Al2O3] + 3[MgO·SiO2]
3Al2O3·2SiO2+ 2[CaO·MgO·SiO2]4MgO __→
3[MgO·Al2O3]+ 2
Figure 00000009
SiO2+ 2[MgO·SiO2]
Продуктами взаимодействия огнеупоров являются новообразования с различными температурами плавления: шпинель 2135оС, форстерит 1860оС, клиноэнстатит 1550оС, окерманит 1458оС.With periclase and magnesia orthosilicates of magnesia-spinel refractories, mullite reacts with the formation of highly refractory magnesia-alumina spinel, forsterite and refractory metasilicates according to the reactions:
3Al 2 O 3 · 2SiO 2 + 7MgO __ → 3 [
Figure 00000006
O 3 ] + 2 [
Figure 00000007
]
Al 2 O 3 · 6 SiO 2 + 7MgO __ → MgO · Al 2 O 3 + 6
Figure 00000008

3Al 2 O 3 · 2SiO 2 + 2MgO · SiO 2 + 4MgO __ → 3 [MgO · Al 2 O 3 ] + 3 [MgO · SiO 2 ]
3Al 2 O 3 · 2SiO 2 + 2 [CaO · MgO · SiO 2 ] 4MgO __ →
3 [MgO · Al 2 O 3 ] + 2
Figure 00000009
SiO 2 + 2 [MgO · SiO 2 ]
The products of the interaction of refractories are neoplasms with different melting points: spinel 2135 о С, forsterite 1860 о С, clino-enstatite 1550 о С, okermanite 1458 о С.

Помимо реакционных фаз в результате взаимодействия муллитохромитовых или хромитомуллитокремнеземистых огнеупоров с основной футеровкой образуются также легкоплавкие эвтектики (температуры плавления менее 1400оС). Образование легкоплавких соединений и эвтектик обусловливает контактное припекание изделий разнородного состава, что способствует формированию монолитной футеровки.In addition to the reaction phase resulting from the interaction or mullitohromitovyh hromitomullitokremnezemistyh basic lining refractories are formed as low-melting eutectic (melting point less than 1400 ° C). The formation of fusible compounds and eutectics causes contact baking of products of heterogeneous composition, which contributes to the formation of a monolithic lining.

Таким образом, реакционное контактное взаимодействие предлагаемых видов огнеупоров предопределяет монолитизацию футеровки и, как следствие этого, повышение ее износоустойчивости из-за образования большего количества (не менее чем в 1,5 раза) муллита и хромшпинелида по сравнению с прототипом. Thus, the reaction contact interaction of the proposed types of refractories determines the monolithization of the lining and, as a consequence, the increase in its wear resistance due to the formation of a larger amount (not less than 1.5 times) of mullite and chrome spinel compared to the prototype.

Повышение износоустойчивости футеровок при использовании указанных огнеупоров достигается только при их чередовании, например, при шахматной кладке, вследствие ее большей однородности по сравнению с кольцевой кладкой типа "Зебры". При использовании кольцевой кладки резко сокращается площадь взаимодействия муллита с периклазом и хромитом, что не позволяет повысить износоустойчивость футеровок. An increase in the wear resistance of the linings when using these refractories is achieved only when they are alternated, for example, in checkerboard masonry, due to its greater uniformity compared to ring masonry of the Zebra type. When using ring masonry, the interaction area of mullite with periclase and chromite is sharply reduced, which does not allow to increase the wear resistance of linings.

Комбинированная футеровка включает в себя чередование двух типов огнеупоров по длине печи в оптимальном соотношении от 1:5 до 5:1 в зависимости от условий службы и вида обжигаемого материала. При температуре обжига магнезита 1600-1700оС оптимальное соотношение магнезиально-шпинелидных огнеупоров и муллитохромитовых или хромитомуллитокремнеземистых от 5:1 до 3:1, а при температуре обжига известняка 1200-1300оС - от 1:3 до 1:5. Другие материалы по соотношению огнеупоров занимают промежуточное положение. Выход за оптимальное соотношение указанных двух типов огнеупоров снижает износоустойчивость футеровок вращающихся печей.Combined lining includes the alternation of two types of refractories along the length of the furnace in an optimal ratio of 1: 5 to 5: 1, depending on the service conditions and the type of material to be fired. Magnesite calcining at a temperature of 1600-1700 C. optimal ratio of magnesia refractories and shpinelidnyh mullitohromitovyh hromitomullitokremnezemistyh or from 5: 1 to 3: 1, and at a temperature of 1200-1300 limestone calcination C - 1: 3 to 1: 5. Other materials in the ratio of refractories occupy an intermediate position. Going beyond the optimal ratio of these two types of refractories reduces the wear resistance of the lining of rotary kilns.

В каждой квадратной ячейке количество однотипных огнеупоров может колебаться от 1 до 25. Выше этого оптимального количества наблюдается неравномерный износ футеровки, что приводит к снижению ее износоустойчивости в службе. In each square cell, the number of similar refractories can vary from 1 to 25. Above this optimum amount, uneven wear of the lining is observed, which leads to a decrease in its wear resistance in the service.

П р и м е р 1 (по прототипу). Футеровка вращающейся печи выложена из периклазохромитовых (ГОСТ 21436-75) и шамотных (ГОСТ 21436-73) огнеупоров в шахматном порядке в соотношении 2:1 по длине печи, что приводит к повышенному содержанию жидкой фазы и сколам огнеупоров в процессе службы. Это обусловлено низким содержанием в футеровке (в 1 м2) муллита (10%) и хромшпинелида (7%).PRI me R 1 (prototype). The lining of a rotary kiln is laid out of periclase-chromite (GOST 21436-75) and chamotte (GOST 21436-73) refractories in a checkerboard pattern in a ratio of 2: 1 along the length of the furnace, which leads to an increased content of the liquid phase and chips of refractories during service. This is due to the low content in the lining (1 m 2 ) of mullite (10%) and chrome spinel (7%).

П р и м е р 2. Футеровка вращающейся печи выложена из магнезиально-шпинелидных (ГОСТ 21436-75) и муллитохромитовых (ТУ 14-8-623-91) огнеупоров в шахматном порядке по длине печи в соотношении 2:1 с количеством однотипных огнеупоров в одной квадратной ячейке 4. В этом случае количество муллита в футеровке (в 1 м2) составляет 17% и хромшпинелида 28%, что обуславливает повышение ее износоустойчивости вследствие лучшего спекания разнотипных огнеупоров между собой и с обмазкой.PRI me R 2. The lining of a rotary kiln is laid out of magnesia-spinel (GOST 21436-75) and mullite-chrome (TU 14-8-623-91) refractories in a checkerboard pattern along the length of the furnace in a ratio of 2: 1 with the number of similar refractories in one square cell 4. In this case, the amount of mullite in the lining (in 1 m 2 ) is 17% and chrome spinel 28%, which leads to an increase in its wear resistance due to better sintering of different types of refractories between themselves and with coating.

П р и м е р 3. Футеровка вращающейся печи выложена из магнезиально-шпинелидных (ГОСТ 21436-75) и хромитомуллитокремнеземистых (ТУ 14-8-623-91) огнеупоров в шахматном порядке по длине печи в соотношении 1:3 с количеством однотипных огнеупоров в одной квадратной ячейке 25. В этом случае количество муллита в футеровке (в 1 м2) составляет 32% и хромшпинелида 60%, что и обуславливает повышение ее износоустойчивости.PRI me R 3. The lining of a rotary kiln is laid out of magnesia-spinel (GOST 21436-75) and chromite-mullite-siliceous (TU 14-8-623-91) refractories in a checkerboard pattern along the length of the furnace in a ratio of 1: 3 with the number of similar refractories in one square cell 25. In this case, the amount of mullite in the lining (in 1 m 2 ) is 32% and chrome spinel 60%, which leads to an increase in its wear resistance.

П р и м е р 4. Футеровка вращающейся печи выложена из чередующихся магнезиально-шпинелидных (ГОСТ 21436-75) и муллитохромитовых (ТУ 14-8-623-91) огнеупоров в соотношения 1:5 по длине печи с количеством однотипных огнеупоров в одной квадратной ячейке 9. PRI me R 4. The lining of a rotary kiln is laid out of alternating magnesia-spinel (GOST 21436-75) and mullochromite (TU 14-8-623-91) refractories in a ratio of 1: 5 along the length of the furnace with the number of similar refractories in one square box 9.

В этом случае количество муллита в футеровке (в 1 м2) составляет 45% и хромшпинелида 40% , что и обуславливает повышение износоустойчивости футеровки.In this case, the amount of mullite in the lining (1 m 2 ) is 45% and chrome spinel 40%, which leads to an increase in the wear resistance of the lining.

Предложенная комбинированная футеровка вращающихся печей сокращает расход дефицитных магнезиально-шпинелидных огнеупоров; обеспечивает лучшее образование обмазки на разнотипных огнеупорах; исключает сколы футеровок вследствие лучшего спекания разнотипных огнеупоров; повышает износоустойчивость комбинированных футеровок. The proposed combined lining of rotary kilns reduces the consumption of scarce magnesia-spinel refractories; provides the best formation of a coating on different types of refractories; eliminates chipping of the lining due to better sintering of different types of refractories; increases durability of combined linings.

Claims (1)

КОМБИНИРОВАННАЯ ФУТЕРОВКА ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ, содержащая чередующиеся магнезиально-шпинелидные и алюмосиликатные огнеупоры, отличающаяся тем, что она содержит в качестве алюмосиликатных огнеупоров муллитохромитовые или хромитомуллитокремнеземистые огнеупоры, уложенные совместно с магнезиально-шпинелидными огнеупорами по длине печи в соотношении от 1 : 5 до 5 : 1 с максимальным количеством однотипных огнеупоров в одной квадратной ячейке до 25. COMBINED LAYING OF ROTATING FURNACES, containing alternating magnesia-spinel and aluminosilicate refractories, characterized in that it contains mullite-chromite or chromite-mullite-siliceous refractories: 5 aluminosilicate refractories the maximum number of similar refractories in one square cell is up to 25.
SU5030911 1992-03-06 1992-03-06 Combination lining of rotating furnace RU2018774C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5030911 RU2018774C1 (en) 1992-03-06 1992-03-06 Combination lining of rotating furnace

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5030911 RU2018774C1 (en) 1992-03-06 1992-03-06 Combination lining of rotating furnace

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2018774C1 true RU2018774C1 (en) 1994-08-30

Family

ID=21598655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5030911 RU2018774C1 (en) 1992-03-06 1992-03-06 Combination lining of rotating furnace

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2018774C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2199065C1 (en) * 2001-07-16 2003-02-20 Акционерное общество открытого типа "Челябинский электролитный цинковый завод" Lining of rotary kiln
RU2225579C2 (en) * 2002-03-18 2004-03-10 Открытое акционерное общество "Комбинат "Магнезит" Lining of a revolving furnace

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 626335, кл. F 27B 7/28, 1977. *
2. Патент ФРГ N 3023229, кл. F 27B 7/28, опубл. 1982. *
3. Бочаров Л.Д. и др. Комбинированная футеровка зоны спекания вращающихся печей для обжига магнезита. - Огнеупоры, 1991, N 11, с.31-32. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2199065C1 (en) * 2001-07-16 2003-02-20 Акционерное общество открытого типа "Челябинский электролитный цинковый завод" Lining of rotary kiln
RU2225579C2 (en) * 2002-03-18 2004-03-10 Открытое акционерное общество "Комбинат "Магнезит" Lining of a revolving furnace

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Spinel-containing refractories
AU725355B2 (en) A refractory material based on chromium corundum, a chromium brick and the use of said brick
RU2018774C1 (en) Combination lining of rotating furnace
CA2510015C (en) Industrial ceramic shaped body, process for producing it and its use
JPH01278469A (en) Magnesia-calcia based refractory
JP5867929B2 (en) Method for producing γ-2CaO · SiO 2
ITMI942254A1 (en) USE OF A REFRACTORY CERAMIC BRICK FOR THE COATING OF ROTARY CEMENT OVENS
ES2301862T3 (en) MIXING FOR THE PRODUCTION OF A REFRACTORY CERAMIC MOLDED BODY, MOLDED BODY PRODUCED FROM THIS MIXTURE AND ITS USE.
US4303449A (en) Glass forming compound and brick made therewith
SU748108A1 (en) Rotating furnace liner
SU696256A1 (en) Overfill heat exchanger
SU1291567A1 (en) Raw mixture for producing white cement clinker
WO2017044000A1 (en) Periclase-spinel refractory material
JP4269148B2 (en) Basic refractory
SK279732B6 (en) Refractory periclase-forsterite-spinel building material
JP4538779B2 (en) Magnesia-alumina clinker and refractory obtained using the same
US2089970A (en) Merwinite refractories
SU912716A1 (en) Composition for filling joints in masonry of oxygen converter lining
SU771445A1 (en) Rotary furnace lining
SU1384562A1 (en) Charge for making forsterite refractory
KR0150794B1 (en) Process for the preparation of magnesia clinker
SU1043131A1 (en) Raw mix
Bartha The properties of periclase spinel brick and its service stresses in rotary cement kilns
Potgieter High temperature chemistry in a cement clinker kiln
SU637607A1 (en) Rotary furnace lining