淺談?lì)A(yù)分解窯不定型耐火材料的使用

浙江錦誠(chéng)新材料股份有限公司 · 2021-11-30 13:41

長(zhǎng)興南方水泥擁有一條2500t/d及一條5000t/d新型干法熟料生產(chǎn)線,分別在2001年和2003年投產(chǎn),由于浙江水泥市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈,企業(yè)自投產(chǎn)至今一直苦練內(nèi)功,加強(qiáng)精細(xì)管理,通過管理創(chuàng)新,技術(shù)創(chuàng)新,力求在各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)上達(dá)到同行業(yè)先進(jìn)水平,從而在企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中保持領(lǐng)先地位。通過多年的摸索,在新型干法生產(chǎn)線上工藝、設(shè)備、電氣管理均已掌握了一套行之有效的方法。在工藝管理中,耐火材料的消耗及故障率均屢創(chuàng)新低。本文以耐火噴涂料為例,就預(yù)分解窯中不定型耐火材料的使用談一些體會(huì)。  

1不定型耐火材料的使用現(xiàn)狀  

不定型耐火材料主要由耐火澆注料、耐火搗打料以及耐火噴涂料三大類組成。預(yù)分解窯的工藝制度已為耐火材料的使用壽命創(chuàng)造了極好的條件,因?yàn)槲锪系念A(yù)熱、分解、燒成都處在整個(gè)窯系統(tǒng)的不同部位:物料的預(yù)熱基本上在預(yù)熱器及其上升煙道中完成;石灰石的分解所承擔(dān)的熱負(fù)荷絕大部分已在分解爐中完成;窯的高速運(yùn)轉(zhuǎn)又改善了窯內(nèi)耐火材料受熱的均勻程度;原燃材料的均化及自動(dòng)化控制提供了最佳而穩(wěn)定的工藝參數(shù)。這些都是傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)窯無法比擬的。以前有不少文章總是強(qiáng)調(diào)耐火材料在預(yù)分解窯中的使用條件苛刻,這種說法不僅在理論上站不住腳,而且也不符合實(shí)際。由于窯爐中形狀比較復(fù)雜,不易預(yù)制或批量較小,預(yù)制成本過高,因此水泥工業(yè)中,不定型耐火材料就得到了廣泛運(yùn)用。然而,從近幾年國(guó)內(nèi)耐火材料的使用情況來看,較之國(guó)際先進(jìn)水平仍然存在著一定的差距,有些窯口澆注料的使用壽命甚至不到半年,預(yù)熱器內(nèi)的部分襯料也堅(jiān)持不足二三年。而耐火材料的消耗量仍維持在先進(jìn)國(guó)家二十世紀(jì)70年代的水平。[1]當(dāng)然這方面除了耐火材料本身的原因外,也受各種因素的影響。眾所周知,耐火材料的使用壽命直接影響窯的運(yùn)轉(zhuǎn)周期及生產(chǎn)成本,如何延長(zhǎng)耐火材料的使用壽命及提高窯運(yùn)轉(zhuǎn)率,這方面精細(xì)管理的潛力實(shí)在不小。  

2不定型耐火材料的選取  

2.1不定型耐火材料的選取方法  

在預(yù)分解窯爐中,不定型耐火材料即要滿足窯內(nèi),硫、堿、氯等有害成分的侵蝕,又要達(dá)到高強(qiáng)耐磨的要求,同時(shí)必須具備較好的熱震穩(wěn)定性。由于原燃材料各異,不同的設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的窯型不同,對(duì)于這種消耗性材料,各家企業(yè)都需選取一種最適合本窯的的不定型耐火材料。耐火材料的選取影響因素很多,除了價(jià)格因素外,通常需要考慮較長(zhǎng)的使用壽命;較好的保溫效果;較簡(jiǎn)易的砌筑方式和較快的砌筑速度;維修速度。[2]  

2.2選用耐火噴涂料的經(jīng)驗(yàn)  

耐火噴涂料在水泥廠的應(yīng)用時(shí)間并不長(zhǎng),但是卻越來越得到水泥廠的認(rèn)可。主要原因如下:  

(1)施工工期短,施工成本低,在不規(guī)則,復(fù)雜,狹小的窯爐部位,由于無需安裝模具,施工方便。  

(2)整體性能好,耐磨損、導(dǎo)熱系數(shù)小,節(jié)能效果好。由于施工時(shí)耐火材料的應(yīng)力點(diǎn)不同,作用力是垂直于爐窯筒體的表面,結(jié)合度與形態(tài)附合于爐體曲線,形成的襯里無空洞和氣泡現(xiàn)象,復(fù)合襯自成一體,故其整體性能好,使用壽命長(zhǎng)。  

(3)養(yǎng)護(hù)時(shí)間短,維修速度快。養(yǎng)護(hù)時(shí)間的減少主要由噴涂耐火材料的特性決定,因其含有一定比例的快干劑。此高科技產(chǎn)品的應(yīng)用,既解決凝固及強(qiáng)度增加的速度,又能使噴涂料在升溫過程中不爆裂。長(zhǎng)興南方水泥在幾次對(duì)窯門罩的幾次澆注料改噴涂料搶修中,選用的我公司的JC-M46高強(qiáng)莫來石噴涂料,每次均是一旦噴涂完成,關(guān)上窯門,即可點(diǎn)火升溫,而且不必考慮耐火噴涂料的養(yǎng)護(hù)和烘烤,快速升溫,符合工藝條件時(shí),即可恢復(fù)生產(chǎn)。  

(4)對(duì)于窯爐的關(guān)鍵部位噴涂,噴涂厚度控制簡(jiǎn)單。例如分解爐的縮口,煙室斜坡,月亮門的噴涂施工中,以往需要對(duì)耐火材料的施工尺寸進(jìn)行反復(fù)測(cè)算,對(duì)制模要求較高,過大或者過小均會(huì)影響生產(chǎn)。由于尺寸控制不佳,以往就有很多廠家因此而返工,浪費(fèi)了大量的人力物力,采用噴涂施工后,就不存在此類問題。故噴涂料在除窯口及噴煤管以外,還是具有很大的應(yīng)用空間的。  

3不定型耐火材料的施工質(zhì)量控制  

近年來,為了提高耐火材料的強(qiáng)度,不少耐火材料生產(chǎn)企業(yè)均減少了鋁酸鹽水泥的用量,產(chǎn)品向低水泥型,和超低水泥型發(fā)展。低水泥型對(duì)水是敏感的,加水量必須嚴(yán)格控制。往往在施工中,操作工人不理解水必須少的道理,以為水越多,流動(dòng)性越好,澆注就越密實(shí),施工單位為了盡快的完成施工任務(wù),多加水,少振動(dòng),這種概念是極其錯(cuò)誤的,往往成為縮短使用周期的主要原因之一。  

事實(shí)上,在澆注過程中,加水量必須嚴(yán)格加以限制,并適宜的強(qiáng)化振動(dòng)。不強(qiáng)化振動(dòng),水泥漿難以形成。過量的振動(dòng),將會(huì)導(dǎo)致顆粒的離析。本公司在大面積澆注施工過程中,均要求耐火材料生產(chǎn)廠家派人現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督施工,以避免日后互相扯皮。但是建設(shè)方必須提供基本的施工條件,以本公司為例,為了噴涂施工中滿足壓縮空氣的使用壓力,在各個(gè)儲(chǔ)氣罐出口采用重新破口,制作與噴涂設(shè)備相適應(yīng)的單獨(dú)連接管路,以便施工。在噴涂施工中,加水(結(jié)合劑)的用量也必須嚴(yán)格控制,既不能因加水量過大造成噴出的物料過稀,粘附力差而坍塌。也不能因加水量過小,而造成噴出的物料回彈量增大而浪費(fèi)原料。操作人員應(yīng)根據(jù)施工情況調(diào)節(jié)噴槍尾部的調(diào)水筏,熟練掌握水料比例,保證噴涂料要求的密度和質(zhì)量。浙江錦誠(chéng)耐火材料公司的做法是,單獨(dú)配套專業(yè)施工隊(duì)伍,來保證產(chǎn)品質(zhì)量不受施工質(zhì)量的影響,這是值得借鑒的。  

4不定型耐火材料的使用維護(hù)  

耐火材料的使用中,在正常生產(chǎn)的過程中,只要耐火材料的耐火度,強(qiáng)度等指標(biāo)符合生產(chǎn)要求,一般不會(huì)產(chǎn)生大的問題,而對(duì)耐火材料的使用壽命影響的關(guān)鍵在于開停窯的升降溫控制。這是最簡(jiǎn)單的熱脹冷縮原理,只不過在水泥窯爐中,這個(gè)原理是宏觀的。如何減小開停窯對(duì)耐火材料的影響,這是每個(gè)水泥生產(chǎn)企業(yè)的工藝技術(shù)員都必須面對(duì)的問題。窯的升溫曲線是以窯尾煙室溫度來制定的。日常操作中要避免溫度的大起大落,并適當(dāng)加長(zhǎng)600~700℃溫度段的保溫時(shí)間,這樣在完成烘烤完成窯的同時(shí),也完成了對(duì)預(yù)熱器系統(tǒng)的烘烤。因?yàn)?00~600℃是耐火材料結(jié)合水脫水的溫度范圍,在此溫度范圍內(nèi)如果耐火材料不能得到保溫,耐火材料的結(jié)合水不能及時(shí)脫出,后期的水分蒸發(fā)會(huì)在耐火材料內(nèi)部產(chǎn)生巨大的內(nèi)應(yīng)力,從而使耐火材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到損壞,輕則影響耐火材料的使用壽命,重則會(huì)使耐火材料大面積剝落。[3]停窯時(shí),必須確定停窯步驟,在每次止料后,停止高溫風(fēng)機(jī)運(yùn)行,給系統(tǒng)一個(gè)自然冷卻的時(shí)間,一般在4~5h左右,1100~400℃區(qū)間,必須保證8h以上,400℃以下可以快速冷卻。同時(shí),在日常操作中,窯頭罩必須保持微負(fù)壓狀態(tài),根據(jù)經(jīng)驗(yàn)控制在-20~-50Pa左右。某水泥廠家曾對(duì)同一工況下正壓和負(fù)壓對(duì)耐火材料的影響作過對(duì)比,發(fā)現(xiàn)正壓時(shí)耐火材料的使用壽命比負(fù)壓時(shí)縮短三分之一以上,鑒于此,水泥企業(yè)必須減少系統(tǒng)中漏風(fēng),在操作中,通過對(duì)風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié),加強(qiáng)系統(tǒng)的通風(fēng)能力,保證系統(tǒng)的負(fù)壓狀態(tài)。  

5結(jié)束語  

總之,不定型耐火材料的使用直接關(guān)系到一個(gè)水泥企業(yè)的大窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率,并直接影響企業(yè)的生產(chǎn)成本。在不定型耐火材料的選用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明:如果能選擇合適的耐火材料,并采取合理的工藝措施,對(duì)企業(yè)的節(jié)能降耗,挖潛增效會(huì)產(chǎn)生巨大的效果。  


編輯:李佳婷

監(jiān)督:0571-85871667

投稿:news@ccement.com

本文內(nèi)容為作者個(gè)人觀點(diǎn),不代表水泥網(wǎng)立場(chǎng)。如有任何疑問,請(qǐng)聯(lián)系news@ccement.com。(轉(zhuǎn)載說明
2024-10-30 23:25:39