如何延長(zhǎng)干法水泥窯耐火材料使用壽命

水泥窯系統(tǒng)是水泥企業(yè)中最重要和投資最大的設(shè)備，耐火材料作為水泥窯系統(tǒng)的“心臟”對(duì)水泥窯系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)起著至關(guān)重要的作用，回轉(zhuǎn)窯尤其關(guān)鍵。保證和延長(zhǎng)耐火材料的使用壽命,可降低和節(jié)約資金、能源消耗,保證企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中擁有更大的優(yōu)勢(shì)。影響回轉(zhuǎn)窯耐火材料使用壽命的因素很多,現(xiàn)主要從耐材的質(zhì)量、設(shè)計(jì)、選擇、砌筑這四個(gè)方面，逐一分析對(duì)回轉(zhuǎn)窯耐火材料使用壽命的具體影響，隨之闡述了延長(zhǎng)窯襯使用壽命的管理和技術(shù)措施。  

一、制約耐火材料使用壽命的情況分析：  

1.干法水泥窯工況特點(diǎn)：內(nèi)襯與高溫物料和氣氛接觸面積大，在最熱部位，窯中氣體溫度超過(guò)1800℃，因此只有堿性耐火材料能承受水泥熟料、燃料灰分、窯塵和各種氣體帶來(lái)的侵蝕、滲透等化學(xué)反應(yīng)；  

2.在生產(chǎn)任務(wù)重、維修時(shí)間緊的情況下，一部分水泥企業(yè)對(duì)耐火材料配套及施工方面重視程度不夠，存在著耐火材料配置不合理、重復(fù)停窯檢修的情況；  

3.國(guó)內(nèi)耐火材料施工隊(duì)伍的整體技術(shù)水平參差不齊，除一些大型水泥集團(tuán)有相對(duì)比較穩(wěn)定的維修隊(duì)伍外，大部分中小水泥企業(yè)要靠外協(xié)施工隊(duì)來(lái)檢修或更換耐火材料，因此不同程度地制約了耐火材料的整體施工質(zhì)量。  

二、延長(zhǎng)耐火材料使用壽命的技術(shù)措施：  

1.量身定制：俗話說(shuō),好鋼用到刀刃上,對(duì)水泥窯而言不是價(jià)錢(qián)貴的耐火材料就適合整窯通用,必須與工況相匹配。以干法水泥窯為例，它具有具有窯溫較高、窯速較慢、堿侵蝕較嚴(yán)重、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和節(jié)能要求較高等工藝特點(diǎn)。為達(dá)到高產(chǎn)化、長(zhǎng)壽化，其內(nèi)襯用耐火磚和耐火澆注料要結(jié)合水泥窯生產(chǎn)實(shí)際工況來(lái)選擇。  

材料選擇的幾個(gè)原則  

(1)必須滿足基本使用功能,同時(shí)盡量減少耐火磚的品種和磚型數(shù)量。  

(2)壽命盡量能夠匹配,如前窯口澆注料、上下過(guò)渡帶、燒成帶壽命能基本同步,能夠一次檢修最好。  

(3)大修周期可控:確保1年1次大修,爭(zhēng)取3年2次大修。  

2.分工明確：根據(jù)窯內(nèi)不同帶的溫度，選擇不同品種的耐火材料。  

（1）燒成帶必須使用堿性磚。主要包括鎂鉻磚、低鉻和無(wú)鉻的、含鋯或不含鋯的各類(lèi)特種鎂磚以及白云石磚。  

（2）上下過(guò)渡帶的選擇比較多，如鎂鋁尖晶石磚、鎂鐵尖晶石磚(限奧鎂產(chǎn))、硅莫紅磚、AZM1680硅莫磚等,其中近年來(lái)開(kāi)發(fā)的鋁質(zhì)磚——硅莫磚，特別是增加了紅柱石的硅莫紅磚，熱震穩(wěn)定性有很大的提高，在過(guò)渡帶取得了很好的使用效果，而且不掛窯皮的品種可有效防止后結(jié)圈。  

（3）安全帶耐火材料的選用主要就是考慮資金和壽命,不管用什么磚,只要品質(zhì)是貨真價(jià)實(shí)的都可以用,只是使用壽命有差異,如高強(qiáng)耐堿磚1-2年、抗剝落高鋁磚2-3年、AZM1650硅莫磚3-5年。  

“建信牌”水泥窯用系列耐火材料  

（4）卸料口內(nèi)襯是大型窯窯襯中最薄弱的環(huán)節(jié)之一，變形很小的窯上可用碳化硅磚、硅莫磚、硅莫紅磚、尖晶石磚等，對(duì)窯口溫度較低的窯，可使用熱震性優(yōu)良的高鋁磚，若窯口變形嚴(yán)重時(shí)時(shí)可采用剛玉質(zhì)或鋼纖維增強(qiáng)剛玉質(zhì)澆注料或低水泥型高鋁質(zhì)澆注料。  

3.專(zhuān)業(yè)施工：耐火材料的使用壽命和更換周期與耐火材料自身性能及施工質(zhì)量有很大關(guān)系，特別是耐火澆注料，由于它是現(xiàn)場(chǎng)澆注，其使用效果與施工質(zhì)量的優(yōu)劣關(guān)系更大，行業(yè)內(nèi)有稱‘三分材料，七分施工’的說(shuō)法。因此，耐火材料的施工一定要嚴(yán)格按照施工規(guī)范，控制每一個(gè)環(huán)節(jié)、每一個(gè)細(xì)節(jié)。  

1）耐火磚施工：火泥的正確搭配、泥漿的飽和度、灰縫的控制；回轉(zhuǎn)窯內(nèi)耐火磚砌筑應(yīng)注意：鎖磚的排列和布置、控制鎖磚板的插縫和位置。

（2）澆注料的施工：一般耐火澆注料在出廠后都會(huì)提供一份詳細(xì)的施工說(shuō)明，其中對(duì)澆注料在施工中有明確規(guī)定：  

A、澆注料的烘烤：澆注料在使用前一定要進(jìn)行烘烤，烘烤應(yīng)滿足烘烤制度，保證澆注料中的自由水和結(jié)晶水能夠安全排出和充分排出，以免在投料或使用的前期出現(xiàn)‘脫皮、爆裂’情況，影響澆注料的正常使用。對(duì)于一些特殊的部位，最好在整體烘烤之前進(jìn)行單獨(dú)的烘烤，對(duì)于一些關(guān)鍵（如前窯口、窯頭罩、冷卻機(jī)的熱段等）部位可以使用竹筷子預(yù)留排氣孔。  

B、加水量：在實(shí)際施工中，一定要控制攪拌過(guò)程中的加水量（最好不要超過(guò)推薦值的上限），保證澆注料有足夠的振動(dòng)流動(dòng)性即可。如果只為了方便施工，對(duì)加水量不進(jìn)行限制，那澆注料的整體性能將會(huì)大打折扣，不能發(fā)揮出澆注料應(yīng)有的使用性能。  

C、攪拌時(shí)間：澆注料攪拌時(shí)間與施工時(shí)的加水量有密切相關(guān)，一般要求攪拌時(shí)間控制在3-5min，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速最好在19轉(zhuǎn)/min以上。合適的攪拌時(shí)間能最大程度地發(fā)揮澆注料的施工性能和使用性能。  

D、錨固件的焊接和熱膨脹處理：錨固件的焊接環(huán)節(jié)，首先應(yīng)保證其布置合理，受力方向符合要求；同時(shí)，焊接所用的不銹鋼電焊條要按照規(guī)范要求執(zhí)行，焊縫應(yīng)做到光滑而飽滿，并要做好錨固件的熱膨脹處理。  

4.堅(jiān)持科學(xué)、合理的日常運(yùn)營(yíng)和維護(hù)  

（1）烘窯升溫：窯襯砌筑好后還須妥善烘烤，烘烤時(shí)升溫不能過(guò)快，以免產(chǎn)生過(guò)大的熱應(yīng)力而導(dǎo)致磚襯開(kāi)裂、剝落。窯襯烘烤必須連續(xù)進(jìn)行，直至完成，并且要做到“慢升溫、不回頭”。為此，烘烤前必須對(duì)系統(tǒng)設(shè)備聯(lián)動(dòng)試車(chē)，還要確保供電。此外，停窯時(shí)窯襯的冷卻制度亦對(duì)未更換的耐火磚使用壽命有很大影響，因此停窯不換磚時(shí)必須慢冷以確保窯襯的安全。  

（2）窯皮的粘掛及保護(hù)：燒成帶及其兩側(cè)過(guò)渡帶磚襯上窯皮的穩(wěn)定與否，是影響磚襯使用壽命的決定性條件。新磚砌好，按正常升溫制度到達(dá)投料溫度后，即進(jìn)行投料。第一層窯皮的形成就是從物料進(jìn)入燒成帶及前后過(guò)渡帶時(shí)開(kāi)始，必須嚴(yán)格控制熟料結(jié)粒細(xì)小均齊，配料合理;耐火磚熱面層中應(yīng)形成少量熔體，使熟料與磚面牢固地粘結(jié)。粘結(jié)后，磚襯表面層溫度降低，熔體量減少，黏度增大，粘結(jié)層與磚襯面間粘結(jié)力就越大。而熟料繼續(xù)粘到新粘結(jié)的熟料上，使窯皮不斷加厚，直至窯皮過(guò)厚，窯皮表面溫度過(guò)高而造成該處熟料中熔體含量過(guò)多且黏度小，熟料不能再互相粘結(jié)為止。第一層窯皮粘掛的質(zhì)量?jī)?yōu)劣對(duì)延長(zhǎng)窯襯壽命有重要的作用。  

（3）減少停窯次數(shù)，提高預(yù)分解窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率：由于頻繁地非計(jì)劃開(kāi)停窯，往往是緊急止料停窯，會(huì)造成襯磚熱面迅速冷卻，收縮過(guò)快，磚內(nèi)產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞應(yīng)力，應(yīng)力隨多次停窯頻繁作用于磚內(nèi)，導(dǎo)致其過(guò)早開(kāi)裂損壞。再次開(kāi)窯時(shí)，磚熱面層往往隨窯皮剝落，還使窯襯內(nèi)磚位扭曲，降低窯襯使用壽命。  

（4）穩(wěn)定窯的熱工制度：窯在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如熱工制度不穩(wěn)，會(huì)造成窯內(nèi)襯料忽冷忽熱，窯皮時(shí)長(zhǎng)時(shí)塌，極易發(fā)生耐火磚開(kāi)裂剝落、炸頭等現(xiàn)象，使用壽命大大縮短。