Számos tényező befolyásolja a forgókemencék tűzálló bélésének élettartamát, és ezek nem csak a tűzálló termékekkel kapcsolatos problémák. Ide tartozik a termikus igénybevétel, a kémiai igénybevétel, a cementgyártási műveletek során keletkező mechanikai igénybevétel, a kalcinált nyersanyagok minősége, a tűzálló anyagok tervezése és kiválasztása, a tűzálló anyagok minősége, tárolás, építés, falazás és egyéb tényezők.
A mechanikai igénybevétel hatása az élettartamratűzálló téglákkemencékben
A mechanikai feszültség az a belső erő, amely a tárgy különböző részei között kölcsönhatásba lép, amikor az külső tényezők hatására deformálódik, hogy ellenálljon az ilyen külső tényezők hatásának, és megpróbálja visszaállítani a tárgyat a deformált helyzetből a deformáció előtti helyzetbe. Ha a kemencében a tűzálló téglák mechanikai igénybevétele meghaladja a saját szilárdságát, a téglák részben vagy teljesen megsérülnek a feszültség hatására.
A mechanikai igénybevételt okozó fő tényezők a következő két ok:
(1) Elliptikus alakváltozás. A béléstéglák, a kemence anyagok és magának a hengernek a súlya együttes tényezői miatt a kemencehenger deformálódik. A gravitáció és a hőterhelés hatására a henger kör keresztmetszete -ellipszis alakúvá válik. Amikor a kemence működik, az ellipszis mechanikai feszültséget okoz a tűzálló téglákon, és minél nagyobb az ellipszis, annál nagyobb a mechanikai feszültség. Az ellipszis változása által generált nyírófeszültség az egyes téglagyűrűk érintőirányára hat, amitől a téglák gyűrű alakban leválnak. Normál körülmények között a hámlás vastagsága egyenletes és kemény. (2) A forgócement kemence tengelye eltolt. A forgókemencét egy szíj, egy tartókerék és egy görgő tartja. Tengelyének a kemence keresztmetszeti köreinek középpontjait{11}}összekötő egyenesnek kell lennie. Azonban a kemencehéj felszerelése és a héj egy részének levágása és cseréje után, vagy miután a kemence egy ideig működött, és a kemence hőrendszere instabil, a kemence tengelye a hőterhelés és a terhelés hatására eltolódik. Ezt követően hosszú üzemidő után az öv és a görgő elkopik, a görgő kifelé és befelé elmozdul, és az egyes támaszpontok terhelési viszonyai megváltoznak. Különösen, ha a támasztópont terhelése túl nagy, könnyen előfordulhat, hogy a görgős csapágy kiég, a szíj és a görgőfelület rendellenesen leválik vagy megreped, ami tovább súlyosbítja a kemencetest tengelyeltolását; ennek eredményeként a tűzálló téglák összenyomódnak és deformálódnak, ami sérülést vagy leesést okoz. A sérült tűzálló téglák alakja mélységben változó.
A hőterhelés hatása a tűzálló tűzálló téglák élettartamára a kemencében
A termikus feszültség alatt azt a feszültséget értjük, amely akkor keletkezik, amikor a tárgy nem tud teljesen szabadon kitágulni és összehúzódni külső kényszerek és a belső részek közötti kölcsönös korlátok miatt, amikor a hőmérséklet változik. A magas-hőmérsékletű hőtágulás könnyen tengelyirányú tágulást és kompressziós feszültséget okozhat a tűzálló tűzálló téglákban, ami az egyik fontos oka a tűzálló téglák szétrepedésének és törésének a kemencében. Példaként magnézium-króm- vagy spineltéglákat véve a tágulási sebesség 1400 fokon 1,6%-ra számítható. A 198 mm hosszú tűzálló tégla tágulása elérheti a 3,17 mm-t. Egy ilyen nagy kiterjedés, ha a gyűrű alakú hézagot nem hagyják el megfelelően, a tűzálló téglák húzódását, leesését vagy szétrepedését okozza, ami jelentősen lerövidíti a tűzálló téglák élettartamát.
A forgókemencés gyártási művelet hatása a tűzálló anyagok élettartamára
A gyártási művelet hatásmechanizmusa a tűzálló tűzálló téglák élettartamára összetett, és sok tényező van. Elsősorban a következő két aspektusból elemezzük.
(1) A túl magas égési hőmérséklet által okozott téglakárosodás. Az új száraz előkalcináló kemencében a láng hőmérséklete elérheti az 1700 fokot is. Ezenkívül az átmeneti zóna, a tüzelési zóna, a hűtőzóna, a kemencefülke, a hűtőtorok, a magas-hőmérsékletű zóna és a fúvóka külső működési hőmérséklete lényegesen magasabb, mint a hagyományos kemencéké. Még kiváló minőségű tűzálló anyagok esetén is a nagy forgókemencék átmeneti, égetési és hűtési zónáinak bélésének élettartama általában 0,5–1 év, egyeseknél pedig csak 3–5 hónap. A kemence szája és a fúvókák bélése jellemzően csak 0,5-1 év, vagy még ennél is kevesebb. A kemence burkolata és a hűtőtorok bélés élettartama körülbelül 2 év. A kísérleti gyártási szakaszban a forgókemencék jellemzően csak 70-75%-on, vagy még ennél is alacsonyabban működnek, ritka esetek pedig elérik a 85-90%-ot. Ha ez az előmelegítő és az előkalcináló rossz működésével párosul, a bejövő anyag bomlási sebessége nagyon instabil lehet, ami a kemencében a különböző folyamatzónák helyzetének gyakori eltolódásához vezethet. Ez a kemence instabil működéséhez és a bélés gyors károsodásához vezethet. Például a túl magas égetési hőmérséklet károsíthatja a kemence tűzálló tégláját, amint az az 5. ábrán a bekarikázott területen látható. (2) A kemence nagy sebessége által okozott téglakárosodás. Az új, száraz előbontó kemence forgási sebessége gyakran 3-3,7 fordulat/perc, vagy akár 4 fordulat/perc vagy több is, a forgó kemence héjának lineáris sebessége pedig meghaladja az 1 m/s-ot. Az új, nagy fordulatszámú, nagy átmérőjű és magas hőmérsékletű száraz kemencében a termikus igénybevétel, a mechanikai igénybevétel és a kémiai erózió együttes pusztító hatása a kemence bélésére sokkal nagyobb, mint a hagyományos kemencéknél. Ez megköveteli, hogy az új száraz kemence kemencebélésének kellő szilárdsággal és stabilitással kell rendelkeznie hideg vagy meleg körülmények között.
