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。

  機械應力

  ①傳統回轉窯轉速為1r/min，而NSP窯轉速可高達3-4r/min，窯每旋轉一周，筒體的曲率都會發(fā)生周而復始的改變，耐火材料內襯將不可避免地受到窯體周期性擠壓力以及磚圈內部中平衡應力的作用，在疲勞載荷反作用下發(fā)生損壞。

  ②隨著水泥窯產量設計越來越大，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，噴煤管內外風調整不當，送煤風機風壓過大、二次風溫過低等使煤粉燃燒速度低于煤粉顆粒在窯內的前進速度也是導致煤粉后燃的原因。

  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成分的含量。

  2、使用優(yōu)質燃煤，降低硫及其他有害成分含量。

  3、調整合適的輪帶間隙，在窯運轉過程中，定期測量滑移量（窯每轉一周，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回轉窯，當Δμ=26mm時，S理論≦Δμ/π=26/3.14=8.28mm

  S實際≦Δμ/2.6 =26/2.6=10mm

  具體控制指標根據窯徑不同，請參閱相關資料。

  優(yōu)化工藝制度，嚴格控制原燃材料的各項工藝指標及生產過程當中，風、煤、料的匹配。

  對于生產中一些不可抗拒、人為無法控制的現象，只能通過改變窯襯材質來嘗試。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)購進此類產品。

  嘗試使用新型材料，鄭州瑞泰耐火科技有限公司生產的低導熱多層復合莫來石磚，憑借其獨特的三層復合設計,不僅使其綜合密度低至2.3g/cm³，而且綜合導熱系數（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)省也相當可觀。目前已經在南方水泥、冀東水泥、華潤水泥、華新水泥、北方水泥、中聯水泥、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，找出它問題產生的原因并解決之，有時需要多方配合，才能起到事半功倍的效果。