方鎂石復(fù)合尖晶石磚在短窯上的應(yīng)用

我公司回轉(zhuǎn)窯規(guī)格為φ3．962 m×42．672 m 2000們預(yù)分解窯，1 995年投產(chǎn)以來(lái)，燒成帶大部分時(shí)間使用直接結(jié)合鎂鉻磚，投產(chǎn)初期和2002年出現(xiàn)紅窯事故時(shí)燒成帶也曾用過(guò)普通磷酸鹽磚，其壽命周期只有20 d左右。而燒成帶使用直接結(jié)合鎂鉻磚，其壽命周期從開(kāi)始的60 d左右經(jīng)過(guò)8年的時(shí)間到2002年上半年，也只有128 d。由于窯型短，燒成帶火力相對(duì)集中，使用直接結(jié)合鎂鉻磚，2002年前窯襯耐火磚一直不能提高使用壽命，常常一年多次更換耐火磚，嚴(yán)重制約了生產(chǎn)。自2002年7月使用方鎂石復(fù)合尖晶石磚后大大提高一g gI轉(zhuǎn)窯耐火磚的使用壽命，為我公司回轉(zhuǎn)窯提高運(yùn)轉(zhuǎn)率、保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行，奠定了良好的基礎(chǔ)。

1使用方鎂石復(fù)合尖晶石磚之前的情況   

(1)二次風(fēng)溫高。因回轉(zhuǎn)窯為短窯，在生產(chǎn)過(guò)程中幾乎沒(méi)有冷卻帶，窯口基本一直掛有窯皮；二次風(fēng)溫在1 200℃以上，熟料煅燒溫度也高，一旦火焰溫度控制不好，在火點(diǎn)位置就會(huì)出現(xiàn)局部高溫，將窯皮燒掉，然后補(bǔ)掛窯皮，再出現(xiàn)火焰溫度控制不當(dāng)又會(huì)使窯皮垮掉。這樣的情況反復(fù)出現(xiàn)，使耐火磚受到熱應(yīng)力溫度交變侵蝕，最后遭到破壞，特別是火點(diǎn)位置(即距窯口3～8 m的位置)。   

(2)窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率低。窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率不高主要是由于窯開(kāi)停車(chē)頻繁、投料止料次數(shù)多，經(jīng)過(guò)頻繁的冷窯和升溫造成窯皮脫落，而耐火磚隨窯皮的脫落而剝落，從而縮短耐火磚的使用壽命。   
 

(3)冷窯過(guò)快。直鎂磚損壞的表觀現(xiàn)象是炸裂剝落，首先是冷窯炸裂剝落。一般每冷一次窯炸裂剝落厚度達(dá)10～50 rain，并且是磚隨窯皮剝落，所以，只要停車(chē)?yán)涓G達(dá)到3～4次，窯火點(diǎn)位置的磚就得進(jìn)行檢修，否則就有可能出現(xiàn)紅窯。而冷窯又分兩種：一種是計(jì)劃停車(chē)進(jìn)行冷窯，這種情況下，考慮到耐火磚的特性，冷窯速率慢，窯磚剝落量也??；但停車(chē)?yán)涓G往往是另一種情況，即因設(shè)備、工藝故障、事故停車(chē)，比如預(yù)熱器堵塞、設(shè)備突然跳停等，這樣，為了減小事故擴(kuò)大化主動(dòng)或被動(dòng)提高冷窯速度，最終使窯皮脫落，并將磚的表層剝落，這時(shí)剝落的程度就比較厚，一般達(dá)30～50 iilin。這樣的停車(chē)?yán)涓G達(dá)到4～5次，窯的火點(diǎn)位置的磚就需要進(jìn)行檢修，否則就有可能出現(xiàn)紅窯。   
 

(4)生料成分波動(dòng)大。生料成分穩(wěn)定與否關(guān)系到窯皮的穩(wěn)定和好壞。自該生產(chǎn)線投產(chǎn)以來(lái)，由于入窯生料成分不穩(wěn)、波動(dòng)大，曾多次掉窯皮，嚴(yán)重的兩次是整個(gè)窯的窯皮掉光，其中一次因鋁率相對(duì)太高，前后好幾天掉窯皮后掛不上窯皮，使耐火磚受到了嚴(yán)重?fù)p害，火點(diǎn)位置的磚沖刷掉50 min左右。2001年曾因人窯生料成分波動(dòng)大，使人窯生料KH值太低造成火點(diǎn)位置的窯皮被熟料粘掉將磚帶下而造成紅窯事故。因此，人窯生料成分波動(dòng)也是造成耐火磚損壞的原因之一。   

 (5)機(jī)械應(yīng)力。機(jī)械應(yīng)力包括窯與磚的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，大蛋、窯皮垮落后對(duì)磚的沖擊和磨損，窯與磚的相對(duì)運(yùn)動(dòng)主要在窯的2—4 m的位置，嚴(yán)重時(shí)磚的扭斜方向上最寬的縫隙有10—12 mm，這樣不但磚受機(jī)械應(yīng)力降低其性能，同時(shí)由于磚與磚之間產(chǎn)生了大的縫隙，破壞了磚的整體性能，從而降低磚的使用壽命。   

在該窯上使用的直接結(jié)合鎂鉻磚為什么一次會(huì)剝落30～50 mm呢?就使用的情況看，窯皮與磚反應(yīng)層厚達(dá)20一50 mm，且反應(yīng)層致密，當(dāng)由于種種原因窯由熱態(tài)變成冷態(tài)時(shí)，使其反應(yīng)層結(jié)構(gòu)變得疏松，當(dāng)熟料窯皮由于某種原因與磚脫離時(shí)，窯皮就會(huì)將磚與熟料反應(yīng)層拉下來(lái)即磚產(chǎn)生剝落。為探明是使用問(wèn)題還是磚的問(wèn)題，我公司2003年3月在窯系統(tǒng)大修時(shí)，從窯上分別取鎂鉻磚和方鎂尖晶石殘磚在同爐中經(jīng)受1 450℃×4 h三次重?zé)?，鎂鉻磚強(qiáng)度衰減44％，而方鎂復(fù)合尖晶石磚僅衰減9．8％。從實(shí)踐使用和理論分析都表明：直接結(jié)合鎂鉻磚與水泥熟料的化學(xué)反應(yīng)層結(jié)構(gòu)疏松，易于剝落，特別是在該短窯上的使用，尤為突出。

2方鎂石復(fù)合尖晶石磚的試用   

如上所述，我公司回轉(zhuǎn)窯火點(diǎn)磚大部分時(shí)間使用直接結(jié)合鎂鉻磚，多年來(lái)使用周期一直未能突破5個(gè)月。2002年7月窯系統(tǒng)大修，根據(jù)該窯特點(diǎn)從理論上選用適合窯火點(diǎn)位置的方鎂復(fù)合尖晶石磚(IXB2)，在距窯頭2．8 m一10．8 m處進(jìn)行試用。期間為改善回轉(zhuǎn)窯煅燒狀況，同時(shí)試用一新噴煤管，由于試驗(yàn)的噴煤管不適合本窯，在試用17 d內(nèi)，因火焰粗不可調(diào)，將火點(diǎn)位置窯皮多次刷掉并對(duì)火點(diǎn)位置的耐火磚有一定程度的燒損。當(dāng)時(shí)窯筒體溫度已達(dá)到480℃，之后更換原噴煤管后系統(tǒng)轉(zhuǎn)入正常。所試用的耐火磚一直運(yùn)行到2003年3月6日，共運(yùn)行187．3 d，是原來(lái)最高紀(jì)錄的1．46倍，因窯系統(tǒng)大修將磚拆除。從殘磚的情況看，正火點(diǎn)位置最薄為70 mm，最厚處為150mm。 

從本次試用情況看，方鎂復(fù)合尖晶石磚具有掛窯皮性能和熱震性能好，與窯皮反應(yīng)層薄，只有2—5 mm，因而無(wú)結(jié)構(gòu)剝落，窯皮脫落時(shí)對(duì)襯磚無(wú)顯著影響。

3方鎂石復(fù)合尖晶石磚的使用   

自2002年7月一-,2003年3月方鎂石復(fù)合尖晶石磚在我公司窯上試用成功后，我公司2003年窯系統(tǒng)大修將原試用的2．8 m一10．8 m延長(zhǎng)到2．8 m一

22．8 m，即將整個(gè)燒成帶全部使用方鎂石復(fù)合尖晶石磚，并將原來(lái)采用鐵板砌筑改為用火泥砌筑。為保證耐火磚的使用壽命，采取了如下措施：   
 

(1)磚的質(zhì)量保證和技術(shù)措施。首先與廠家簽訂了磚的技術(shù)協(xié)議，要求保證其使用壽命，同時(shí)廠家出具施工方案并配套火泥。   

(2)砌筑方法和質(zhì)量控制。砌筑時(shí)廠家根據(jù)其磚的性能和特點(diǎn)及施工工藝到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施工監(jiān)督和技術(shù)指導(dǎo)；同時(shí)，公司組成技術(shù)指導(dǎo)和監(jiān)督小組，嚴(yán)格控制砌筑質(zhì)量?？刂苹鹉嗪穸葹閘一2 mm,砌縫，且火泥打在磚的大頭即靠近窯筒體一面，靠近小頭的一面30,-,50 mm一般不打火泥，只有在找平磚時(shí)才打火泥。鎖縫用火泥與鐵板結(jié)合進(jìn)行，即先用火泥將最后的7,8層鎖縫磚用火泥砌好后，再根據(jù)磚縫大小用1．2、2．0或3．O mm的鐵板將磚鎖緊(一個(gè)縫隙中只允許放一塊鐵板，必須嚴(yán)格控制)，最后在窯點(diǎn)火前經(jīng)過(guò)輔傳適當(dāng)轉(zhuǎn)窯后再進(jìn)一步用鐵板將松動(dòng)的磚鎖緊。   

(3)磚的烘烤。烘窯時(shí)，切記不要進(jìn)行急劇升溫，升溫速度要求緩慢，以免引起耐火磚的炸裂和剝落。以窯尾溫度控制窯的升溫速率，即在600℃以下每小時(shí)升溫速率不超過(guò)30℃，600℃時(shí)要恒溫，600℃以上溫度控制每小時(shí)不超過(guò)50℃，一般每次大修換磚后烘窯控制在48 h左右。     

烘烤時(shí)注意窯的檢查，點(diǎn)火后應(yīng)每半小時(shí)查看一次窯內(nèi)耐火磚，測(cè)筒體表面溫度(由筒體掃描儀掃描或測(cè)溫儀進(jìn)行監(jiān)測(cè))，并進(jìn)行記錄，注意防止由于筒體不均勻受熱變形及膨脹造成耐火磚損傷，最終減少其壽命。   

(4)轉(zhuǎn)窯。為使窯內(nèi)耐火磚受熱均勻，在磚膨脹充分時(shí)，必須進(jìn)行轉(zhuǎn)窯，即窯尾溫度在300℃以下時(shí)可不轉(zhuǎn)窯進(jìn)行烘烤，在300,-400℃時(shí)窯每小時(shí)轉(zhuǎn)1／4轉(zhuǎn)，在400--600℃時(shí)，窯每30分鐘轉(zhuǎn)1／4轉(zhuǎn)，600℃以上時(shí)窯以慢速連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。在特殊情況下，如遇到下雨時(shí)，轉(zhuǎn)窯頻率要適當(dāng)加快，以免引起窯簡(jiǎn)體變形或耐火磚受到損壞。 

(5)溫度的檢查。燒成帶耐火材料一定不能局部過(guò)熱，要求窯內(nèi)襯的表面溫度不能超過(guò)1 000℃，筒體溫度不大于300℃。如果燒成帶局部過(guò)熱，就會(huì)損壞耐火磚，減少其壽命。但發(fā)現(xiàn)燒成帶過(guò)熱，而預(yù)熱器廢氣溫度并不高時(shí)，可適當(dāng)增加通風(fēng)量，以帶走燒成帶的熱量。   

(6)燃料。該生產(chǎn)線熟料煅燒使用的是低揮發(fā)分煤(揮發(fā)分在14％左右)，著火溫度高，一般在750℃以上，為此在烘烤耐火磚時(shí)，低溫階段使用柴油。當(dāng)用柴油將溫度升到400℃以上時(shí)，可適當(dāng)加些煤進(jìn)行混燃(必須控制住溫度的上升速率)，并隨溫度的不斷提高而逐漸增加喂煤，減少噴油，直至全部采用煤粉。   

(7)油的霧化。在低溫烘烤耐火材料時(shí)，一定要注意油量的控制和霧化，不但要控制升溫速率，同時(shí)要控制油量不能過(guò)大，一定要使噴到窯里的油得到充分燃燒，如噴油過(guò)量，霧化不好不但溫度不好控制，而且會(huì)增加耗油，嚴(yán)重時(shí)油噴到耐火磚上，油在磚上燃燒會(huì)損壞磚的性能，降低其使用壽命。   

(8)掛窯皮。待耐火材料按烘烤曲線烘烤并達(dá)到投料溫度時(shí)，就應(yīng)進(jìn)行投料掛窯皮。掛窯皮時(shí)不專門(mén)配掛窯皮的料，一般用生產(chǎn)時(shí)正常料即可。掛窯皮時(shí)要注意一次性掛好，其起步投料量及加料速率同正常停窯投料時(shí)一樣，也無(wú)需刻意去制定一個(gè)掛窯皮的喂料控制曲線或特定的投料量和時(shí)間，只需和正常投料時(shí)一樣控制好不要跑料，穩(wěn)定窯的運(yùn)行就可以了，窯速的控制也同樣按正常生產(chǎn)時(shí)進(jìn)行。待窯投料2^3個(gè)班后，窯皮就基本掛好了。   

(9)窯皮的維護(hù)。窯皮掛好以后不等于就可以保證耐火磚的安全，還要看我們?cè)谑褂眠^(guò)程中如何保護(hù)窯皮。首先要注意噴煤嘴的位置，使噴煤管保證不掃窯皮；第二，要穩(wěn)定生料成分，且使生料易于掛窯皮，液相量控制在21％～25％之間比較好，同時(shí)要注意控制適當(dāng)?shù)恼扯龋扯炔灰诉^(guò)大。第三，要保證窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率，如果運(yùn)轉(zhuǎn)率跟不上，三天兩頭停車(chē)，即使磚砌得再好，噴煤管位置也適當(dāng)，同樣保證不了窯磚的使用壽命；第四，如因故停車(chē)，一定要注意降溫速率，不可過(guò)快，過(guò)快很可能造成因窯皮急劇收縮將窯磚拉裂剝落而縮短磚的使用壽命。

4使用效果 

通過(guò)以上技術(shù)和管理措施，我公司回轉(zhuǎn)窯火點(diǎn)磚使用周期從2002年上半年的128 d，下半年的187 d，達(dá)到了2003年的299．7 d，創(chuàng)造了我公司歷史最好水平，為完成公司2003年熟料生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)任務(wù)打下了良好的基礎(chǔ)。