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焦作千业延长耐火材料寿命的措施

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回转窑里耐火材料的寿命长短直接影响到回转窑的运转率,频繁的停窑检修耐火材料,不但增加了检修的强度,也影响了回转窑的正常运转,将给水泥厂带来巨大的经济损失。回转窑里的耐火材料寿命主要取决于回转窑的操作维护、机械状况、相应工艺带内耐火材料的选择以及正确的砌筑方法等。近年来,焦作千业水泥有限公司在生产中强化回转窑生产工艺管理、注重耐火材料施工、使用要求,遵循耐火材料专业规律,在耐火材料使用方面取得了较好的效果,现将经验进行总结,以供参考。

1 科学选型,优化配置方案
依照温度与化学反应的不同,一般将整个窑分为四个带,它们分别是预热带、过渡带、烧成带及冷却带,选择耐火材料时,须根据旋窑内各带的热工特点,结合本回转窑具体烧成情况,不断优化耐火材料的配套使用方案,我公司经过多次配置改进,认为较好的方案见表1所示。

2 规范施工,注重施工过程关键点的监督
正确有效地砌筑耐火材料不仅有助于延长使用寿命,还可消除本应导致过早损坏的某些应力;错误的砌筑方法会大大缩短耐火材料的使用寿命。
砖衬砌筑前作好放线工作是筑好耐火砖的前提。窑纵向基准线沿圆周长每2m放一条,每条线都要与窑的轴线平行。环向基准线每10m放一条,施工控制线每隔1m放一条,环向线应互相平行且垂直于窑的轴线。砌筑时无论采取何种砌筑方法,均要严格按基准线进行砌筑。砖缝应横平竖直。纵缝偏差每米长度≤2mm,一个施工段(为5m)≤10mm。
锁砖是砌砖的关键,锁砖时要用整砖锁紧,相临环要错开1~2块砖位。中端的加工砖圈要提前1~2环砌筑。全窑的最后一块锁砖,要精细加工,严禁单独用浇注料锁砖,锁砖铁要用厚度一般为2-3mm钢板,要求平整,不卷边,不扭曲,无毛刺。每块板宽应小于砖宽约10mm,不得出现钢板探空和搭桥现象。每条缝中最多只允许使用一块钢板。由于镁铬砖膨胀性大,每圈砖要留2 mm的膨胀缝,可插入纸板来补偿,轴向不留膨胀缝。

3 加强回转窑烘窑制度的管理
新砌耐火砖含有大量的化合水和结晶水,此时需要慢速升温烘烤耐火材料,我们要严格执行回转窑换砖后点火升温制度,烘窑期间严格遵守“慢升温,不回头”原则,督促岗位加强设备的巡检,避免因设备或下料问题影响烘窑制度。烘窑期间根据火焰燃烧情况,及时开窑头排风机及篦冷机风机。升温前预热器各级翻板阀全部吊起。升温期间严格监控窑体温度,出现高温点要根据温度升高速率和面积迅速判断原因,并做出相应的调整,以保证耐火材料安全脱水,保证耐火砖的长期运行。
当局部更换耐火砖(<32m),窑内没有浇注料施工时,烘窑时间不能低于30h左右, 若窑内大面积更换耐火材料,烘窑时间不能低于40小时,烘窑期间同样也要按照盘窑制度进行盘窑,已达到回转窑360度均匀受热。


4 注重烧成带窑皮的维护
窑皮是由熟料或粉尘自液相或半液相变成固体,它的主要作用有:
(1)保护耐火砖,使耐火砖不直接受高温及化学侵蚀;
(2)储存热能,降低回转窑窑壳散向周围的热损失,提高旋窑的热效率;
(3)充当传热介质,在窑皮裸露于空气中,与高温的空气接触时,通过辐射或者是对流的方式吸收热量,当回转窑的窑皮在下部与料接触时,以传导的方式把热量传递给生料;
(4)窑皮的表面粗糙,它可以降低粉料流动速度,延长物料在窑内反应时间。
一般烧成带位于从窑头到5倍的窑直径处,在这段区域内有一层比较稳定的窑皮存在,窑皮厚度250mm左右。窑皮对延长窑砖寿命有着非常关键的作用,回转窑的维护成本中,耐火砖所占的比例特别大,如果掉窑砖造成停窑,火砖的费用不算,就产量的损失也足够大。由此可见保护窑皮对延长耐火砖寿命有多么重要的作用。但如果窑皮过厚也会造成窑的有效空间减小,不利于烧成的进行,甚至会造成结圈。
影响窑皮生成的主要因素有:
(1)生料的化学成份:窑皮是由物料中液相变成固相的过程的产物。铝质与铁质的成份比较多,液相量就多,容易形成窑皮。铝质与铁质的成份比较少,液相量少,形成窑皮比较困难。原料中铝质较多,液相的粘度大,形成窑皮比较困难,但一旦形成就比较坚固。原料中铁质原料多,液相的粘度就比较小,窑皮容易形成,但形成的窑皮也容易掉落。
(2)火焰的温度:火焰温度低,料所形成的液相就比较少,不易形成窑皮,火焰温度过高,会使窑皮温度高过液相的凝固温度,窑皮容易脱落。
(3)火焰的形状:窑皮的温度受火焰形状、以及窑壳筒体散热等情况的影响。一般来说,太短、太急、太粗阔的火焰对窑皮的侵蚀比较历害,长火焰对窑皮较为有利,但会使窑的界面热量分散,对烧成不好。
燃烧器的位置如安装不合适,将直接影响到回转窑内窑皮的形状、长度和牢固程度,甚至影响到熟料的煅烧质量和火砖寿命;一般情况下,安装在第三象限靠近0位,进入窑内200—300mm,煤管斜度略低于旋窑斜度,并根据窑皮状况实施微调。
如果外流风过大,四风道喷煤管易造成火焰太长,产生过长的浮窑皮,且易结后圈,尾温高;内流风过大,易造成火焰粗短、发散,不仅易使熟料结粒粗大,出现黄心料且易烧蚀窑皮。因此要勤观察勤调整火焰温度、形状、长度,确保火焰靠近料层而不舔料,保证无黄心熟料而火焰又不扫窑皮,以满足生产的需要。
燃烧器火焰出现分岔,多数是因为煤灰、熟料等形成的烧结物挂在燃烧器的端部,影响了煤和风的喷出。分岔现象对窑体前部影响较大,这时要及时清掉烧结物。
因此在操作时,一定要保持一定合理的火焰形状与位置,严格控制熟料的结粒,防止结大块冲刷窑皮,稳定窑内的热工制度,防止结圈,发现有大块或者是结圈要及时处理。
当发现有掉窑皮时,在中控室可以通过查看窑筒体温度进行判断,一般窑筒体的温度在200-300℃左右,如果有温度过高的地方,就有可能发生掉窑皮,此时要马上要进行补救窑皮的措施,改变火焰形状及位置,在现场可以利用鼓风机或压缩空气对掉窑皮的窑壳进行冷却,风机应该放在四点或者是八点的位置(此处正是料流的位置),离掉窑皮的地方越近越好。
回转窑内火焰的温度是在入窑二次风温度的基础上提高的。二次风温度越高,火焰可达到的温度就越高,为满足烧成带对火焰的温度要求奠定了基础。二次风温还会影响窑内火焰传播速度,温度较高的二次风会明显地缩短并有利于保持一个稳定的火焰黑火头长度,这对获得合理的火焰形状十分有利。二次风的温度还会影响煤粉的燃烧速度,二次风温的提高为合理地控制煤粉燃烧过程,保持合理的火焰形状创造了条件,一般情况下,二次风温度应控制在1050℃以上。
随着水泥窑用耐火材料的开发、设计配置、施工、维护的一体化,必将大大提高回转窑的运转率,减少停窑检修次数,降低单位水泥熟料的能耗量和耐材的消耗量,推动我国水泥工业良性、低能耗、快速发展!

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