水泥窯過渡帶耐火磚的損壞機理及解決方案

  在水泥窯中，過渡帶是指從窯頭計算5D到7D（D為窯徑，單位為米)的位置（上過渡帶）和窯口到0.6D的位置（下過渡帶）,該部位窯襯使用過程中承受來自各方面的腐蝕及壓力，導(dǎo)致耐火材料壽命通常低于燒成帶40%，究其原因，歸納為以下幾種：

  一、損壞機理

  高溫損害

  放熱反應(yīng)主要發(fā)生在上過渡帶，此處物料溫度為1000℃~1300℃，氣體溫度為1400℃~1600℃，窯襯直接暴露在高溫環(huán)境下。

  2、化學(xué)侵蝕

  在高溫作用下，K2O，SO?、KCL等揮發(fā)性組分直接對耐火磚表面侵蝕、滲入，使耐火材料熱端逐漸變性、剝落、影響壽命。

  機械應(yīng)力

  ①傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速為1r/min，而NSP窯轉(zhuǎn)速可高達3-4r/min，窯每旋轉(zhuǎn)一周，筒體的曲率都會發(fā)生周而復(fù)始的改變，耐火材料內(nèi)襯將不可避免地受到窯體周期性擠壓力以及磚圈內(nèi)部中平衡應(yīng)力的作用，在疲勞載荷反作用下發(fā)生損壞。

  ②隨著水泥窯產(chǎn)量設(shè)計越來越大，窯徑也越來越大。窯徑逐漸變大之后使耐火磚的熱端設(shè)計必須變寬，冷熱端的距離必須加長，磚的自重增加，迫使磚與磚的接觸面之間所受的力必須更大，才能保證整環(huán)磚的穩(wěn)定性，所以，對耐火磚的抗壓強度要求也越來越高。

  ③二檔輪帶一般都處在上過渡帶，由于筒體變形和筒體與輪帶膨脹量不匹配，使磚受到的擠壓力和剪切力增大。

  4、由于煤粉粒度不夠細，水分偏高，導(dǎo)致煤粉后燃，大量煤粉在上過渡帶燃燒，使此處溫度過高，同時，噴煤管內(nèi)外風(fēng)調(diào)整不當(dāng)，送煤風(fēng)機風(fēng)壓過大、二次風(fēng)溫過低等使煤粉燃燒速度低于煤粉顆粒在窯內(nèi)的前進速度也是導(dǎo)致煤粉后燃的原因。

  5、部分廠在使用無煙煤過程中，為提高燃燒速度，往往將無煙煤粉磨得很細，出現(xiàn)超細粉，超細粉在窯口燃燒迅速，使窯口溫度偏高，縮短下過渡帶使用壽命。

  6、上下過渡帶偶爾都會結(jié)窯皮，但很快會脫落，每脫落一次，都會將耐火磚剝離一層，如此循環(huán)，使耐火磚很快變薄。

  二、解決方案

  1、為減少化學(xué)侵蝕，必須提高原材料的品位和純度。從源頭著手，減少生料中有害化學(xué)成分的含量。

  2、使用優(yōu)質(zhì)燃煤，降低硫及其他有害成分含量。

  3、調(diào)整合適的輪帶間隙，在窯運轉(zhuǎn)過程中，定期測量滑移量（窯每轉(zhuǎn)一周，輪帶和筒體的相對位移）。

  S理論≦Δμ/π

  S實際≦Δμ/2.6

  S理論——為輪帶理論間隙，單位mm

  S實際——為輪帶實際間隙，單位mm

  例如：φ4.8m回轉(zhuǎn)窯，當(dāng)Δμ=26mm時，S理論≦Δμ/π=26/3.14=8.28mm

  S實際≦Δμ/2.6 =26/2.6=10mm

  具體控制指標(biāo)根據(jù)窯徑不同，請參閱相關(guān)資料。

  優(yōu)化工藝制度，嚴(yán)格控制原燃材料的各項工藝指標(biāo)及生產(chǎn)過程當(dāng)中，風(fēng)、煤、料的匹配。

  對于生產(chǎn)中一些不可抗拒、人為無法控制的現(xiàn)象，只能通過改變窯襯材質(zhì)來嘗試。目前，過渡帶使用最多的品種為硅莫磚，硅莫紅、鎂鋁尖晶石等，可選用聲譽較好的企業(yè)購進此類產(chǎn)品。

  嘗試使用新型材料，鄭州瑞泰耐火科技有限公司生產(chǎn)的低導(dǎo)熱多層復(fù)合莫來石磚，憑借其獨特的三層復(fù)合設(shè)計,不僅使其綜合密度低至2.3g/cm³，而且綜合導(dǎo)熱系數(shù)（1.7～1.9W/m·K，1000℃)遠遠低于硅莫磚，筒體溫度均比比原用硅莫磚低60-90度，使用一年以后，磚厚仍然在13～15cm，且比使用硅莫磚節(jié)約標(biāo)煤達到1100噸，直接節(jié)約成本30萬左右，另外由于自重減輕，所帶來的電能的節(jié)省也相當(dāng)可觀。目前已經(jīng)在南方水泥、冀東水泥、華潤水泥、華新水泥、北方水泥、中聯(lián)水泥、西南水泥、葛洲壩水泥、福建水泥、祁連山水泥、賽馬水泥等國內(nèi)大型水泥企業(yè)80多條水泥窯使用，節(jié)能效果明顯，使用周期穩(wěn)定。

  總之，每一條水泥窯都是一個不同的系統(tǒng)，找出它問題產(chǎn)生的原因并解決之，有時需要多方配合，才能起到事半功倍的效果。