CS255114B1

CS255114B1 - Heat-resistant material

Info

Publication number: CS255114B1
Application number: CS862034A
Authority: CS
Inventors: Stanislav Chromy
Original assignee: Stanislav Chromy
Priority date: 1986-03-24
Filing date: 1986-03-24
Publication date: 1988-02-15
Also published as: CS203486A1

Abstract

Řešení se týká žárovzdorného materiálu, zejména pro vyzdívky pecí pro výpal cementářského slínku. Očelem řešení je snížit opotřebování vyzdívky, její hmotnost a zlepšit její izolační vlastnosti. Účelu je dosaženo materiálem, který je tvořen granáliemi portlandského slínku s obsahem dikalcium silikátu pod 10 %, tmelenými portlandským cementem. Materiál se vyrobí tak, že se nejprve připraví směs, jejímž kamenivem je slínek a pojivém portlandský cement, která se po zatuhnutí cementu vypálí na teplotu 1 400 až 1 600 °C.The solution concerns a refractory material, in particular for linings of kilns for firing cement clinker. The purpose of the solution is to reduce wear and tear of the lining, its weight and to improve its insulating properties. The purpose is achieved by a material consisting of Portland clinker granules with a dicalcium silicate content below 10%, cemented with Portland cement. The material is produced by first preparing a mixture whose aggregate is clinker and the binder is Portland cement, which is fired at a temperature of 1,400 to 1,600 °C after the cement has set.

Description

Vynález se týká žárovzdorného mateiálu, zejména pro vyzdívky pecí pro výpal cementářského slínku.The invention relates to refractory material, in particular for lining furnaces for firing cement clinker.

Pro vyzdivání oementářských pecí se používá cihel nebo tvárnic ze žárovzdornýoh .materiálů na bázi oxidu hlinitého nebo hořečnatého a v některých případech i žárobetonů na bázi silikátů nebo hlinitanových cementů. Výroba těchto materiálů je velmi náročná na kvalitu výchozích surovin a energii při jejich zpracování a je proto značně nákladná. Tyto žárovzdorné materiály mají vysoké objemové hmotnosti a s tím související poměrně vysoké tepelné vodivosti. Značná hmotnost hotových vyzdívek představuje velké zatížení především rotačních pecí. Při provozu těchto pecí je pak nezbytně třeba vytvořeni nálepku dostatečné tloušEky a dostatečně velkého teplotního spádu mezi povrchem pece a vnitřním povrchem nálepku, aby izoterma vzniku taveniny suroviny ležela ve vrstvě nálepku. Jakmile se totiž tato izoterma dostane do vrstvy vyzdívky, dojde k odpadnutí vytvořeného nálepku během provozu a k narušení vyzdívky. K odpadnutí nálepku od vyzdívky dochází poměrně snadno, neboE při vysokých teplotách je vzhledem k rozdílnému charakteru obou materiálů soudržnost nálepku a vyzdívky snížená. Jakékoliv narušení vnitřního povrchu vyzdívek znamená sníženi jejich životnosti a-tedy nárůst nákladů na jejich údržbu.Bricks or blocks of refractory materials based on alumina or magnesium oxide and, in some cases, refractory concrete based on silicates or aluminous cements are used for the lining of cement kilns. The production of these materials is very demanding on the quality of the raw materials and the energy during their processing and is therefore very expensive. These refractory materials have high bulk weights and the associated relatively high thermal conductivity. The considerable weight of the finished linings represents a high load especially of rotary kilns. In operation of these furnaces, a sticker of sufficient thickness and a sufficiently large temperature gradient between the furnace surface and the inner surface of the furnace is then necessary for the isotherm of melt formation of the feedstock to lie in the label layer. Indeed, once the isotherm enters the lining layer, the formed label will fall off during operation and the lining will be disrupted. Dropping of the label from the lining occurs relatively easily, because at high temperatures the cohesion of the label and the lining is reduced due to the different nature of the two materials. Any disruption of the inner surface of the lining means a reduction in their service life and thus an increase in maintenance costs.

Uvedené nedostatky jsou odstraněny použitím žárovzdorného materiálu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že je tvořen granáliemi portlandského slínku vybrané granulometrické frakce s obsahem dikalcium silikátu pod 10 %, tmelenými portlandským cementem. Materiál se vyrobí tak, že nejprve se připraví směs ze slínku vytříděné granulometrické frakce jako kameniva a portlandského cementu jako pojivá, směs se odformuje a po zatuhnutí cementu se vypálí na teplotu 1 400 až 1 600 °C.These drawbacks are overcome by the use of a refractory material according to the invention, which consists of Portland clinker granules of a selected granulometric fraction having a dicalcium silicate content below 10%, cemented with Portland cement. The material is prepared by first preparing a mixture of the clinker of a screened granulometric fraction as aggregate and Portland cement as a binder, demolding and firing at 1400 to 1600 ° C after the cement has set.

Výhodou materiálu podle vynálezu je, že přeměnou cementového pojivá slínkových granálií při výpalu zpět na slínek homogenní materiál stejného fázového složení s materiálem vypalovaným v peci. Tato shoda vlastnosti znamená trvalou a samovolnou obnovu vyzdívky ve slínovacím pásmu, kde vlivem výše uvedené heterogenity stávajících vyzdívek a nálepků slínku docházelo k nejčastějším poruchám. Ve slinovacím pásmu se totiž reakcí povrchové vrstvy se surovinou vytvoří souvislá slínková vrstva a postupným narůstáním nálepku se izoterma vzniku taveniny posune do nálepku, tato vrstva zatuhne a zaručí dokonalé.držení vyzdívky. Na vnitřní stěně pece se tak vytvoří stejnorodá vrstva slínku, schopná samovolné a trvalé obnovy i po mimořádných vzestupech teploty slinovacího pásma, kdy dochází k poškození tradičních vyzdívek. Mimo slinovací pásmo nedochází ke vzniku taveniny ve vyzdívce, ani k vzniku nálepku, a proto původní povrch vyzdívky zůstává nezměněn. Oproti dosavadním vyzdívkovým materiálům se nová vyzdívka vyznačuje nižší objemovou hmotností a tepelnou vodivostí. Hodnoty těchto parametrů závisí na poměru kameniva a pojivá ve směsi. Důsledkem je pak nižší hmotnost rotační pece a snížení tepelných ztrát při výpalu slínku. Významnou předností nového materiálu je pak nižší cena surovin a podstatně nižší energetická náročnost výroby ve srovnáni s dosavadními materiály vyzdívek.The advantage of the material according to the invention is that by converting the cement binder of the clinker granules on firing back to the clinker a homogeneous material of the same phase composition with the material fired in the furnace. This conformity of property means the permanent and spontaneous renewal of the lining in the marlining zone, where the most frequent failures occurred due to the above-mentioned heterogeneity of existing lining and clinker labels. In fact, a continuous clinker layer is formed in the sintering zone by reaction of the surface layer with the raw material and by gradually increasing the label, the melt isotherm is pushed into the label, this layer solidifies and ensures perfect retention of the lining. This creates a homogeneous layer of clinker on the inner wall of the furnace, capable of spontaneous and permanent recovery even after the extreme temperature rise of the sintering zone, where traditional linings are damaged. Outside the sintering zone, neither the melt is formed in the lining nor the sticker is formed, and therefore the original surface of the lining remains unchanged. Compared to the existing lining materials, the new lining is characterized by lower bulk density and thermal conductivity. The values of these parameters depend on the ratio of aggregate and binder in the mixture. As a result, the weight of the rotary kiln is reduced and the heat loss during clinker firing is reduced. A significant advantage of the new material is the lower price of raw materials and significantly lower energy intensity of production compared to the existing lining materials.

Vynález bude dále objasněn na příkladu jeho praktického provedení.The invention will be further elucidated by way of example.

Z portlandského slínku se sycením vápnem 100 t a sníženým obsahem fází mezerní slínkové hmoty v rozsahu 14 až 20 » byly vytříděny frakce 4 až 15 sm, se zbytku byl vyroben cement. Vytříděná frakce slínkových granálií byla smíchána s kalí z vyrobeného cementu a směs byla zvibrována do forem. Po zatvrdnutí cementu byly tvárnice vypáleny při teplotě 1 500 °C s prodlevou 2 hodiny. Tlm došlo k plné obnově slínkové struktury tmelící složky a ke stabilizaci smrštění. Hotový materiál vykazoval objemovou hmotnost 2 400 kg.m ³ a tepelnou vodivost 0,71 W.m^-1.K^-1. Pro srovnání obvykle používané materiály pro vyzdívky cementářskýohFractions of 4 to 15 µm were separated from Portland clinker with lime saturation of 100 t and reduced content of 14 to 20 g gap clinker phases, with the remainder being cemented. The sifted fraction of clinker granules was mixed with the sludge made of cement and the mixture was vibrated into molds. After the cement hardened, the blocks were fired at 1500 ° C with a delay of 2 hours. The dampening has fully restored the clinker structure of the binder and stabilized the shrinkage. The finished material had a bulk density of 2,400 kg.m ³ and a thermal conductivity of 0.71 Wm ^-1 .K ^-1 . For comparison, commonly used materials for cement lining

-3 -1 -1 pecí, šamot či magnezit, vykazují hodnoty 2 000 až 2 900 kg.m a 0,76 až 4,54 W.m .K Hodnoty tepelné vodivosti klasických materiálů se a teplotou mění a při teplotě slinovacího pásma 1 500 °C dosahují u šamotu hodnot 1,23 W.m“^.K“³ a magnezitu 1,57 W.m^-1.K^-1. Materiál dle vynálezu při téže teplotě má tepelnou vodivost okolo 0,92 W.m ³.K ³.-3 -1 -1 furnaces, fireclay or magnesite have values of 2 000 to 2 900 kg.ma and 0,76 to 4,54 Wm .K The values of thermal conductivity of classical materials vary with temperature and at the sintering zone temperature of 1 500 ° C they reach values of 1.23 Wm “^. K“ ³ and magnesite 1.57 Wm ^-1 .K ^-1 . The material of the invention at the same temperature has a thermal conductivity of about 0.92 Wm ³ .K ³ .

Připravenou směs ze slínku a cementového pojivá lze též formovat obdobně jako žárobeton přímo do potřebného tvaru a po zatvrdnutí dokončené vyzdívky vypálit přímo v peci.The prepared mixture of clinker and cement binder can also be shaped like a refractory concrete directly into the required shape and after hardening of the finished lining burnt directly in the furnace.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A refractory material, in particular for lining furnace for firing cement clinker, characterized in that it consists of Portland clinker granules of selected granulometric fraction with a dicalcium silicate content below 10%, cemented with Portland cement.

2. A process for producing a refractory material as claimed in claim 1, wherein the mixture is first prepared with a clinker and a Portland cement binder, and the mixture is baked to a temperature of 1400 to 1600 ° C after the cement has set.