水泥窯用耐火材料的節(jié)能改造

改革開發(fā)以來，我國(guó)水泥工業(yè)發(fā)展迅猛，產(chǎn)量位居世界第一位，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)，但目前水泥行業(yè)也面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在節(jié)能減排，生產(chǎn)力低等問題上，應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)的關(guān)鍵措施是必須采取高效適應(yīng)的新技術(shù)，以此來挖掘節(jié)能減排的潛力，改善生態(tài)環(huán)境，降低水泥生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

國(guó)盛公司本著“以科技為動(dòng)力，以質(zhì)量求生存”的宗旨，“久盛”做為中國(guó)人自己的品牌，要為全球水泥業(yè)服務(wù)。為此，早在10多年前，長(zhǎng)興國(guó)盛公司就在新型干法水泥窯的技改方面分別做了三次風(fēng)閘板閥，三次風(fēng)閘板閥配套護(hù)磚，篦冷機(jī)矮墻專用預(yù)制件，整體煙室抗結(jié)皮預(yù)制件，分解爐錐體以及縮口部位抗結(jié)皮預(yù)制件，窯門框預(yù)制件,窯頭罩斜坡預(yù)制件，噴煤管頭部專用預(yù)制件，三次風(fēng)管彎頭專用預(yù)制件等產(chǎn)品的研發(fā)，試制，經(jīng)過一段時(shí)間的努力，從2000年開始至今，我們公司的“久盛”系列預(yù)制件技改產(chǎn)品已經(jīng)在市場(chǎng)上走過了整整10多個(gè)年頭，使用過的企業(yè)均證明該系列產(chǎn)品：質(zhì)量好，壽命長(zhǎng)，性價(jià)比高，在為水泥企業(yè)創(chuàng)造效益的同時(shí)也達(dá)到了節(jié)能減排的目的，被業(yè)界喻為水泥窯搶修期間耐火材料的代表性產(chǎn)品。

“JS”系列技改產(chǎn)品具體內(nèi)容如下：

三次風(fēng)閘板閥

三次風(fēng)閥在新型干法水泥窯中主要是通過調(diào)節(jié)三次風(fēng)閥的開度，既能保證分解爐煤燃燒所需氧含量，也能保證回轉(zhuǎn)窯內(nèi)有足夠通風(fēng)量，使之兩者保持合理匹配的關(guān)鍵設(shè)備。傳統(tǒng)的三次風(fēng)閥平均使用壽命只能用6個(gè)月左右，具體問題有：骨架變形卡死；澆注料大塊剝落；外部材質(zhì)爆裂。當(dāng)閥板變形損壞后，無法調(diào)節(jié)三次風(fēng)的風(fēng)量，系統(tǒng)操作調(diào)節(jié)不便，嚴(yán)重影響到窯系統(tǒng)產(chǎn)量和質(zhì)量。為此我公司經(jīng)過多年的探索，自行研制開發(fā)了JS系列三次風(fēng)高溫耐磨閘閥,該產(chǎn)品是根據(jù)新型干法水泥窯工藝特點(diǎn)研制的產(chǎn)品。

1.先制模，并配備相應(yīng)的耐熱鋼，在進(jìn)行特殊的焊接處理后，該骨架在高溫下不容易變形，從而解決了卡死的問題。2.再在骨架上加上由剛玉莫來石，電熔莫來石，以及一些特殊的粉料為主要原料的特殊耐火澆注料，該成份澆注料只有在一定的溫度下才會(huì)充分發(fā)揮其作用,物質(zhì)與物質(zhì)之間緊密填充，在特定條件下發(fā)生相應(yīng)的化學(xué)效應(yīng)，使內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生質(zhì)的變化，再經(jīng)過特殊的烘烤，從而使?jié)沧⒘虾湍蜔徜摴羌芫o密握裹，形成整體。由于經(jīng)過烘烤，閥體內(nèi)外材質(zhì)緊密握裹，不會(huì)因溫度的變化而產(chǎn)生剝落與爆裂，在使用過程中，耐磨、耐沖刷。是目前替代市場(chǎng)傳統(tǒng)閘閥的最佳產(chǎn)品，現(xiàn)經(jīng)國(guó)內(nèi)多家水泥企業(yè)使用結(jié)果證明，實(shí)際使用壽命可達(dá)到12～18個(gè)月不等。

安裝過程中，在三次風(fēng)閘板閥的兩側(cè)使用護(hù)磚，通過護(hù)磚來減少閥體兩側(cè)的通風(fēng)量，從而延長(zhǎng)三次風(fēng)閘板閥的使用壽命，效果更佳，實(shí)際使用效果可以達(dá)到18～24個(gè)月不等。1.護(hù)磚使用材質(zhì)：剛玉-莫來石質(zhì)高強(qiáng)耐磨澆注料。2.使用年限：質(zhì)保1年，實(shí)際使用1.5～2年不等。3.使用范圍：新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯三次風(fēng)管。4.優(yōu)點(diǎn)描述：不改變?cè)械奶嵘介l板外部結(jié)構(gòu)，閥體為剛玉-莫來石預(yù)制件，閥體兩側(cè)處采用三次風(fēng)閥配套耐火澆注料預(yù)制件砌筑，減少了閥體兩側(cè)因風(fēng)量過大而造成的磨損。有助于提高三次風(fēng)閥板的使用壽命。（見圖1）

篦冷機(jī)矮墻預(yù)制件

篦冷機(jī)矮墻處澆注料的使用壽命短一直是困擾水泥廠家的一大難題，為此，我公司就針對(duì)這一特殊部位開發(fā)了篦冷機(jī)矮墻預(yù)制件，該產(chǎn)品相比澆注料有以下幾大特點(diǎn):

1．使用材質(zhì)：莫來石高強(qiáng)耐火澆注料。2．性能特點(diǎn)：a.產(chǎn)品強(qiáng)度高，耐高溫，耐磨損，使用壽命長(zhǎng)。b.產(chǎn)品性能穩(wěn)定，具有優(yōu)良的抗剝落性和抗沖刷性。c.預(yù)制件直接砌筑，施工維修方便，縮短了施工工期。d.拆裝簡(jiǎn)單，便于今后中途更換篦冷機(jī)盲板。e.施工完后無需烘窯，可直接投入使用。f.該預(yù)制件整體材質(zhì)均勻，前后材質(zhì)相同，如一面有明顯磨損，可翻面再繼續(xù)使用。該產(chǎn)品綜合以上幾大優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過廣大使用廠家證明平均實(shí)際壽命均在1.5年～2年以上。（見圖2）

煙室以及分解爐錐體預(yù)制件

煙室以及分解爐錐體結(jié)皮情況已經(jīng)屢見不鮮，主要還是由于溫度過高、生料成分變化大， 煤質(zhì)差、硫含量高、煤粉燃燒不完全等等造成。但從耐火材料方面考慮，煙室結(jié)皮其中一個(gè)原因就是煙室斜坡耐火材料磨損不平整，造成掛料，結(jié)皮輕者可用空氣炮清除與人工清理，增加了職工的工作強(qiáng)度，嚴(yán)重時(shí)也導(dǎo)致停窯進(jìn)行清理。為此，我公司經(jīng)過多年研發(fā)，開發(fā)了抗結(jié)皮預(yù)制件，該預(yù)制件可應(yīng)用于整體煙室，分解爐錐體以及縮口的改造，本產(chǎn)品具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.使用材質(zhì)：特殊碳化硅抗結(jié)皮澆注料。2.性能特點(diǎn)：a.產(chǎn)品強(qiáng)度高，耐高溫，耐磨損，使用壽命長(zhǎng)。b.預(yù)制件抗結(jié)皮性能大大優(yōu)于普通抗結(jié)皮澆注料，由于磚表面光滑，即使有小范圍的結(jié)皮現(xiàn)象也只要用風(fēng)槍清理一下就會(huì)掉落，既減輕了巡檢工的工作強(qiáng)度，又避免了止料清理結(jié)皮的現(xiàn)象發(fā)生。c.施工維修方便，該產(chǎn)品綜合以上幾大優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過廣大使用廠家證明平均實(shí)際壽命均在3年以上。

窯門框，窯頭罩斜坡預(yù)制件

回轉(zhuǎn)窯頭罩下部耐火澆注料在實(shí)際生產(chǎn)中很容易損壞，常常會(huì)受到窯口下來的高溫熟料反彈熱沖擊，磨損造成損壞，對(duì)于一些大型水泥窯，日產(chǎn)熟料量大，此處所受熱負(fù)荷比較高，一般的高鋁質(zhì)耐火澆注料如果養(yǎng)護(hù)升溫控制不好，容易發(fā)生爆裂掉塊。為此，我公司專門針對(duì)個(gè)部位開發(fā)了窯頭罩專用預(yù)制件，具體如下：1.使用材質(zhì)：莫來石高強(qiáng)耐磨澆注料。2．使用年限：質(zhì)保1年，實(shí)際使用3～5年不等。3．使用范圍：新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯窯門罩斜坡部位。優(yōu)點(diǎn)描述：a.產(chǎn)品強(qiáng)度高，耐高溫，耐磨損，使用壽命長(zhǎng)。b.產(chǎn)品性能穩(wěn)定，具有優(yōu)良的抗剝落性和抗沖刷性。c.預(yù)制磚砌筑部位取消原有耐熱鋼把釘和澆注料澆注，改為預(yù)制磚直接砌筑，施工、維修方便，安全可靠，大大縮短了施工工期，耐熱鋼把釘?shù)娜∠膊煌潭鹊慕档土瞬牧腺M(fèi)用，提高了綜合經(jīng)濟(jì)效益。

窯門框部位澆注料也因受風(fēng)沙顆粒沖擊比較大，往往風(fēng)沙會(huì)把兩側(cè)甚至頂部澆注料沖刷掉，從而導(dǎo)致頂部護(hù)鐵燒壞變形，甚至整體跨塌，針對(duì)這一情況，公司特開發(fā)了窯門框?qū)Ｓ妙A(yù)制件，該預(yù)制件不僅比澆注料耐風(fēng)沙沖刷，而且能有效的保護(hù)窯門框兩側(cè)以及頂部護(hù)鐵不被燒壞，有著澆注料不能比的優(yōu)點(diǎn)，是目前市場(chǎng)替代澆注料的最佳產(chǎn)品。1．使用材質(zhì)：莫來石耐磨澆注料。2.使用年限：1年，實(shí)際使用1.5～2年不等。3．使用范圍：新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯窯門框部位。4.優(yōu)點(diǎn)描述：a.產(chǎn)品強(qiáng)度高，耐高溫，耐磨損。使用壽命長(zhǎng)。b.產(chǎn)品性能穩(wěn)定，具有優(yōu)良的抗剝落性和抗沖刷性，對(duì)窯門框的殼體起到了保護(hù)。c.預(yù)制磚砌筑部位取消原有耐熱鋼把釘和澆注料澆注，改為預(yù)制磚直接砌筑，施工、維修方便，安全可靠，大大縮短了施工工期，耐熱鋼把釘?shù)娜∠膊煌潭鹊慕档土瞬牧腺M(fèi)用，提高了綜合經(jīng)濟(jì)效益。

噴煤管預(yù)制件

以前噴煤管澆注料是采用噴煤管專用澆注料，現(xiàn)場(chǎng)澆注而成，特別是噴煤管頭部，溫度高，易開裂，易剝落，特別在該部位，耐火材料的工作環(huán)境更惡劣，現(xiàn)用材料（包括某些進(jìn)口材料）一般壽命只有3～4個(gè)月，影響回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)轉(zhuǎn)周期，成了急需解決的關(guān)鍵。我公司為了解決噴煤管頭部所存在的問題，在試驗(yàn)期間，特在日產(chǎn)2500t/d線的噴煤管頭部制作長(zhǎng)度為500mm左右的預(yù)制件，日產(chǎn)5000t/d的噴煤管頭部制作長(zhǎng)度為800mm左右的的預(yù)制件，該預(yù)制件是用板狀剛玉-莫來石，外加入電熔尖晶石，以及一定比例的超細(xì)粉，外加劑，經(jīng)過攪拌后烘烤，使用證明，該預(yù)制件熱震穩(wěn)定性和抗剝落性好，平均使用壽命可達(dá)到6個(gè)月以上.目前已經(jīng)經(jīng)國(guó)內(nèi)多家水泥企業(yè)使用結(jié)果證明是目前噴煤管頭部用耐火材料的居佳選擇。該預(yù)制件還可以利用于噴煤管頭部以外的其他段落。

三次風(fēng)管彎頭專用預(yù)制件

三次風(fēng)管彎頭部位也是廣大水泥企業(yè)一大有待解決的問題之一，三次風(fēng)管彎頭內(nèi)襯不僅承受相當(dāng)?shù)母邷兀械倪€會(huì)被嚴(yán)重腐蝕，而且還有大量細(xì)顆粒熟料的高速三次風(fēng)氣流沖刷，所處環(huán)境特別惡劣，澆注料的嚴(yán)重?fù)p壞，經(jīng)常因此影響生產(chǎn)，三次風(fēng)管彎頭內(nèi)襯所用的耐火材料大致分高鋁澆注料，莫來石剛玉澆注料，前者的使用時(shí)間只有約為1～2個(gè)月，莫來石剛玉澆注料的使用時(shí)間也僅能維持4個(gè)月，每當(dāng)該部位出現(xiàn)問題，不得不采用“打包箱”等應(yīng)急措施，以勉強(qiáng)維持生產(chǎn)，彎頭內(nèi)襯材質(zhì)始終成為事故隱患，為保證生產(chǎn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，必須用合適的材料作彎頭內(nèi)襯，我公司綜合以上問題，經(jīng)過多年實(shí)踐。開發(fā)了三次風(fēng)管彎頭專用預(yù)制件，三次風(fēng)管彎頭部位。1．使用材質(zhì)：莫來石高強(qiáng)耐磨澆注料。2．使用年限：在風(fēng)管最薄弱環(huán)節(jié)可使用10個(gè)月～1年不等。3．使用范圍：新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯三次風(fēng)管彎頭部位。4.優(yōu)點(diǎn)描述：a.產(chǎn)品強(qiáng)度高，耐高溫，耐磨損，使用壽命長(zhǎng)。b.產(chǎn)品性能穩(wěn)定，具有優(yōu)良的抗剝落性和抗沖刷性。c.預(yù)制磚砌筑部位取消原有耐熱鋼把釘和澆注料澆注，改為預(yù)制磚直接砌筑，施工、維修方便，安全可靠，大大縮短了施工工期，耐熱鋼把釘?shù)娜∠膊煌潭鹊慕档土瞬牧腺M(fèi)用，提高了綜合經(jīng)濟(jì)效益。

當(dāng)然，該預(yù)制件還可以利用于距窯頭8～10米的三次風(fēng)管直筒體部位以及三次風(fēng)管直筒體其他部位，使用效果更佳。

再者，目前水泥企業(yè)工礦急冷急熱加劇耐火材料事故頻繁，大量文獻(xiàn)指出堿性膨脹系數(shù)大，在升溫過程中產(chǎn)生巨大熱應(yīng)力，實(shí)際生產(chǎn)中難以接受10～20多個(gè)小時(shí)的烘窯時(shí)間，發(fā)現(xiàn)問題時(shí)又直接開啟高溫風(fēng)機(jī)進(jìn)行快速冷卻窯溫。檢修后為了搶產(chǎn)量，又要求快速升溫，這就必然導(dǎo)致耐火材料的損壞，為二次窯系統(tǒng)溫度升高埋下了誘因。因此，在特定的部位，經(jīng)過烘烤之后，安裝后不需烘窯的預(yù)制件從某些角度考慮是可以替代澆注料的，特別是在搶修期間更顯其優(yōu)點(diǎn)。

特別是預(yù)制件整套使用效果更加明顯，經(jīng)統(tǒng)計(jì)表明，使用整套預(yù)制件后，和澆注料相比，由于澆注料剝落造成的修補(bǔ)，對(duì)窯整體造成的直接損耗可降低至少60%以上，間接的為水泥企業(yè)縮短了至少30%以上的停窯時(shí)間，無烘窯時(shí)間，員工由于澆注料修補(bǔ)而造成的工作強(qiáng)度可減少至少30%以上，另一方面，材料成本以也有不同程度的降低，由于所有預(yù)制件都是采用直接砌筑，取消了鈀釘和硅酸鈣板，使用壽命也比澆注料持久，因此從綜合成本考慮，綜合成本至少降低20%，使窯在產(chǎn)銷兩旺季節(jié)大大減少不必要的損耗，從根本上降低綜合成本的同時(shí)大大提高綜合效益。