前言

回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)耐火材料的穩(wěn)定性，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，窯磚、澆筑料等耐火材料的頻繁損壞，勢(shì)必會(huì)造成頻繁停窯，不僅影響熟料產(chǎn)量和質(zhì)量，還會(huì)造成對(duì)窯、篦冷機(jī)等熱工設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p傷，同時(shí)其他部位的耐火材料時(shí)常處于急冷急熱的狀態(tài)中，也會(huì)加劇耐火材料的整體損傷程度，嚴(yán)重影響其使用壽命。因此，水泥企業(yè)采用正確的優(yōu)化配置耐火材料方法和措施尤為關(guān)鍵。

某公司有一條5000t/d水泥生產(chǎn)線(xiàn)，配置Φ4.8m×74m回轉(zhuǎn)窯。2011年底投產(chǎn)運(yùn)行以來(lái)，通過(guò)公司工藝技術(shù)人員對(duì)不同耐火材料的性能指標(biāo)及實(shí)際使用效果的不斷摸索，逐步優(yōu)化了水泥窯系統(tǒng)耐火材料的配置，有效延長(zhǎng)了耐火材料壽命、降低了耐火材料的消耗，使公司連續(xù)幾年窯年運(yùn)轉(zhuǎn)率達(dá)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(yōu)化調(diào)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(hù)鐵為代價(jià)，每次更換此段澆注料時(shí)：

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

(2)必須對(duì)錨固件材質(zhì)和焊條品種進(jìn)行確認(rèn)并確保符合要求，焊接間距為200×200mm，“八字形”交錯(cuò)焊接，錨固件或筒體需涂刷瀝青的，必須待瀝青干后方可進(jìn)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(hù)窯口澆注料的磚，一般是2～5行，此類(lèi)磚屬高強(qiáng)高耐磨性但荷重軟化點(diǎn)低，不宜配置過(guò)長(zhǎng)，否則一旦火焰調(diào)整不合適或液相出現(xiàn)，容易出現(xiàn)燒磚事故。該公司未設(shè)專(zhuān)項(xiàng)窯口磚，統(tǒng)一將原設(shè)計(jì)6m下過(guò)渡帶調(diào)整為4m以?xún)?nèi)，磚品種也由鎂鋁尖晶石優(yōu)化調(diào)整為電熔尖晶石，使用周期由6～8月提高到12～14個(gè)月，下步計(jì)劃增加2行一級(jí)硅莫紅或碳化硅磚，進(jìn)一步增加窯口抗磨性。

1.3 燒成帶

既是主窯皮區(qū)域，也即火焰穩(wěn)定區(qū)域。窯皮除受原燃料和火焰控制的影響外，也同時(shí)受掛窯皮、磚配置長(zhǎng)短的影響。根據(jù)燃燒器形成的火焰長(zhǎng)短，我們經(jīng)摸索按4.15～4.55倍窯徑配置燒成帶長(zhǎng)度，煤質(zhì)好時(shí)選下限，煤質(zhì)差時(shí)選上限，將原設(shè)計(jì)26m燒成帶優(yōu)化調(diào)整為21m以?xún)?nèi)；磚品種也由鎂鉻磚優(yōu)化調(diào)整為鎂鐵磚，確保使用1年以上。同時(shí)上下過(guò)渡帶、燒成帶前移2m，也意味著窯皮和高溫區(qū)前移2m，有助煤粉燃燒，窯內(nèi)有效容積增加。下步計(jì)劃將下過(guò)渡帶再縮短1m。

1.4 上下過(guò)渡帶

上下兩帶耐火磚是回轉(zhuǎn)窯受到損傷最復(fù)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(guò)渡帶處于前窯口和冷卻帶處，氣體溫度高達(dá)1400℃左右且波動(dòng)較大，熟料的研磨和氣流的沖刷非常嚴(yán)重，窯皮漲落頻繁，造成耐火磚冷熱剝落；而上過(guò)渡帶處于固相反應(yīng)帶，此處物料溫度為1000～1300℃，氣體溫度為1400～1600℃，是窯內(nèi)氣體溫度最高點(diǎn)，窯襯直接暴露在高溫環(huán)境下，造成高溫?fù)p害，同時(shí)化學(xué)侵蝕也最嚴(yán)重，伴隨K₂O，(SO₂，SO₃，)、KCl等揮發(fā)性組份直接對(duì)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(guò)渡帶窯襯抵抗氣氛變化能力好、抗熱震性好、導(dǎo)熱系數(shù)要小、要耐磨。目前多數(shù)企業(yè)采用鎂鋁尖晶石磚(少數(shù)采用一級(jí)硅莫紅或碳化硅磚)，但該磚不易掛窯皮或掛的不結(jié)實(shí)易掉，同時(shí)鎂鋁尖晶石磚導(dǎo)熱系數(shù)偏中上，其壽命后期筒體溫度可高達(dá)370～380℃，熱耗高且對(duì)窯筒體熱侵蝕嚴(yán)重，所以上下過(guò)渡帶該磚宜短不宜長(zhǎng)。公司對(duì)此進(jìn)行多次調(diào)整，將原長(zhǎng)6.0m下過(guò)渡帶縮短至3.4m，將上過(guò)渡帶12m縮短至8m，磚品種也由鎂鋁尖晶石磚調(diào)整為高強(qiáng)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(shè)計(jì)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(yōu)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(xiàng)目初期就將此兩帶磚品種調(diào)整為AZM1680、AZM1650，使用效果較好。目前瑞泰推出了多層輕質(zhì)復(fù)合型硅莫磚、雷法推出了低顯氣孑L輕質(zhì)高強(qiáng)耐堿磚，都屬于輕質(zhì)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(duì)下降，同面積磚總重下降，窯主電機(jī)運(yùn)行電流會(huì)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?yàn)椴煌?span>耐火磚導(dǎo)熱系數(shù)不同，筒體溫度不同，對(duì)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(diǎn)和重點(diǎn)，因此，在耐火材料更換前必須確定詳細(xì)的施工方案及技術(shù)要求，同時(shí)在施工中指派認(rèn)真負(fù)責(zé)的人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題立即整改。耐火磚施工應(yīng)嚴(yán)格按照《回轉(zhuǎn)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(yán)，磚縫直，交圓準(zhǔn)，鎖磚牢，不錯(cuò)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(zhì)量必須保證錨固件焊接、加水量控制、膨脹縫留設(shè)三個(gè)環(huán)節(jié)規(guī)范，否則無(wú)法保證延長(zhǎng)耐火材料使用周期的目標(biāo)。

應(yīng)用以上措施，5000t/d生產(chǎn)線(xiàn)中4.8m×74m回轉(zhuǎn)窯逐步優(yōu)化了系統(tǒng)耐火材料的配置，有效延長(zhǎng)耐火材料壽命、降低了耐火材料的消耗，使公司連續(xù)幾年窯年運(yùn)轉(zhuǎn)率達(dá)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(zhuǎn)窯耐火材料配置優(yōu)化調(diào)整情況見(jiàn)表1。

表1 回轉(zhuǎn)窯耐火材料配置優(yōu)化調(diào)整情

綜上所述，水泥企業(yè)窯用耐火材料使用穩(wěn)定性的關(guān)鍵在于掌握耐火材料的品質(zhì)、施工質(zhì)量的把握和工藝操作的維護(hù)，三者哪個(gè)環(huán)節(jié)失控都會(huì)影響其使用周期，因此，必須高度重視耐火材料選用、優(yōu)化配置、施工及使用維護(hù)過(guò)程中的每個(gè)控制環(huán)節(jié)，需要建立詳細(xì)的數(shù)據(jù)臺(tái)賬，對(duì)耐火材料使用情況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，針對(duì)性的制定優(yōu)化調(diào)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(lái)源：《中材羅定水泥有限公司》

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