Existem muitos fatores que afetam a vida útil dos revestimentos refratários em fornos rotativos, e não são apenas problemas com produtos refratários. Eles incluem estresse térmico, estresse químico, estresse mecânico gerado pelas operações de produção de cimento, qualidade das matérias-primas calcinadas, projeto e seleção de materiais refratários, qualidade dos materiais refratários, armazenamento, construção, alvenaria e outros fatores.
O impacto do estresse mecânico na vida útil detijolos refratáriosem fornos
A tensão mecânica é a força interna que interage entre as diversas partes de um objeto quando este é deformado devido a fatores externos, a fim de resistir à ação de tais fatores externos e tentar restaurar o objeto da posição deformada para a posição anterior à deformação. Quando o estresse mecânico nos tijolos refratários no forno excede sua própria resistência, os tijolos serão parcial ou totalmente danificados sob a ação do estresse.
Os principais fatores que causam estresse mecânico são os dois motivos a seguir:
(1) Deformação elíptica. Devido aos fatores combinados dos tijolos de revestimento, dos materiais do forno e do peso do próprio cilindro, o cilindro do forno é deformado. Sob a ação da gravidade e da carga térmica, a seção transversal-circular do cilindro torna-se elíptica. Quando o forno está funcionando, a elipse causa tensão mecânica nos tijolos refratários, e quanto maior a elipse, maior será a tensão mecânica. A tensão de cisalhamento gerada pela mudança na elipse atua na direção tangente de cada anel de tijolos, fazendo com que os tijolos se descasquem em forma de anel. Em circunstâncias normais, a espessura do descascamento é uniforme e dura. (2) O eixo do forno de cimento rotativo está deslocado. O forno rotativo é sustentado por uma correia, uma roda de suporte e um rolo. Seu eixo deve ser a linha que conecta os pontos centrais dos círculos-da seção transversal do forno e em uma linha reta. No entanto, depois que a carcaça do forno for instalada e parte da carcaça for cortada e substituída, ou após o forno ter funcionado por um período de tempo e o sistema térmico no forno estiver instável, o eixo do forno será deslocado sob a ação da carga térmica e da carga. Depois disso, após um longo período de operação, a correia e o rolo se desgastarão, o rolo se desviará para fora e para dentro e as condições de carga de cada ponto de suporte mudarão. Em particular, quando a carga do ponto de suporte é muito grande, é fácil fazer com que o rolamento do rolo queime, a correia e a superfície do rolo se descasquem anormalmente ou rachem, o que agravará ainda mais o deslocamento do eixo do corpo do forno; como resultado, os tijolos refratários serão comprimidos e deformados, causando danos ou caindo. A forma dos tijolos refratários danificados varia em profundidade.
O impacto do estresse térmico na vida útil de tijolos refratários no forno
A tensão térmica refere-se à tensão gerada quando o objeto não pode expandir e contrair completamente livremente devido a restrições externas e restrições mútuas entre as partes internas quando a temperatura muda. A expansão térmica-de alta temperatura pode facilmente causar expansão axial e tensão de compressão em tijolos refratários, o que é uma das razões importantes para o lascamento e quebra de tijolos refratários no forno. Tomando como exemplo tijolos de magnésia-cromo ou espinélio, a taxa de expansão a 1400 graus pode ser calculada como 1,6%. A expansão de um tijolo refratário com comprimento de 198 mm pode chegar a 3,17 mm. Uma expansão tão grande, se a lacuna anular não for deixada adequadamente, fará com que os tijolos refratários estirem, caiam ou lasquem, encurtando seriamente a vida útil dos tijolos refratários.
O impacto da operação de produção em forno rotativo na vida útil de materiais refratários
O mecanismo de impacto da operação de produção na vida útil dos tijolos refratários é complexo e há muitos fatores. É analisado principalmente a partir dos dois aspectos a seguir.
(1) Danos nos tijolos causados por temperatura de calcinação excessivamente alta. A temperatura da chama dentro do novo forno pré-calcinador seco pode atingir mais de 1700 graus. Além disso, as temperaturas operacionais da zona de transição, zona de queima, zona de resfriamento, cobertura do forno, garganta mais fria, zona de alta-temperatura e exterior do bocal são significativamente mais altas do que aquelas dos fornos convencionais. Mesmo com materiais refratários de alta-qualidade, a vida útil do revestimento das zonas de transição, queima e resfriamento de grandes fornos rotativos é normalmente de 0,5 a 1 ano, com alguns experimentando apenas 3 a 5 meses. A boca do forno e os revestimentos dos bicos normalmente têm uma vida útil de apenas 0,5 a 1 ano, ou até menos. A coifa do forno e os revestimentos da garganta do refrigerador têm uma vida útil de aproximadamente 2 anos. Durante a fase de produção piloto, os fornos rotativos normalmente operam em apenas 70% a 75% ou até menos, com casos raros atingindo 85% a 90%. Se isto estiver associado a uma operação deficiente do pré-aquecedor e do pré-calcinador, a taxa de decomposição do material recebido pode ser altamente instável, levando a mudanças frequentes nas posições das várias zonas de processo dentro do forno. Isto pode levar à operação instável do forno e a danos acelerados no revestimento. Por exemplo, temperaturas de queima excessivamente altas podem danificar os tijolos refratários do forno, conforme mostrado na área circulada na Figura 5. (2) Danos aos tijolos causados pela alta velocidade do forno. A velocidade de rotação do novo forno de pré-decomposição a seco é frequentemente de 3-3,7 r/min, ou mesmo tão alta quanto 4 r/min ou mais, e a velocidade linear da carcaça do forno rotativo atinge mais de 1 m/s. No novo forno seco com alta velocidade de rotação, grande diâmetro e alta temperatura, o efeito destrutivo combinado do estresse térmico, estresse mecânico e erosão química no revestimento do forno é muito maior do que o dos fornos tradicionais. Isto exige que o revestimento do novo forno seco tenha resistência e estabilidade suficientes, seja em condições frias ou quentes.
