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                水泥窯系統耐火材料施工的研究

                發布時間:2021/03/18 行業新聞 標簽:耐火磚瀏覽次數:120

                  【摘要】隨著水泥工業向大型化、現代化的不斷發展,其配套耐火材料及其相關技術也得到了同步的發展,水泥窯用耐火材料,質量和產能得以不斷提高。配置各部位耐火材料時必須要依據本企業的實際情況,并要滿足相關部位所承受的熱、化學和機械應力,并且落實耐火材料施工,從而延長耐火材料的壽命。基于此,文章就水泥窯耐火材料施工進行簡要的分析,希望可以提供一個有效的借鑒。

                  【關鍵詞】水泥窯系統;耐火材料;施工

                  一、水泥窯系統運行時耐火襯料所承受的應力分析

                  水泥回轉窯系統內耐火襯料遭受的損壞主要是受物料、煙氣及金屬部件的熱應力、化學應力、機械應力相互綜合作用的結果。這三種應力是窯內襯料所受的主要應力。其中:(1)窯內高溫煙氣和高溫物料,對襯體和金屬部件的輻射及傳導作用,會使襯磚溫度升高并產生體積變形而使磚內承受熱應力。熱應力對襯料的損壞主要有熟料熔體侵蝕、熔融凹坑侵蝕、過熱負荷損壞、熱震損壞。(2)水泥熟料煅燒過程中,入窯物料會在不同的溫度帶進行各種化學反應而形成各種化合物,并會以固體、熔融(液相)、氣相[主要是堿(鉀、鈉)、鹵族(氟、氯)和硫的各種化合物)]滲入耐火襯里和金屬部件內,與襯體和金屬部件內的化合物作用,生成體積發生變化的低熔融化合物,導致襯體和金屬部件受化學應力作用而損壞。(3)機械應力破壞主要有三種,一是金屬變形(如回轉窯筒體橢圓度形變、窯筒體軸向形變,以及回轉窯護口板、燃燒器前端筒體、擋磚圈、托磚板、錨固件等變形對襯體產生的應力破壞;二是襯體受熱變形、襯體內襯磚受熱變形而在襯體間產生應力作用與破壞;三是熱物料與襯體之間的摩擦應力作用與破壞。

                  二、以耐火磚的砌筑施工為例進行分析

                  窯內耐火磚砌筑前應先將窯內打掃干凈,窯筒體內壁不允許有超過8mm的焊渣或凸起。如存在<8mm的凸起,在砌磚前要先用耐火泥(與該種類耐火磚相匹配,并按要求加水玻璃溶液調制成的耐火泥)局部找平,然后進行砌磚;若存在>8mm的凸起,可用氧氣切割掉,若切割不掉,用切磚機將耐火磚切開(加工磚的尺寸應不小于原磚尺寸的70%),磚的加工面在砌筑時不能朝向窯爐腔的內側。

                  窯內砌磚的順序為:從窯頭至窯尾先劃線(窯的縱向基準線要沿圓周長每1.5m放1條,每條線都要與窯的軸向中心線平行;環向基準線每10m放1條施工控制線,每5m放1條環向基準線);再砌筑環的底部;后慢轉窯砌筑環的上部;然后在砌筑每一環的收口時用插縫磚(插縫磚的厚度尺寸應不小于原磚尺寸的75%);最后打鎖縫鋼板。

                  砌窯時,第一環磚要和第一擋磚圈(出料口端的擋磚圈)做到百分之百的緊密配合;耐火磚的大小頭嚴禁反置,其大頭端面必須要緊貼筒體,小頭朝向窯爐腔的內側,磚與磚之間要用木槌打擊敲緊,盡量做到耐火磚的小頭端面平整,避免端面出現樓梯狀,否則在窯運轉時容易出現磚與磚之間的相對滑動而造成破壞。砌筑時,磚與磚之間的膨脹縫寬為2mm,磚環與磚環之間的膨脹縫寬為5mm。

                  由于在高溫輪帶區筒體的橢圓度增大,在機械應力的作用下,耐火磚容易受到破壞,所以在窯筒體的輪帶(或焊縫)前后各2m區域內不允許更換磚的品種;在窯的兩托輪處,此部位是窯的主要承重點,窯工作運行時此部位的筒體變形比較嚴重,所以在該部位砌磚時,磚與磚之間要涂耐火泥,要整面涂抹均勻,厚度在1mm左右,但在每一環磚收尾的最后15~20塊磚不要涂耐火泥,以增加磚的緊密程度。

                  三、耐火材料使用維護

                  市場飽和,窯運轉率逐漸降低,開停頻次增加都增大了對耐火材料的維護難度,如果耐火材料保護意識缺乏,勢必導致耐火材料壽命短,消耗增加。故以下幾點是維護重點。

                  (一)升降溫養護

                  嚴格升降溫控制,任何情況下都堅決避免急冷、驟熱,明確規定好升降溫速率,完全冷窯時低溫段升溫速率必須控制在50℃/h以內。故障停窯時,以窯保溫為主要控制原則。冀東臨澧公司近兩年幾乎每個月都有庫滿停機,但其耐火材料管控非常到位,所以堿性磚壽命在18~24個月。以完全冷窯升溫為例,其常溫至400℃按30℃/h升溫,400~600℃按40℃/h升溫,600℃恒溫1.5h左右(具體視檢修情況定,如果預熱器或窯內有耐火材料施工,則恒溫延長至3h,提高400~600℃升溫區間升溫速率,40~55℃/h均可),600℃至投料按75℃/h升溫。

                  (二)工藝運行穩定

                  確保筒體掃描工作正常,密切關注筒體溫度變化,尤其是窯襯磚使用12個月以后,工藝調整以小調微調為主,避免窯皮過厚頻繁脫落情況,更應避免火焰燒磚或熟料燒流燒磚現象。

                  (三)滑移量維護

                  建立滑移量測量機制,定期測量輪帶滑移量,確保其在正常范圍內,異常時及時控制筒體溫度或調整墊板厚度。

                  綜上所述,為保證水泥回轉窯用耐火材料的使用壽命,對回轉窯用耐火磚的砌筑過程和澆注料的施工過程要嚴格監控,嚴格把關。

                  參考文獻:

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                  [2]劉曉春,朱水強,弓潔.日產1000t活性石灰回轉窯耐火材料的設計及優化[J].耐火與石灰,2015(05):5~8.

                  [3]徐寶興.論醫療廢物焚燒回轉窯耐火材料工程設計[J].廣東科技 ,2014(12):175~176,216.

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