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延长水泥窑耐火材料使用寿命的技术措施
  • 时间:2023.07.20
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一、根据工况定制专属的耐火材料

以干法水泥窑为例,它具有具有窑温较高、窑速较慢、碱侵蚀较严重、结构复杂和节能要求较高等工艺特点。不是价钱贵的耐火材料就适合,必须与工况相匹配。针对不同的工况环境,需要选择不同品种的耐火材料。

(1)烧成带熟料烧结温度1300℃~1450℃,而火焰温度高达1800℃~2000℃,在如此强高温下,任何耐火砖都会迅速分解摧毁,为了抵御高温,需要粘挂一层窑皮来保护衬砖。特别要指出镁铁尖晶石砖,耐高温强度高,容易挂窑皮,还解决了水泥窑用镁铬砖的环境污染问题, 是水泥烧成带应用最多的产品。

(2)上下过渡带的选择比较多,如镁铝尖晶石砖、硅莫红砖、硅莫耐磨砖,复合结构硅莫砖等,其中近年来开发的铝硅系耐材——硅莫砖,特别是增加了红柱石的硅莫红砖,抗热震性能优越,制品耐磨性显著提高,在过渡带取得了很好的效果。

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真金公司孟电水泥4.8*70米水泥窑,不同温度带配砖方案,硅莫砖最长可使用3年。

(3)安全带耐火材料的选用主要就是考虑资金和寿命,如高强耐碱砖可安全使用1-2年、抗剥落高铝砖2-3年、ZJAS-1650硅莫砖3-5年。  

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真金耐材硅莫耐磨砖

(4)冷却带内衬是大型窑窑衬中最薄弱的环节之一,因气温高达1400℃左右,且温度波动较大,此处熟料的磨损和气流的冲刷都很严重。这就要求砖衬的导热系数小、耐磨性和抗热震性好;抗热震性优良的碱性砖,可用硅莫砖、镁铝尖晶石砖等。

(5)窑口因机械力对耐材的挤压,可采用热震性比较好的耐材,刚玉质或钢纤维增强刚玉质浇注料或窑口浇筑料。

二、重视耐火材料施工的质量

耐火材料的使用寿命和更换周期与耐火材料自身性能及施工质量有很大关系,其使用效果与施工质量的优劣关系更大,行业内有称‘三分材料,七分施工’的说法。因此,耐火材料的施工一定要严格按照施工规范,控制每一个环节、每一个细节。  

(1)耐火材料砌筑前的准备

砌筑施工前,先明确施工任务;其次,做好“三查”,即查人员、查物质、查现场;接着做好准备,排除隐患,减少问题后,做好预案,以便应付可能出现的意外。

①仔细分析图纸,明确施工任务,领会设计意图,弄清每个部位的设计要求与要点。

②协调好设计方、供应方、施工方的领导,明确责任到人,保证最佳的施工质量。

③检查进入现场的耐火材料,施工机具和辅助设施工具,确认其品种、规格、数量和质量是否满足施工要求,参与施工的人员和组织是否达到预定的要求。

④仔细检查施工现场,检查窑内是否清扫干净,简体是否有变形,焊缝及连接是否平整,挡砖圈是否与窑轴垂直。要求做到照明充足、运输顺畅、工具齐全、机电完好、人员齐全,万一发生机电设备等故障也能及时排除。

⑤根据施工任务和现场实际情况,编制砌筑工程的进度计划、交叉作业计划,做好施工的技术、物质和工作准备,制定出现故障时的预案,确保窑衬施工和谐有序地进行且达到的质量。

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(2)耐火材料砌筑注意事项 

①砌砖的基本要求:砖衬要紧贴窑体,即要求砖块冷端的“四角落地”(砖自:大头与窑体间充分贴紧,不留缝),砖靠严、砖缝直、交圈准、锁砖牢、不错位。以保证砖圈与筒体可靠同心,窑衬结构稳固,使筒体对砖圈的压力以及砖衬内部的应力均匀分布在整个衬里中每块砖上,防止应力集中。

②锁好砖衬,不使锁砖带成为窑衬中的最薄弱环节。

③减少钢板用量,避免钢板在氧化后因体积膨胀而挤压相邻的砖,造成砖的开裂剥落。

(3)砖缝及处理

 ①对耐碱砖适当留适当的砖缝,力争在缝内不用任何间缝材料,以消纳砖衬内的压应力。

 ②高铝砖衬和耐碱砖衬因其热膨胀性比碱性砖衬小很多,造成膨胀应力较小,不必刻意留砖缝;砖缝内泥浆一定要饱满。

(4)不得使用钢锤

耐火砖是一种脆性材料,经不起刚性工具的冲击,必须使用木锤、橡皮锤或硬塑料锤等柔性工具操作,否则,会在操作时受到伤害而出现裂纹,甚至断裂破损。

(5)用“丁砌法”砌筑不动设备的砖衬

“丁砌法”是以砖长即衬厚方向亦即砖缝垂直于热面的一种砌法,即使砖衬受到蚀损也不至于脱落,这样可以提高砖衬的使用寿命。

(6)施工方法

①拱架法砌砖,在直径4m以上的大型窑上,普遍用拱架法。

②顶撑法砌砖

在直径4m以内的中小型窑上主要采用顶撑法砌砖。

在直径3.6m以上的窑内砌砖中要打两次窑撑,称为十字形顶撑法。

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顶撑法砌砖

直径3.6米以内的窑上只打一次窑撑即可,称为一字形顶撑法。

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三.坚持科学、合理的日常运营和维护  

(1)烘窑升温:窑衬砌筑好后还须妥善烘烤,烘烤时升温不能过快,以免产生过大的热应力而导致砖衬开裂、剥落。窑衬烘烤必须连续进行,直至完成,并且要做到“慢升温、不回头”。

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(2)窑皮的粘挂及保护:砖衬使用寿命的关键是烧成带窑皮的稳定性。为了形成第一层窑皮,需控制熟料结粒细小均齐、合理配料,并使其与耐火砖牢固粘结。随着新粘结熟料的不断堆积,窑皮加厚,直到窑皮过厚导致熟料无法再相互粘结。第一层窑皮的质量对延长窑衬寿命至关重要。

(3)减少停窑次数,提高预分解窑的运转率:为了提高预分解窑的运转率和减少停窑次数,应避免频繁的非计划开停窑。频繁的停窑会导致衬砖迅速冷却、收缩过快,产生严重的破坏应力,进而导致砖的开裂损坏和窑衬位扭曲,降低使用寿命。

(4)稳定窑的热工制度:窑在运转时,如热工制度不稳,会造成窑内衬料忽冷忽热,窑皮时长时塌,极易发生耐火砖开裂剥落、炸砖等现象,使用寿命大大缩短。  

总的来说,要延长水泥窑耐火材料使用寿命需从方案设计、产品质量、现场施工、技术服务、产品升级等各方面进行控制,以个性化、集约化、快速响应的整体服务方案解决水泥企业的系统化需要。

郑州真金耐火材料有限公司经过30余年的技术沉淀和经验积累,提供全生命周期的管理和系统维护,使耐火材料产品使用效果得以有效的保证,推动耐火材料使用的长寿化、同步化,提升窑炉安全运转率,为客户创造价值,实现与客户的合作共赢。

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