如何延長干法水泥窯耐火材料使用壽命

　　前言:

　　耐火材料作為水泥廠中除設(shè)備以外的第二大資金、能源消耗項目,保證和延長耐火材料的使用壽命,可降低和節(jié)約資金、能源消耗,保證企業(yè)在未來社會上的生存空間。影響回轉(zhuǎn)窯耐火材料使用壽命的因素很多,現(xiàn)主要從耐材的質(zhì)量、設(shè)計、選擇、砌筑這四個方面，逐一分析對窯使用壽命的具體影響，在此基礎(chǔ)上簡述了延長窯襯壽命的管理和技術(shù)措施。

　　一、制約耐火材料使用壽命的情況分析:

　　1.干法水泥窯自身因素:內(nèi)襯與高溫接觸而大，溫度超過1450°C應(yīng)速率下生成水泥熟料相。在最熱部位，窯中氣體溫度超過1800°C，因此只有堿性強(qiáng)的耐火材料能耐得住與水泥熟料、燃料灰分、窯塵和各種氣體所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng);

　　2.生產(chǎn)任務(wù)重、維修時間緊的情況，一部分水泥企業(yè)對耐火材料配套及施工方面重視程度不高，存在著耐火材料配置不合理、重復(fù)停窯檢修的情況;

　　3.國內(nèi)耐火材料施工隊伍的整體技術(shù)水平參差不齊，除一些大型水泥集團(tuán)有相對比較穩(wěn)定的維修隊伍外，大部分中小水泥企業(yè)要靠外協(xié)施工隊來檢修或更換耐火材料，因此不同程度地制約了耐火材料的整體施工質(zhì)量;

　　二、延長耐火材料使用壽命的技術(shù)措施:

　　1.量身定制:俗話說,好鋼用到刀刃上,對水泥窯而言不是價錢貴的耐火材料就適合整窯通用,必須與工況相匹配。以干法水泥窯為例，它具有具有窯溫較高、窯速較慢、堿侵蝕較嚴(yán)重、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和節(jié)能要求較高等工藝特點(diǎn)。為達(dá)到高產(chǎn)化、長壽化，其內(nèi)襯用耐火磚和耐火澆注料要結(jié)合水泥窯生產(chǎn)工況來選擇。

　　材料選擇的幾個原則

　　(1)必須滿足基本使用功能,同時盡量減少耐火磚的品種和磚型數(shù)量。

　　(2)壽命盡量能夠匹配,如前窯口澆注料、上下過渡帶、燒成帶壽命能基本匹配,能夠一次檢修最好。

　　(3)大修周期可控:確保1年1次大修,爭取3年2次大修。
      2.分工明確:根據(jù)窯內(nèi)不同帶的溫度，選擇不同品種的耐火材料。
      (1)燒成帶必須使用堿性磚。主要包括鎂鉻磚、低鉻和無鉻的、含鋯或不含鋯的各類特種鎂磚以及白云石磚。

　　(2)上下過度帶的選擇比較多，如鎂鋁尖晶石磚、鎂鐵尖晶石磚(限奧鎂產(chǎn))、硅莫紅磚、AZM1680硅莫磚等,其中由以近年開發(fā)的鋁質(zhì)磚——硅莫磚，特別是增加了紅柱石的硅莫紅磚，熱穩(wěn)定性有很大的提高，在過度帶取得了很好的效果，而且不掛窯皮的品種可有效防止后結(jié)圈。

　　(3)安全帶耐火材料的選用主要就是考慮資金和壽命,不管用什么磚,只要品質(zhì)是貨真價實(shí)的都可以用,只是使用壽命有差異,如高強(qiáng)耐堿磚1~2年、抗剝落高鋁磚2~3年、AZM1650硅莫磚3~5年。

　　“建信牌”水泥窯用系列耐火材料(4)窯卸料口內(nèi)襯是大型窯窯襯中最薄弱的環(huán)境之一，規(guī)則的窯上可用碳化硅磚、硅莫磚、硅莫紅磚、尖晶石磚等，對窯口溫

　　度較低的窯，可使用熱震性優(yōu)良的高鋁磚，若窯口變形時可采用剛玉質(zhì)或鋼纖維增強(qiáng)剛玉質(zhì)澆注料或低水泥型高鋁質(zhì)澆注料。3.專業(yè)施工:耐火材料的使用壽命、使用周期，與耐火材料自身性能及施工質(zhì)量有很大關(guān)系，特別是耐火澆注料，由于它是半成品材料，其使用效果與施工質(zhì)量的優(yōu)劣關(guān)系更大，行業(yè)內(nèi)有稱‘三分材料，七分施工’的說法。因此，耐火材料的施工一定要嚴(yán)格

　　按照施工規(guī)范，控制每一個環(huán)節(jié)、每一個細(xì)節(jié)。(1)耐火磚施工:火泥的正確搭配、泥漿的飽和度、灰縫的控制;回轉(zhuǎn)窯內(nèi)耐火磚砌筑應(yīng)注意:鎖磚的排列和布置、控制鎖

　　磚板的插縫和位置。

　　(2)澆注料的施工:一般耐火澆注料在出廠后都會提供一份施工說明，其中對澆注料在施工中有明確規(guī)定。

　　A、澆注料的烘烤澆注料在使用前一定要進(jìn)行烘烤，烘烤應(yīng)滿足烘烤制度，保證澆注料中的自由水和結(jié)晶水能夠充分排出，以免在投料或使用的前期出現(xiàn)‘脫皮、爆裂’情況，以影響澆注料的正常使用。對于一些特殊的部位，最好在整體烘烤之前進(jìn)行單獨(dú)的烘烤，對于一些關(guān)鍵(如前窯口、窯頭罩、冷卻機(jī)的熱段等)部位可以使用竹筷子預(yù)留排氣孔。

　　B、加水量:在實(shí)際施工中，一定要控制攪拌過程中的加水量(最好不要超過推薦值的上限)，保證澆注料有足夠的流動性，但又不能讓澆注料流淌。如果只為了方便施工，對加水量不進(jìn)行要求，那澆注料的整體性能將會大打折扣，因?yàn)闈沧⒘系膹?qiáng)度會隨加水量的多少而變化。

　　C、攪拌時間:澆注料攪拌時間與施工時的加水量有密切相關(guān)，一般要求攪拌時間控制在3~5min，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速最好在19轉(zhuǎn)/min以上。在相同加水量的前提下，攪拌時間越長澆注料的流動性越好。

　　D、錨固件的焊接和熱膨脹處理。錨固件的焊接環(huán)節(jié)，首先應(yīng)保證其布置合理，受力方向符合要求;同時，焊接所用的不銹鋼電焊條要按照規(guī)范要求執(zhí)行，焊縫應(yīng)做到光滑而飽滿，并要做好錨固件的熱膨脹處理。

　　4.堅持科學(xué)、合理的日常運(yùn)營和維護(hù)

　　(1)烘窯升溫:窯襯砌筑好后還須妥善烘烤，烘烤時升溫不能過快，以免產(chǎn)生過大的熱應(yīng)力而導(dǎo)致磚襯開裂、剝落。窯襯烘烤必須連續(xù)進(jìn)行，直至完成，且要做到“慢升溫、不回頭”。為此，烘烤前必須對系統(tǒng)設(shè)備聯(lián)動試車，還要確保供電。此外，停窯時窯襯的冷卻制度亦對未更換的磚的使用壽命有很大影響，因此停窯不換磚時必須慢冷以確保窯襯的安全。

　　(2)窯皮的粘掛及保護(hù):燒成帶及其兩側(cè)過渡帶磚襯上窯皮的穩(wěn)定與否，是影響磚襯使用壽命的決定性條件。新磚砌好，按正常升溫制度達(dá)投料溫度后，即進(jìn)行投料。第一層窯皮的形成就是從物料進(jìn)入燒成帶及前后過渡帶時開始，必須嚴(yán)格控制熟料結(jié)粒細(xì)小均齊，配料合理;耐火磚熱面層中應(yīng)形成少量熔體，使熟料與磚面牢固地粘結(jié)。粘結(jié)后，磚襯表面層溫度降低，熔體量減少，黏度增大，粘結(jié)層與磚襯面間粘結(jié)力就越大。而熟料繼續(xù)粘到新粘結(jié)的熟料上，使窯皮不斷加厚，直至窯皮過厚，窯皮表面溫度過高而造成該處熟料中熔體含量過多且黏度小，熟料不能再互相粘結(jié)為止。第一層窯皮粘掛的質(zhì)量優(yōu)劣對延長窯襯壽命有重要的作用。

　　(3)減少停窯次數(shù)，提高預(yù)分解窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率:由于頻繁地非計劃開停窯，往往是緊急止料停窯，會造成襯磚熱面迅速冷卻，收縮過快，磚內(nèi)產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞應(yīng)力。應(yīng)力隨多次停窯頻繁作用于磚內(nèi)，導(dǎo)致其過早開裂損壞。再次開窯時，磚熱面層往往隨窯皮剝落，還使窯襯內(nèi)磚位扭曲，降低窯襯使用壽命。

　　(4)穩(wěn)定窯的熱工制度:窯在運(yùn)轉(zhuǎn)時，如熱工制度不穩(wěn)，會造成窯內(nèi)襯料忽冷忽熱，窯皮時長時塌，極易發(fā)生耐火磚開裂剝落、炸頭等現(xiàn)象，使用壽命大大縮短。

　　總結(jié):

　　延長水泥窯耐火材料使用壽命需從市場調(diào)研、方案設(shè)計、產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)質(zhì)量、現(xiàn)場施工、技術(shù)服務(wù)、產(chǎn)品升級等各方面進(jìn)行控制，以個性化、集約化、快速響應(yīng)的整體服務(wù)方案解決水泥企業(yè)的系統(tǒng)化需要。鄭州建信耐火材料成套有限公司經(jīng)過30余年的品牌沉淀和經(jīng)驗(yàn)積累，充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，為客戶提供全價值鏈耐材“一站式”服務(wù)，對產(chǎn)品進(jìn)行全生命周期管理和系統(tǒng)維護(hù)，使耐火材料產(chǎn)品使用效果得以有效的保證，推動耐火材料使用的長壽化、同步化，提升窯爐的運(yùn)轉(zhuǎn)率，為客戶創(chuàng)造價值，實(shí)現(xiàn)與客戶的合作共贏。