淺析水泥窯用耐火材料節(jié)能改造方案

　　改革開發(fā)以來，我國水泥工業(yè)發(fā)展迅猛，產(chǎn)量位居世界第一位，為我國經(jīng)濟社會發(fā)展做出了巨大的貢獻，但目前水泥行業(yè)也面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在節(jié)能減排，生產(chǎn)力低下等，應(yīng)對這些挑戰(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)濟效益和市場競爭力。

　　國盛公司本著“以科技為動力，以質(zhì)量求生存”的宗旨，“久盛”做為中國人自己的品牌，要為全球水泥業(yè)服務(wù)。

　　為此，早在10年前，長興國盛公司就在新型干法水泥窯的技改方面分別做了三次風閘板閥，三次風閘板閥配套護磚，篦冷機矮墻專用預(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)在市場上走過了整整10個年頭，這10 年間使用企業(yè)均證明該系列產(chǎn)品：質(zhì)量好，壽命長，性價比高，在為水泥企業(yè)創(chuàng)造效益的同時也達到了節(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：

　　一、三次風閘板閥

　　三次風閥在新型干法水泥窯中主要是通過調(diào)節(jié)三次風閥的開度，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)的三次風閥平均使用壽命只能用6個月左右，具體問題有：1.骨架變形卡死，2.澆注料大塊剝落，3.外部材質(zhì)爆裂。當閥板變形損壞后，無法調(diào)節(jié)三次風的風量，系統(tǒng)操作調(diào)節(jié)不便,嚴重影響到窯系統(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研制的新產(chǎn)品,1.先制模,并配備相應(yīng)的耐熱鋼,在進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。是目前替代市場傳統(tǒng)閘閥的最佳產(chǎn)品,現(xiàn)經(jīng)國內(nèi)多家水泥企業(yè)使用結(jié)果證明,實際使用壽命可達到12~18個月不等.（見圖1）

　　安裝過程中,在三次風閘板閥的兩側(cè)使用護磚,通過護磚來減少閥體兩側(cè)的通風量,從而延長三次風閘板閥的使用壽命,效果更佳,實際使用效果可以達到18~24個月不等。1、護磚使用材質(zhì)：剛玉-莫來石質(zhì)高強耐磨澆注料。2、使用年限：質(zhì)保1年，實際使用1.5~2年不等。3、使用范圍：新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯三次風管。4.優(yōu)點描述: 不改變原有的提升式閘板外部結(jié)構(gòu)，閥體為剛玉-莫來石預(yù)制件，閥體兩側(cè)處采用三次風閥配套耐火澆注料預(yù)制件砌筑,減少了閥體兩側(cè)因風量過大而造成的磨損. 有助于提高三次風閥板的使用壽命.（見圖2）

　　二、篦冷機矮墻預(yù)制件

　　篦冷機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，我公司就針對這一特殊部位開發(fā)了篦冷機矮墻預(yù)制件,該產(chǎn)品相比澆注料有以下幾大特點: 1、使用材質(zhì)：莫來石高強耐火澆注料 2、性能特點：a.產(chǎn)品強度高，耐高溫，耐磨損，使用壽命長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.拆裝簡單，便于今后中途更換篦冷機盲板。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,經(jīng)過廣大使用廠家證明平均實際壽命均在1.5年~2年以上。（見圖3）

　　三、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度，嚴重時也導(dǎo)致停窯進行清理。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: 1、使用材質(zhì)：特殊碳化硅抗結(jié)皮澆注料。2、性能特點：a.產(chǎn)品強度高，耐高溫，耐磨損，使用壽命長。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)象也只要用風槍清理一下就會掉落，既減輕了巡檢工的工作強度，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,經(jīng)過廣大使用廠家證明平均實際壽命均在3年以上.

　　四、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際生產(chǎn)中很容易損壞，常常會受到窯口下來的高溫熟料反彈熱沖擊，磨損造成損壞，對于一些大型水泥窯，日產(chǎn)熟料量大，此處所受熱負荷比較高，一般的高鋁質(zhì)耐火澆注料如果養(yǎng)護升溫控制不好，容易發(fā)生爆裂掉塊。為此,我公司專門針對個部位開發(fā)了窯頭罩專用預(yù)制件,具體如下：1.使用材質(zhì)：莫來石高強耐磨澆注料2．使用年限：質(zhì)保1年，實際使用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)點描述: a. 產(chǎn)品強度高，耐高溫，耐磨損。使用壽命長。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用，提高了綜合經(jīng)濟效益。

　　窯門框部位澆注料也因受風沙顆粒沖擊比較大,往往風沙會把兩側(cè)甚至頂部澆注料沖刷掉，從而導(dǎo)致頂部護鐵燒壞變形,甚至整體跨塌,針對這一情況,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沙沖刷,而且能有效的保護窯門框兩側(cè)以及頂部護鐵不被燒壞,有著澆注料不能比的優(yōu)點,是目前市場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：質(zhì)保1年，實際使用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)點描述: a. 產(chǎn)品強度高，耐高溫，耐磨損。使用壽命長。b. 產(chǎn)品性能穩(wěn)定，具有優(yōu)良的抗剝落性和抗沖刷性。對窯門框的殼體起到了保護。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用，提高了綜合經(jīng)濟效益。

　　五、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（包括某些進口材料）一般壽命只有3~4個月，影響回轉(zhuǎn)窯的運轉(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,在試驗期間,特在日產(chǎn)2500T/D線的噴煤管頭部制作長度為500MM左右的預(yù)制件,日產(chǎn)5000T/D的噴煤管頭部制作長度為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,平均使用壽命可達到6個月以上.目前已經(jīng)經(jīng)國內(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.

　　六、三次風管彎頭專用預(yù)制件.

　　三次風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管彎頭內(nèi)襯不僅承受相當?shù)母邷?有的還會被嚴重腐蝕，而且還有大量細顆粒熟料的高速三次風氣流沖刷，所處環(huán)境特別惡劣，澆注料的嚴重損壞，經(jīng)常因此影響生產(chǎn),三次風管彎頭內(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，前者的使用時間只有約為1~2個月，莫來石剛玉澆注料的使用時間也僅能維持4個月,每當該部位出現(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)過多年實踐.開發(fā)了三次風管彎頭專用預(yù)制件, 三次風管彎頭部位1．使用材質(zhì)：莫來石高強耐磨澆注料2．使用年限：在風管最薄弱環(huán)節(jié)可使用10個月~1年不等. 3．使用范圍：新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯三次風管彎頭部位。4、優(yōu)點描述: a. 產(chǎn)品強度高，耐高溫，耐磨損。使用壽命長.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用，提高了綜合經(jīng)濟效益。

　　當然,該預(yù)制件還可以利用于距窯頭8～10米的三次風管直筒體部位以及三次風管直筒體其他部位,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，實際生產(chǎn)中難以接受10～20多個小時的烘窯時間，發(fā)現(xiàn)問題時又直接開啟高溫風機進行快速冷卻窯溫。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.

　　特別是預(yù)制件整套使用效果更加明顯，經(jīng)統(tǒng)計表明,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，對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%以上的停窯時間,無烘窯時間,員工由于澆注料修補而造成的工作強度可減少至少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大大提高綜合效益。