Der er mange faktorer, der påvirker levetiden af ildfaste foringer i roterovne, og de er ikke kun problemer med ildfaste produkter. De omfatter termisk stress, kemisk stress, mekanisk stress genereret af cementproduktionsoperationer, kvaliteten af calcinerede råmaterialer, design og udvælgelse af ildfaste materialer, kvaliteten af ildfaste materialer, opbevaring, konstruktion, murværk og andre faktorer.
Virkningen af mekanisk belastning på levetiden afildfaste mursteni ovne
Mekanisk spænding er den indre kraft, der interagerer mellem de forskellige dele af et objekt, når det deformeres på grund af eksterne faktorer, for at modstå virkningen af sådanne eksterne faktorer og forsøge at genoprette objektet fra den deformerede position til positionen før deformation. Når den mekaniske belastning på de ildfaste mursten i ovnen overstiger dens egen styrke, vil murstenene blive delvist eller fuldstændig beskadiget under påvirkning af spænding.
De vigtigste faktorer, der forårsager mekanisk stress, er følgende to årsager:
(1) Elliptisk deformation. På grund af de kombinerede faktorer af foringsmursten, ovnmaterialer og vægten af selve cylinderen, er ovncylinderen deformeret. Under påvirkning af tyngdekraften og varmebelastningen bliver cylinderens cirkulære- tværsnit elliptisk. Når ovnen kører, forårsager ellipsen mekanisk belastning på de ildfaste mursten, og jo større ellipsen er, jo større er den mekaniske belastning. Forskydningsspændingen, der genereres af ændringen i ellipse, virker på tangentretningen af hver ring af mursten, hvilket får murstenene til at skalle af i en ringform. Under normale omstændigheder er skrælningstykkelsen ensartet og hård. (2) Rotercementovnens akse er forskudt. Roterovnen er understøttet af et bælte, et støttehjul og en rulle. Dens akse skal være linjen, der forbinder midtpunkterne i ovnens tværsnitscirkler- og på en lige linje. Men efter at ovnskallen er installeret, og en del af skallen er skåret og udskiftet, eller efter at ovnen har kørt i en periode, og det termiske system i ovnen er ustabilt, vil ovnens akse blive forskudt under påvirkning af varmebelastning og belastning. Derefter, efter en lang driftsperiode, vil bæltet og rullen slides, rullen vil afvige udad og indad, og belastningsforholdene for hvert støttepunkt ændres. Især når belastningen af støttepunktet er for stor, er det let at forårsage, at rullelejet brænder ud, at bæltet og rulleoverfladen skræller unormalt af eller revner, hvilket yderligere vil forværre ovnlegemets akseforskydning; som følge heraf vil de ildfaste mursten blive klemt og deformeret, hvilket forårsager skade eller falder af. Formen på beskadigede brandsten varierer i dybden.
Indvirkningen af termisk spænding på levetiden af ildfaste ildsten i ovnen
Den termiske spænding refererer til den spænding, der genereres, når objektet ikke kan udvide sig og trække sig helt frit sammen på grund af ydre begrænsninger og gensidige begrænsninger mellem indre dele, når temperaturen ændres. Termisk ekspansion ved høj-temperatur kan nemt forårsage aksial ekspansion og kompressionsspænding i ildfaste ildsten, hvilket er en af de vigtige årsager til afskalning og brud på ildsten i ovnen. Tager man magnesia-chrom- eller spinelsten som eksempel, kan ekspansionshastigheden ved 1400 grader beregnes til 1,6 %. Udvidelsen af en brandsten med en længde på 198 mm kan nå 3,17 mm. En så stor ekspansion, hvis den ringformede spalte ikke efterlades korrekt, vil få de ildfaste mursten til at trække, falde af eller sprække, hvilket alvorligt forkorter de ildfaste murstens levetid.
Virkningen af roterende ovnproduktion på levetiden af ildfaste materialer
Påvirkningsmekanismen for produktionsdrift på levetiden af ildfaste brandsten er kompleks, og der er mange faktorer. Det analyseres hovedsageligt ud fra følgende to aspekter.
(1) Murstensskader forårsaget af for høj kalcineringstemperatur. Flammetemperaturen i den nye tørre forkalcinerovn kan nå over 1700 grader. Ydermere er driftstemperaturerne for overgangszonen, brændingszonen, kølezonen, ovnhætten, kølerhalsen, høj-temperaturzonen og dysens ydre betydeligt højere end konventionelle ovne. Selv med ildfaste materialer af høj-kvalitet er beklædningens levetid for overgangs-, brændings- og afkølingszonerne i store roterovne typisk 0,5 til 1 år, hvor nogle kun oplever 3 til 5 måneder. Ovnmundingen og dyseforingerne har typisk en levetid på kun 0,5 til 1 år eller endnu mindre. Ovnemhætten og kølehalsbeklædningen har en levetid på cirka 2 år. Under pilotproduktionsfasen opererer roterovne typisk med kun 70 % til 75 % eller endnu lavere, med sjældne tilfælde når 85 % til 90 %. Hvis dette er koblet med dårlig forvarmer og forkalcinerdrift, kan nedbrydningshastigheden af det indkommende materiale være meget ustabil, hvilket fører til hyppige skift i positionerne af de forskellige proceszoner i ovnen. Dette kan føre til ustabil ovndrift og accelereret beskadigelse af foringen. For eksempel kan for høje brændingstemperaturer beskadige ovnens ildfaste mursten, som vist i det indkredsede område i figur 5. (2) Murstensskader forårsaget af høj ovnhastighed. Rotationshastigheden af den nye tørre for-fornedbrydningsovn er ofte 3-3,7 r/min, eller endda så høj som 4 r/min eller mere, og den lineære hastighed af roterovnsskallen når mere end 1 m/s. I den nye tørovn med høj rotationshastighed, stor diameter og høj temperatur er den kombinerede destruktive effekt af termisk stress, mekanisk stress og kemisk erosion på ovnens beklædning meget større end traditionelle ovnes. Dette kræver, at ovnbeklædningen i den nye tørovn skal have tilstrækkelig styrke og stabilitet, uanset om det er koldt eller varmt.
