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水泥预分解窑不定型耐火材料的选用和施工操作

文章编辑:耐火材料 发表时间:2022-07-23 浏览次数:366次
引言
 
长兴南方水泥拥有一条2500t/d 及一条5000 t/d新型干法熟料生产线,分别在2001年和2003年投产,由于浙江水泥市场竞争激烈,企业自投产至今一直苦练内功,加强精细管理,通过管理创新,技术创新,力求在各项运行指标上达到同行业先进水平,从而在企业竞争中保持领先地位。通过多年的摸索,在新型干法生产线上工艺、设备、电气管理均已掌握了一套行之有效的方法。在工艺管理中,耐火材料的消耗及故障率均屡创新低。本文以耐火喷涂料为例,就预分解窑中不定型耐火材料的使用谈一些体会。
 
 
1、不定型耐火材料的使用现状
不定型耐火材料主要由耐火浇注料、耐火捣打料以及耐火喷涂料三大类组成。预分解窑的工艺制度已为耐火材料的使用寿命创造了极好的条件,因为物料的预热、分解、烧成都处在整个窑系统的不同部位:物料的预热基本上在预热器及其上升烟道中完成;石灰石的分解所承担的热负荷绝大部分已在分解炉中完成;窑的高速运转又改善了窑内耐火材料受热的均匀程度;原燃材料的均化及自动化控制提供了最佳而稳定的工艺参数。这些都是传统回转窑无法比拟的。
 
以前有不少文章总是强调耐火材料在预分解窑中的使用条件苛刻,这种说法不仅在理论上站不住脚,而且也不符合实际。由于窑炉中形状比较复杂,不易预制或批量较小,预制成本过高,因此水泥工业中,不定型耐火材料就得到了广泛运用。然而,从近几年国内耐火材料的使用情况来看,较之国际先进水平仍然存在着一定的差距,有些窑口浇注料的使用寿命甚至不到半年,预热器内的部分衬料也坚持不足二三年。而耐火材料的消耗量仍维持在先进国家二十世纪70年代的水平。当然这方面除了耐火材料本身的原因外,也受各种因素的影响。众所周知,耐火材料的使用寿命直接影响窑的运转周期及生产成本,如何延长耐火材料的使用寿命及提高窑运转率,这方面精细管理的潜力实在不小。
 
2、不定型耐火材料的选取
2.1不定型耐火材料的选取方法
在预分解窑炉中,不定型耐火材料即要满足窑内,硫、碱、氯等有害成分的侵蚀,又要达到高强耐磨的要求,同时必须具备较好的热震稳定性。由于原燃材料各异,不同的设计院设计的窑型不同,对于这种消耗性材料,各家企业都需选取一种最适合本窑的的不定型耐火材料。耐火材料的选取影响因素很多,除了价格因素外,通常需要考虑较长的使用寿命;较好的保温效果;较简易的砌筑方式和较快的砌筑速度;维修速度。
 
2.2选用耐火喷涂料的经验
耐火喷涂料在水泥厂的应用时间并不长,但是却越来越得到水泥厂的认可。主要原因如下:
 
(1)施工工期短,施工成本低,在不规则,复杂,狭小的窑炉部位,由于无需安装模具,施工方便。
 
(2)整体性能好,耐磨损、导热系数小,节能效果好。由于施工时耐火材料的应力点不同,作用力是垂直于炉窑筒体的表面,结合度与形态附合于炉体曲线,形成的衬里无空洞和气泡现象,复合衬自成一体,故其整体性能好,使用寿命长。
 
(3)养护时间短,维修速度快。养护时间的减少主要由喷涂耐火材料的特性决定,因其含有一定比例的快干剂。此高科技产品的应用,既解决凝固及强度增加的速度,又能使喷涂料在升温过程中不爆裂。长兴南方水泥在几次对窑门罩的几次浇注料改喷涂料抢修中,选用的我公司的JC-M46高强莫来石喷涂料,每次均是一旦喷涂完成,关上窑门,即可点火升温,而且不必考虑耐火喷涂料的养护和烘烤,快速升温,符合工艺条件时,即可恢复生产。
 
(4)对于窑炉的关键部位喷涂,喷涂厚度控制简单。例如分解炉的缩口,烟室斜坡,月亮门的喷涂施工中,以往需要对耐火材料的施工尺寸进行反复测算,对制模要求较高,过大或者过小均会影响生产。由于尺寸控制不佳,以往就有很多厂家因此而返工,浪费了大量的人力物力,采用喷涂施工后,就不存在此类问题。故喷涂料在除窑口及喷煤管以外,还是具有很大的应用空间的。
 
3 不定型耐火材料的施工质量控制
近年来,为了提高耐火材料的强度,不少耐火材料生产企业均减少了铝酸盐水泥的用量,产品向低水泥型,和超低水泥型发展。低水泥型对水是敏感的,加水量必须严格控制。往往在施工中,操作工人不理解水必须少的道理,以为水越多,流动性越好,浇注就越密实,施工单位为了尽快的完成施工任务,多加水,少振动,这种概念是极其错误的,往往成为缩短使用周期的主要原因之一。
 
事实上,在浇注过程中,加水量必须严格加以限制,并适宜的强化振动。不强化振动,水泥浆难以形成。过量的振动,将会导致颗粒的离析。本公司在大面积浇注施工过程中,均要求耐火材料生产厂家派人现场监督施工。但是建设方必须提供基本的施工条件,以本公司为例,为了喷涂施工中满足压缩空气的使用压力,在各个储气罐出口采用重新破口,制作与喷涂设备相适应的单独连接管路,以便施工。在喷涂施工中,加水(结合剂)的用量也必须严格控制,既不能因加水量过大造成喷出的物料过稀,粘附力差而坍塌。也不能因加水量过小,而造成喷出的物料回弹量增大而浪费原料。操作人员应根据施工情况调节喷枪尾部的调水筏,熟练掌握水料比例,保证喷涂料要求的密度和质量。
 
4 不定型耐火材料的使用维护
耐火材料的使用中,在正常生产的过程中,只要耐火材料的耐火度,强度等指标符合生产要求,一般不会产生大的问题,而对耐火材料的使用寿命影响的关键在于开停窑的升降温控制。这是最简单的热胀冷缩原理,只不过在水泥窑炉中,这个原理是宏观的。如何减小开停窑对耐火材料的影响,这是每个水泥生产企业的工艺技术员都必须面对的问题。
 
窑的升温曲线是以窑尾烟室温度来制定的。日常操作中要避免温度的大起大落,并适当加长600~700℃温度段的保温时间,这样在完成烘烤完成窑的同时,也完成了对预热器系统的烘烤。因为500~600℃是耐火材料结合水脱水的温度范围,在此温度范围内如果耐火材料不能得到保温,耐火材料的结合水不能及时脱出,后期的水分蒸发会在耐火材料内部产生巨大的内应力,从而使耐火材料内部结构受到损坏,轻则影响耐火材料的使用寿命,重则会使耐火材料大面积剥落。
 
停窑时,必须确定停窑步骤,在每次止料后,停止高温风机运行,给系统一个自然冷却的时间,一般在4~5h左右,1100~400℃区间,必须保证8h以上,400℃以下可以快速冷却。同时,在日常操作中,窑头罩必须保持微负压状态,根据经验控制在-20~-50Pa左右。某水泥厂家曾对同一工况下正压和负压对耐火材料的影响作过对比,发现正压时耐火材料的使用寿命比负压时缩短三分之一以上,鉴于此,水泥企业必须减少系统中漏风,在操作中,通过对风机的调节,加强系统的通风能力,保证系统的负压状态。
 
5 结束语
总之,不定型耐火材料的使用直接关系到一个水泥企业的大窑的运转率,并直接影响企业的生产成本。在不定型耐火材料的选用实践经验证明:如果能选择合适的耐火材料,并采取合理的工艺措施,对企业的节能降耗,挖潜增效会产生巨大的效果。