前言

回轉窯系統耐火材料的穩定性，對整個生產系統來說至關重要，窯磚、澆筑料等耐火材料的頻繁損壞，勢必會造成頻繁停窯，不僅影響熟料產量和質量，還會造成對窯、篦冷機等熱工設備的嚴重損傷，同時其他部位的耐火材料時常處于急冷急熱的狀態中，也會加劇耐火材料的整體損傷程度，嚴重影響其使用壽命。因此，水泥企業采用正確的優化配置耐火材料方法和措施尤為關鍵。

某公司有一條5000t/d水泥生產線，配置Φ4.8m×74m回轉窯。2011年底投產運行以來，通過公司工藝技術人員對不同耐火材料的性能指標及實際使用效果的不斷摸索，逐步優化了水泥窯系統耐火材料的配置，有效延長了耐火材料壽命、降低了耐火材料的消耗，使公司連續幾年窯年運轉率達93％～96％、噸熟料單位耐火磚消耗逐年降低至0.15kg/t的水平，取得了較好的效果。

一、耐火材料優化調整的具體措施及方法

1.1 窯口澆注料(0～0.6m)

窯口澆注料的壽命不能以損壞窯口護鐵為代價，每次更換此段澆注料時：

(1)必須詳細檢查窯口護鐵螺栓是否有松動、窯口護鐵外端面有無裂紋，如有則必須更換處理；

(2)必須對錨固件材質和焊條品種進行確認并確保符合要求，焊接間距為200×200mm，“八字形”交錯焊接，錨固件或筒體需涂刷瀝青的，必須待瀝青干后方可進行澆注；

(3)按間距每500～600mm做一道膨脹縫處理。

1.2 配套窯口磚

砌筑在窯口澆注料后保護窯口澆注料的磚，一般是2～5行，此類磚屬高強高耐磨性但荷重軟化點低，不宜配置過長，否則一旦火焰調整不合適或液相出現，容易出現燒磚事故。該公司未設專項窯口磚，統一將原設計6m下過渡帶調整為4m以內，磚品種也由鎂鋁尖晶石優化調整為電熔尖晶石，使用周期由6～8月提高到12～14個月，下步計劃增加2行一級硅莫紅或碳化硅磚，進一步增加窯口抗磨性。

1.3 燒成帶

既是主窯皮區域，也即火焰穩定區域。窯皮除受原燃料和火焰控制的影響外，也同時受掛窯皮、磚配置長短的影響。根據燃燒器形成的火焰長短，我們經摸索按4.15～4.55倍窯徑配置燒成帶長度，煤質好時選下限，煤質差時選上限，將原設計26m燒成帶優化調整為21m以內；磚品種也由鎂鉻磚優化調整為鎂鐵磚，確保使用1年以上。同時上下過渡帶、燒成帶前移2m，也意味著窯皮和高溫區前移2m，有助煤粉燃燒，窯內有效容積增加。下步計劃將下過渡帶再縮短1m。

1.4 上下過渡帶

上下兩帶耐火磚是回轉窯受到損傷最復雜的地方，通常耐火材料壽命低于燒成帶40％左右，原因是下過渡帶處于前窯口和冷卻帶處，氣體溫度高達1400℃左右且波動較大，熟料的研磨和氣流的沖刷非常嚴重，窯皮漲落頻繁，造成耐火磚冷熱剝落；而上過渡帶處于固相反應帶，此處物料溫度為1000～1300℃，氣體溫度為1400～1600℃，是窯內氣體溫度最高點，窯襯直接暴露在高溫環境下，造成高溫損害，同時化學侵蝕也最嚴重，伴隨K₂O，(SO₂，SO₃，)、KCl等揮發性組份直接對耐火磚表面侵蝕、滲入，使耐火材料熱端逐漸變性、剝落、影響壽命。因此，要求上下過渡帶窯襯抵抗氣氛變化能力好、抗熱震性好、導熱系數要小、要耐磨。目前多數企業采用鎂鋁尖晶石磚(少數采用一級硅莫紅或碳化硅磚)，但該磚不易掛窯皮或掛的不結實易掉，同時鎂鋁尖晶石磚導熱系數偏中上，其壽命后期筒體溫度可高達370～380℃，熱耗高且對窯筒體熱侵蝕嚴重，所以上下過渡帶該磚宜短不宜長。公司對此進行多次調整，將原長6.0m下過渡帶縮短至3.4m，將上過渡帶12m縮短至8m，磚品種也由鎂鋁尖晶石磚調整為高強度、耐磨損、熱振性更好的電熔尖晶石。

1.5 安全帶及分解帶

此兩帶原設計采用鎂鋁尖晶石磚和抗剝落性好的高鋁磚，硅莫磚在性能上優于抗剝落性好的高鋁磚，壽命比抗剝落的高鋁磚約高出1倍。因此在項目初期就將此兩帶磚品種調整為AZM1680、AZM1650，使用效果較好。目前瑞泰推出了多層輕質復合型硅莫磚、雷法推出了低顯氣孑L輕質高強耐堿磚，都屬于輕質保溫磚，一方面可降低筒體溫度50℃以上；另一方面磚比重相對下降，同面積磚總重下降，窯主電機運行電流會下降。

1.6 上輪帶下方

原則上輪帶下方不更換耐火磚品種，因為不同耐火磚導熱系數不同，筒體溫度不同，對輪帶滑移量影響較大。

1.7 耐火材料施工

施工管控始終是耐火材料管理的難點和重點，因此，在耐火材料更換前必須確定詳細的施工方案及技術要求，同時在施工中指派認真負責的人員進行現場監督，發現問題立即整改。耐火磚施工應嚴格按照《回轉窯耐火材料施工管理要求》中的砌筑基本要求：磚襯緊貼殼體，磚與磚靠嚴，磚縫直，交圓準，鎖磚牢，不錯位，不下垂落空，做到橫平豎直，不扭曲的基本要求；耐火澆注料施工質量必須保證錨固件焊接、加水量控制、膨脹縫留設三個環節規范，否則無法保證延長耐火材料使用周期的目標。

應用以上措施，5000t/d生產線中4.8m×74m回轉窯逐步優化了系統耐火材料的配置，有效延長耐火材料壽命、降低了耐火材料的消耗，使公司連續幾年窯年運轉率達93％～96％，噸熟料單位耐火磚消耗逐年降低至0.15kg/t的水平，取得了較好的效果，回轉窯耐火材料配置優化調整情況見表1。

表1 回轉窯耐火材料配置優化調整情

綜上所述，水泥企業窯用耐火材料使用穩定性的關鍵在于掌握耐火材料的品質、施工質量的把握和工藝操作的維護，三者哪個環節失控都會影響其使用周期，因此，必須高度重視耐火材料選用、優化配置、施工及使用維護過程中的每個控制環節，需要建立詳細的數據臺賬，對耐火材料使用情況進行數據分析，針對性的制定優化調整方案和操作措施，才能有效保證耐火材料使用周期。

作者：高永健，章呂峰，王魁，療爾康

來源：《中材羅定水泥有限公司》

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