焦作千業(yè)延長(zhǎng)耐火材料壽命的措施

  摘要：回轉(zhuǎn)窯里的耐火材料壽命主要取決于回轉(zhuǎn)窯的操作維護(hù)、機(jī)械狀況、相應(yīng)工藝帶內(nèi)耐火材料的選擇以及正確的砌筑方法等，對(duì)此，文中從耐火材料的選型及配置，施工過(guò)程、烘窯制度、窯皮的維護(hù)等方面的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)，取得了較好的效果。

  回轉(zhuǎn)窯里耐火材料的壽命長(zhǎng)短直接影響到回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率，頻繁的停窯檢修耐火材料，不但增加了檢修的強(qiáng)度，也影響了回轉(zhuǎn)窯的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，將給水泥廠帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失?；剞D(zhuǎn)窯里的耐火材料壽命主要取決于回轉(zhuǎn)窯的操作維護(hù)、機(jī)械狀況、相應(yīng)工藝帶內(nèi)耐火材料的選擇以及正確的砌筑方法等。近年來(lái)，焦作千業(yè)水泥有限公司在生產(chǎn)中強(qiáng)化回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝管理、注重耐火材料施工、使用要求，遵循耐火材料專(zhuān)業(yè)規(guī)律，在耐火材料使用方面取得了較好的效果，現(xiàn)將經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，以供參考。

  1  科學(xué)選型，優(yōu)化配置方案

  依照溫度與化學(xué)反應(yīng)的不同，一般將整個(gè)窯分為四個(gè)帶，它們分別是預(yù)熱帶、過(guò)渡帶、燒成帶及冷卻帶，選擇耐火材料時(shí)，須根據(jù)旋窯內(nèi)各帶的熱工特點(diǎn)，結(jié)合本回轉(zhuǎn)窯具體燒成情況，不斷優(yōu)化耐火材料的配套使用方案，我公司經(jīng)過(guò)多次配置改進(jìn)，認(rèn)為較好的方案見(jiàn)表1所示。

  2   規(guī)范施工，注重施工過(guò)程關(guān)鍵點(diǎn)的監(jiān)督

  正確有效地砌筑耐火材料不僅有助于延長(zhǎng)使用壽命，還可消除本應(yīng)導(dǎo)致過(guò)早損壞的某些應(yīng)力；錯(cuò)誤的砌筑方法會(huì)大大縮短耐火材料的使用壽命。

  磚襯砌筑前作好放線工作是筑好耐火磚的前提。窯縱向基準(zhǔn)線沿圓周長(zhǎng)每2m放一條，每條線都要與窯的軸線平行。環(huán)向基準(zhǔn)線每10m放一條，施工控制線每隔1m放一條，環(huán)向線應(yīng)互相平行且垂直于窯的軸線。砌筑時(shí)無(wú)論采取何種砌筑方法，均要嚴(yán)格按基準(zhǔn)線進(jìn)行砌筑。磚縫應(yīng)橫平豎直?？v縫偏差每米長(zhǎng)度≤2mm，一個(gè)施工段（為5m）≤10mm。

  鎖磚是砌磚的關(guān)鍵，鎖磚時(shí)要用整磚鎖緊，相臨環(huán)要錯(cuò)開(kāi)1~2塊磚位。中端的加工磚圈要提前1~2環(huán)砌筑。全窯的最后一塊鎖磚，要精細(xì)加工，嚴(yán)禁單獨(dú)用澆注料鎖磚，鎖磚鐵要用厚度一般為2-3mm鋼板，要求平整，不卷邊，不扭曲，無(wú)毛刺。每塊板寬應(yīng)小于磚寬約10mm，不得出現(xiàn)鋼板探空和搭橋現(xiàn)象。每條縫中最多只允許使用一塊鋼板。由于鎂鉻磚膨脹性大，每圈磚要留2 mm的膨脹縫，可插入紙板來(lái)補(bǔ)償，軸向不留膨脹縫。

  3 加強(qiáng)回轉(zhuǎn)窯烘窯制度的管理

  新砌耐火磚含有大量的化合水和結(jié)晶水，此時(shí)需要慢速升溫烘烤耐火材料，我們要嚴(yán)格執(zhí)行回轉(zhuǎn)窯換磚后點(diǎn)火升溫制度，烘窯期間嚴(yán)格遵守“慢升溫，不回頭”原則，督促崗位加強(qiáng)設(shè)備的巡檢，避免因設(shè)備或下料問(wèn)題影響烘窯制度。烘窯期間根據(jù)火焰燃燒情況，及時(shí)開(kāi)窯頭排風(fēng)機(jī)及篦冷機(jī)風(fēng)機(jī)。升溫前預(yù)熱器各級(jí)翻板閥全部吊起。升溫期間嚴(yán)格監(jiān)控窯體溫度，出現(xiàn)高溫點(diǎn)要根據(jù)溫度升高速率和面積迅速判斷原因，并做出相應(yīng)的調(diào)整，以保證耐火材料安全脫水，保證耐火磚的長(zhǎng)期運(yùn)行。

  當(dāng)局部更換耐火磚（＜32m），窯內(nèi)沒(méi)有澆注料施工時(shí)，烘窯時(shí)間不能低于30h左右， 若窯內(nèi)大面積更換耐火材料，烘窯時(shí)間不能低于40小時(shí)，烘窯期間同樣也要按照盤(pán)窯制度進(jìn)行盤(pán)窯，已達(dá)到回轉(zhuǎn)窯360度均勻受熱。

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  4  注重?zé)蓭ЦG皮的維護(hù)

  窯皮是由熟料或粉塵自液相或半液相變成固體，它的主要作用有：

  （1）保護(hù)耐火磚，使耐火磚不直接受高溫及化學(xué)侵蝕；

  （2）儲(chǔ)存熱能，降低回轉(zhuǎn)窯窯殼散向周?chē)臒釗p失，提高旋窯的熱效率；

  （3）充當(dāng)傳熱介質(zhì)，在窯皮裸露于空氣中，與高溫的空氣接觸時(shí)，通過(guò)輻射或者是對(duì)流的方式吸收熱量，當(dāng)回轉(zhuǎn)窯的窯皮在下部與料接觸時(shí)，以傳導(dǎo)的方式把熱量傳遞給生料；

  （4）窯皮的表面粗糙，它可以降低粉料流動(dòng)速度，延長(zhǎng)物料在窯內(nèi)反應(yīng)時(shí)間。

  一般燒成帶位于從窯頭到5倍的窯直徑處，在這段區(qū)域內(nèi)有一層比較穩(wěn)定的窯皮存在，窯皮厚度250mm左右。窯皮對(duì)延長(zhǎng)窯磚壽命有著非常關(guān)鍵的作用，回轉(zhuǎn)窯的維護(hù)成本中，耐火磚所占的比例特別大，如果掉窯磚造成停窯，火磚的費(fèi)用不算，就產(chǎn)量的損失也足夠大。由此可見(jiàn)保護(hù)窯皮對(duì)延長(zhǎng)耐火磚壽命有多么重要的作用。但如果窯皮過(guò)厚也會(huì)造成窯的有效空間減小，不利于燒成的進(jìn)行，甚至?xí)斐山Y(jié)圈。

  影響窯皮生成的主要因素有：

  （1）生料的化學(xué)成份：窯皮是由物料中液相變成固相的過(guò)程的產(chǎn)物。鋁質(zhì)與鐵質(zhì)的成份比較多，液相量就多，容易形成窯皮。鋁質(zhì)與鐵質(zhì)的成份比較少，液相量少，形成窯皮比較困難。原料中鋁質(zhì)較多，液相的粘度大，形成窯皮比較困難，但一旦形成就比較堅(jiān)固。原料中鐵質(zhì)原料多，液相的粘度就比較小，窯皮容易形成，但形成的窯皮也容易掉落。

  （2）火焰的溫度：火焰溫度低，料所形成的液相就比較少，不易形成窯皮，火焰溫度過(guò)高，會(huì)使窯皮溫度高過(guò)液相的凝固溫度，窯皮容易脫落。

  （3）火焰的形狀：窯皮的溫度受火焰形狀、以及窯殼筒體散熱等情況的影響。一般來(lái)說(shuō)，太短、太急、太粗闊的火焰對(duì)窯皮的侵蝕比較歷害，長(zhǎng)火焰對(duì)窯皮較為有利，但會(huì)使窯的界面熱量分散，對(duì)燒成不好。

  燃燒器的位置如安裝不合適，將直接影響到回轉(zhuǎn)窯內(nèi)窯皮的形狀、長(zhǎng)度和牢固程度，甚至影響到熟料的煅燒質(zhì)量和火磚壽命；一般情況下，安裝在第三象限靠近0位，進(jìn)入窯內(nèi)200—300mm,煤管斜度略低于旋窯斜度，并根據(jù)窯皮狀況實(shí)施微調(diào)。

  如果外流風(fēng)過(guò)大，四風(fēng)道噴煤管易造成火焰太長(zhǎng)，產(chǎn)生過(guò)長(zhǎng)的浮窯皮，且易結(jié)后圈，尾溫高；內(nèi)流風(fēng)過(guò)大，易造成火焰粗短、發(fā)散，不僅易使熟料結(jié)粒粗大，出現(xiàn)黃心料且易燒蝕窯皮。因此要勤觀察勤調(diào)整火焰溫度、形狀、長(zhǎng)度，確?；鹧婵拷蠈佣惶蛄?，保證無(wú)黃心熟料而火焰又不掃窯皮，以滿(mǎn)足生產(chǎn)的需要。

  燃燒器火焰出現(xiàn)分岔，多數(shù)是因?yàn)槊夯?、熟料等形成的燒結(jié)物掛在燃燒器的端部，影響了煤和風(fēng)的噴出。分岔現(xiàn)象對(duì)窯體前部影響較大，這時(shí)要及時(shí)清掉燒結(jié)物。

  因此在操作時(shí)，一定要保持一定合理的火焰形狀與位置，嚴(yán)格控制熟料的結(jié)粒，防止結(jié)大塊沖刷窯皮，穩(wěn)定窯內(nèi)的熱工制度，防止結(jié)圈，發(fā)現(xiàn)有大塊或者是結(jié)圈要及時(shí)處理。

  當(dāng)發(fā)現(xiàn)有掉窯皮時(shí)，在中控室可以通過(guò)查看窯筒體溫度進(jìn)行判斷，一般窯筒體的溫度在200-300℃左右，如果有溫度過(guò)高的地方，就有可能發(fā)生掉窯皮，此時(shí)要馬上要進(jìn)行補(bǔ)救窯皮的措施，改變火焰形狀及位置，在現(xiàn)場(chǎng)可以利用鼓風(fēng)機(jī)或壓縮空氣對(duì)掉窯皮的窯殼進(jìn)行冷卻，風(fēng)機(jī)應(yīng)該放在四點(diǎn)或者是八點(diǎn)的位置(此處正是料流的位置)，離掉窯皮的地方越近越好。

  回轉(zhuǎn)窯內(nèi)火焰的溫度是在入窯二次風(fēng)溫度的基礎(chǔ)上提高的。二次風(fēng)溫度越高，火焰可達(dá)到的溫度就越高，為滿(mǎn)足燒成帶對(duì)火焰的溫度要求奠定了基礎(chǔ)。二次風(fēng)溫還會(huì)影響窯內(nèi)火焰?zhèn)鞑ニ俣?，溫度較高的二次風(fēng)會(huì)明顯地縮短并有利于保持一個(gè)穩(wěn)定的火焰黑火頭長(zhǎng)度，這對(duì)獲得合理的火焰形狀十分有利。二次風(fēng)的溫度還會(huì)影響煤粉的燃燒速度，二次風(fēng)溫的提高為合理地控制煤粉燃燒過(guò)程，保持合理的火焰形狀創(chuàng)造了條件，一般情況下，二次風(fēng)溫度應(yīng)控制在1050℃以上。

  隨著水泥窯用耐火材料的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)配置、施工、維護(hù)的一體化，必將大大提高回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率，減少停窯檢修次數(shù)，降低單位水泥熟料的能耗量和耐材的消耗量，推動(dòng)我國(guó)水泥工業(yè)良性、低能耗、快速發(fā)展！