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水泥窑系统耐火材料施工的研究

发布时间:2021/03/18 行业新闻 标签:耐火砖浏览次数:36

  【摘要】随着水泥工业向大型化、现代化的不断发展,其配套耐火材料及其相关技术也得到了同步的发展,水泥窑用耐火材料,质量和产能得以不断提高。配置各部位耐火材料时必须要依据本企业的实际情况,并要满足相关部位所承受的热、化学和机械应力,并且落实耐火材料施工,从而延长耐火材料的寿命。基于此,文章就水泥窑耐火材料施工进行简要的分析,希望可以提供一个有效的借鉴。

  【关键词】水泥窑系统;耐火材料;施工

  一、水泥窑系统运行时耐火衬料所承受的应力分析

  水泥回转窑系统内耐火衬料遭受的损坏主要是受物料、烟气及金属部件的热应力、化学应力、机械应力相互综合作用的结果。这三种应力是窑内衬料所受的主要应力。其中:(1)窑内高温烟气和高温物料,对衬体和金属部件的辐射及传导作用,会使衬砖温度升高并产生体积变形而使砖内承受热应力。热应力对衬料的损坏主要有熟料熔体侵蚀、熔融凹坑侵蚀、过热负荷损坏、热震损坏。(2)水泥熟料煅烧过程中,入窑物料会在不同的温度带进行各种化学反应而形成各种化合物,并会以固体、熔融(液相)、气相[主要是碱(钾、钠)、卤族(氟、氯)和硫的各种化合物)]渗入耐火衬里和金属部件内,与衬体和金属部件内的化合物作用,生成体积发生变化的低熔融化合物,导致衬体和金属部件受化学应力作用而损坏。(3)机械应力破坏主要有三种,一是金属变形(如回转窑筒体椭圆度形变、窑筒体轴向形变,以及回转窑护口板、燃烧器前端筒体、挡砖圈、托砖板、锚固件等变形对衬体产生的应力破坏;二是衬体受热变形、衬体内衬砖受热变形而在衬体间产生应力作用与破坏;三是热物料与衬体之间的摩擦应力作用与破坏。

  二、以耐火砖的砌筑施工为例进行分析

  窑内耐火砖砌筑前应先将窑内打扫干净,窑筒体内壁不允许有超过8mm的焊渣或凸起。如存在<8mm的凸起,在砌砖前要先用耐火泥(与该种类耐火砖相匹配,并按要求加水玻璃溶液调制成的耐火泥)局部找平,然后进行砌砖;若存在>8mm的凸起,可用氧气切割掉,若切割不掉,用切砖机将耐火砖切开(加工砖的尺寸应不小于原砖尺寸的70%),砖的加工面在砌筑时不能朝向窑炉腔的内侧。

  窑内砌砖的顺序为:从窑头至窑尾先划线(窑的纵向基准线要沿圆周长每1.5m放1条,每条线都要与窑的轴向中心线平行;环向基准线每10m放1条施工控制线,每5m放1条环向基准线);再砌筑环的底部;后慢转窑砌筑环的上部;然后在砌筑每一环的收口时用插缝砖(插缝砖的厚度尺寸应不小于原砖尺寸的75%);最后打锁缝钢板。

  砌窑时,第一环砖要和第一挡砖圈(出料口端的挡砖圈)做到百分之百的紧密配合;耐火砖的大小头严禁反置,其大头端面必须要紧贴筒体,小头朝向窑炉腔的内侧,砖与砖之间要用木槌打击敲紧,尽量做到耐火砖的小头端面平整,避免端面出现楼梯状,否则在窑运转时容易出现砖与砖之间的相对滑动而造成破坏。砌筑时,砖与砖之间的膨胀缝宽为2mm,砖环与砖环之间的膨胀缝宽为5mm。

  由于在高温轮带区筒体的椭圆度增大,在机械应力的作用下,耐火砖容易受到破坏,所以在窑筒体的轮带(或焊缝)前后各2m区域内不允许更换砖的品种;在窑的两托轮处,此部位是窑的主要承重点,窑工作运行时此部位的筒体变形比较严重,所以在该部位砌砖时,砖与砖之间要涂耐火泥,要整面涂抹均匀,厚度在1mm左右,但在每一环砖收尾的最后15~20块砖不要涂耐火泥,以增加砖的紧密程度。

  三、耐火材料使用维护

  市场饱和,窑运转率逐渐降低,开停频次增加都增大了对耐火材料的维护难度,如果耐火材料保护意识缺乏,势必导致耐火材料寿命短,消耗增加。故以下几点是维护重点。

  (一)升降温养护

  严格升降温控制,任何情况下都坚决避免急冷、骤热,明确规定好升降温速率,完全冷窑时低温段升温速率必须控制在50℃/h以内。故障停窑时,以窑保温为主要控制原则。冀东临澧公司近两年几乎每个月都有库满停机,但其耐火材料管控非常到位,所以碱性砖寿命在18~24个月。以完全冷窑升温为例,其常温至400℃按30℃/h升温,400~600℃按40℃/h升温,600℃恒温1.5h左右(具体视检修情况定,如果预热器或窑内有耐火材料施工,则恒温延长至3h,提高400~600℃升温区间升温速率,40~55℃/h均可),600℃至投料按75℃/h升温。

  (二)工艺运行稳定

  确保筒体扫描工作正常,密切关注筒体温度变化,尤其是窑衬砖使用12个月以后,工艺调整以小调微调为主,避免窑皮过厚频繁脱落情况,更应避免火焰烧砖或熟料烧流烧砖现象。

  (三)滑移量维护

  建立滑移量测量机制,定期测量轮带滑移量,确保其在正常范围内,异常时及时控制筒体温度或调整垫板厚度。

  综上所述,为保证水泥回转窑用耐火材料的使用寿命,对回转窑用耐火砖的砌筑过程和浇注料的施工过程要严格监控,严格把关。

  参考文献:

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