預(yù)還原鐵回轉(zhuǎn)窯是使用固體還原劑(煤炭) 進(jìn)行鐵礦石直接還原的主要設(shè)備，其內(nèi)襯耐火磚與物料直接接觸，承受著持續(xù)的磨損震動(dòng)、冷熱交替和多種化學(xué)侵蝕，工況十分惡劣。在回轉(zhuǎn)窯的實(shí)際運(yùn)行中，窯內(nèi)襯的壽命直接關(guān)系到停窯檢修頻率，進(jìn)而影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。這就要求從合理選擇回轉(zhuǎn)窯耐火磚、優(yōu)化砌筑的設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)窯襯的使用壽命。
1、耐火磚的選擇
現(xiàn)有4條回轉(zhuǎn)窯，窯尺寸為φ4.85 m ×75 m。在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)將礦高溫預(yù)還原處理為具有一定金屬化率的預(yù)還原礦；窯內(nèi)處理物料主要為礦石、白云石、硅石、還原煤混合物料。（需要處理礦石量4條窯共計(jì)約95萬(wàn)t/年，總物料量約140萬(wàn)t/年）。窯頭噴吹煙煤作為回轉(zhuǎn)窯燃料。窯內(nèi)高溫段物料溫度為1050℃-1100℃，高溫段長(zhǎng)度約50m；煙氣溫度不大于950℃；
| 入窯物料 | 備注 |
1 | 塊礦 | TFe=54%、FeO=16%、TiO2=13%、 CaO=0.01%、MgO=1.3%、Al2O3=3.4%、SiO2=1.1% （塊礦，入窯粒度約8-15mm） |
2 | 還原煤 | 暫時(shí)考慮高揮發(fā)分煙煤 （固定碳55，揮發(fā)份32，灰分7-10左右） |
3 | 熔劑 | 白云石、硅石（一噸礦配入共計(jì)0.25t左右） |
4 | 回轉(zhuǎn)窯燃料 | 煤 |
根據(jù)預(yù)還原鐵回轉(zhuǎn)窯的特點(diǎn)，將內(nèi)襯耐火磚按如下配置；窯體直筒段為高鋁磚，窯尾錐段為抗CO澆注料，窯頭錐段為高耐磨澆注料，窯體上大尺寸局部澆注采用高強(qiáng)度氧化鋁澆注料。所有內(nèi)襯耐火材料均由耐火材料廠家提供，高鋁磚主要理化指標(biāo)如下: Al2O3 75%～80%、表面氣孔率＜19 %、體積密度 2.6～2.7 g/cm3、耐壓強(qiáng)度70MPa。
2、回轉(zhuǎn)窯砌筑的設(shè)計(jì)
目前應(yīng)用較多的回轉(zhuǎn)窯砌筑有兩種配置：兩種楔形磚進(jìn)行配砌和只用一種楔形耐火磚。此次設(shè)計(jì)的回轉(zhuǎn)窯直筒段要求分段采用兩種配置:在沒(méi)有接管的直筒段采用一種楔形磚 (B1911 : 230 ×230/207.6 ×102) ;在設(shè)有進(jìn)風(fēng)接管、人孔、熱電偶等接管的管段采用兩種ISO磚配砌( ISO425 :250 ×103/ 90 ×198 和 ISO625 : 250 ×103/ 9415 ×198) 。上述磚型是目前在國(guó)際上使用最多的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)系列，既VDZ系列(德國(guó) DIN 標(biāo)準(zhǔn))和ISO系列(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn))。不同管段間設(shè)有焊接于窯殼體內(nèi)的擋磚環(huán)，磚環(huán)高度低于磚厚，縫隙處填充澆注料。窯頭、窯尾錐段澆注料厚度為250 mm，由錨固件與窯殼體連接。錨固件材料為310S，Y形，尺寸。錨固件橫縱間隔均布焊接于錐段殼體內(nèi)。
3、耐火材料的施工要求
回轉(zhuǎn)窯砌筑采用干砌法，環(huán)縫和縱縫中都不使用泥漿，磚與磚之間要盡量密實(shí)。這可以減輕濕砌法中由于耐火磚和耐火泥的性能差異，長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)后由于冷熱收縮不均產(chǎn)生較大磚縫、進(jìn)而發(fā)生磚松動(dòng)或抽沉甚至脫落的現(xiàn)象。回轉(zhuǎn)窯耐火磚的排布，采用橫向環(huán)形砌法，兩相鄰轉(zhuǎn)圈磚縫交錯(cuò) (圖1) ，應(yīng)嚴(yán)格按不同厚度分類(lèi)選磚。耐火磚按要求 ,已在出廠時(shí)按照不同厚度區(qū)間分別用不同顏色標(biāo)示在磚上，便于施工時(shí)選用。
合門(mén)采用加工合門(mén)磚和鋼片 (材質(zhì)為GB45 , 厚度 2 mm) 。合門(mén)磚工作面不允許加工，其余切割需滿(mǎn)足要求。需要用幾塊合門(mén)磚時(shí)，不能將它們?cè)谳S向或環(huán)向上連續(xù)并排使用，要用標(biāo)準(zhǔn)的主磚將它們隔開(kāi)。用鋼板鎖縫時(shí)，每圈使用鋼片數(shù)不得超過(guò)3個(gè)，每條縫內(nèi)只允許使用一塊鋼片。鋼片的一邊需磨尖，其厚度不大于2 mm。如需幾塊鋼片來(lái)鎖磚，同樣應(yīng)把它們均勻地分布在整個(gè)合門(mén)磚區(qū)內(nèi)。要盡量避免在合門(mén)磚邊打入鋼片。砌磚采用固定法，上半圈磚用砌磚機(jī)進(jìn)行固定。砌磚過(guò)程中不需轉(zhuǎn)窯。施工速度快、效率高、操作安全。