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水泥回转窑耐火材料选用、优化配置、施工及使用维护

 

发布时间:2023-01-19    字号:【

    回转窑系统耐火材料的稳定性,对整个生产系统来说至关重要,窑砖、浇筑料等耐火材料的频繁损坏,势必会造成频繁停窑,不仅影响熟料产量和质量,还会造成对窑、篦冷机等热工设备的严重损伤。

    同时其他部位的耐火材料时常处于急冷急热的状态中,也会加剧耐火材料的整体损伤程度,严重影响其使用寿命。因此,水泥企业采用正确的优化配置耐火材料方法和措施尤为关键。

    耐火材料优化调整的具体措施及方法:

    1、窑口浇注料(0~0.6 m)

    窑口浇注料的寿命不能以损坏窑口护铁为代价,每次更换此段浇注料时:

    (1)必须详细检查窑口护铁螺栓是否有松动、窑口护铁外端面有无裂纹,如有则必须更换处理;

    (2)必须对锚固件材质和焊条品种进行确认并确保符合要求,焊接间距为200×200mm,“八字形”交错焊接,锚固件或筒体需涂刷沥青的,必须待沥青干后方可进行浇注;

    (3)按间距每500~600mm做一道膨胀缝处理。

    2、配套窑口砖

    砌筑在窑口浇注料后保护窑口浇注料的砖,一般是 2~5 行,此类砖属高强高耐磨性但荷重软化点低,不宜配置过长,否则一旦火焰调整不合适或液相出现,容易出现烧砖事故。

    未设专项窑口砖,统一将原设计6m下过渡带调整为4m以内,砖品种也由镁铝尖晶石优化调整为电熔尖晶石,使用周期由6~8月提高到12~14个月,下步计划增加2行一级硅莫红或碳化硅砖,进一步增加窑口抗磨性。

    3、烧成带

    既是主窑皮区域,也即火焰稳定区域。窑皮除受原燃料和火焰控制的影响外,也同时受挂窑皮、砖配置长短的影响。

    根据燃烧器形成的火焰长短,我们经摸索按 4.15~4.55倍窑径配置烧成带长度,煤质好时选下限,煤质差时选上限,将原设计26m烧成带优化调整为21m以内;砖品种也由镁铬砖优化调整为镁铁砖,确保使用1年以上。同时上下过渡带、烧成带前移20m,也意味着窑皮和高温区前移20m,有助煤粉燃烧,窑内有效容积增加。下步计划将下过渡带再缩短10m。

    4、上下过渡带

    上下两带耐火砖是回转窑受到损伤最复杂的地方,通常耐火材料寿命低于烧成带 40% 左右,原因是下过渡带处于前窑口和冷却带处,气体温度高达104000℃左右且波动较大,熟料的研磨和气流的冲刷非常严重,窑皮涨落频繁,造成耐火砖冷热剥落。

    而上过渡带处于固相反应带,此处物料温度为 10000~103000℃,气体温度为 10400~106000℃,是窑内气体温度最高点,窑衬直接暴露在高温环境下,造成高温损害,同时化学侵蚀也最严重,伴随?K2O,(SO2,SO3)、KCl等挥发性组份直接对耐火砖表面侵蚀、渗入,使耐火材料热端逐渐变性、剥落、影响寿命。

    因此,要求上下过渡带窑衬抵抗气氛变化能力好、抗热震性好、导热系数要小、要耐磨。

    目前多数企业采用镁铝尖晶石砖(少数采用一级硅莫红或碳化硅砖),但该砖不易挂窑皮或挂的不结实易掉,同时镁铝尖晶石砖导热系数偏中上,其寿命后期筒体温度可高达370~380 ℃,热耗高且对窑筒体热侵蚀严重,所以上下过渡带该砖宜短不宜长。对此进行多次调整,将原长6.00m下过渡带缩短至3.40m,将上过渡带 120m 缩短至 80m,砖品种也由镁铝尖晶石砖调整为高强度、耐磨损、热振性更好的电熔尖晶石。

    5、安全带及分解带

    此两带原设计采用镁铝尖晶石砖和抗剥落性好的高铝砖,硅莫砖在性能上优于抗剥落性好的高铝况砖,寿命比抗剥落的高铝砖约高出1倍。因此罗定在项目初期就将此两带砖品种调整为 AZM1680、AZM1650,使用效果较好。

    轻质保温砖一方面可降低筒体温度50 ℃以上;另一方面砖比重相对下降,同面积砖总重下降,窑主电机运行电流会下降。

    6、上轮带下方

    原则上轮带下方不更换耐火砖品种,因为不同耐火砖导热系数不同,筒体温度不同,对轮带滑移量影响较大。

    7、耐火材料施工

    施工管控始终是耐火材料管理的难点和重点,因此,在耐火材料更换前必须确定详细的施工方案及技术要求,同时在施工中指派认真负责的人员进行现场监督,发现问题立即整改。

    耐火砖施工应严格按照《回转窑耐火材料施工管理要求》中的砌筑基本要求:砖衬紧贴壳体,砖与砖靠严,砖缝直,交圆准,锁砖牢,不错位,不下垂落空,做到横平竖直,不扭曲的基本要求;耐火浇注料施工质量必须保证锚固件焊接、加水量控制、膨胀缝留设三个环节规范,否则无法保证延长耐火材料使用周期的目标。

    应用以上措施,5000t/d生产线Φ4.80m×740m回转窑逐步优化了系统耐火材料的配置,有效延长耐火材料寿命、降低了耐火材料的消耗,连续几年窑年运转率达93%~96%,熟料单位耐火砖消耗逐年降低至 0.150kg/t 的水平,取得了较好的效果。

    水泥企业窑用耐火材料使用稳定性的关键在于掌握耐火材料的品质、施工质量的把握和工艺操作的维护,三者哪个环节失控都会影响其使用周期。

    因此,必须高度重视耐火材料选用、优化配置、施工及使用维护过程中的每个控制环节,需要建立详细的数据台账,对耐火材料使用情况进行数据分析,针对性地制定优化调整方案和操作措施,才能有效保证耐火材料使用周期。

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