方鎂石復(fù)合尖晶石磚在短窯上的應(yīng)用

我公司回轉(zhuǎn)窯規(guī)格為φ3．962 m×42．672 m 2000們預(yù)分解窯，1 995年投產(chǎn)以來，燒成帶大部分時間使用直接結(jié)合鎂鉻磚，投產(chǎn)初期和2002年出現(xiàn)紅窯事故時燒成帶也曾用過普通磷酸鹽磚，其壽命周期只有20 d左右。而燒成帶使用直接結(jié)合鎂鉻磚，其壽命周期從開始的60 d左右經(jīng)過8年的時間到2002年上半年，也只有128 d。由于窯型短，燒成帶火力相對集中，使用直接結(jié)合鎂鉻磚，2002年前窯襯耐火磚一直不能提高使用壽命，常常一年多次更換耐火磚，嚴(yán)重制約了生產(chǎn)。自2002年7月使用方鎂石復(fù)合尖晶石磚后大大提高一g gI轉(zhuǎn)窯耐火磚的使用壽命，為我公司回轉(zhuǎn)窯提高運(yùn)轉(zhuǎn)率、保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行，奠定了良好的基礎(chǔ)。

1使用方鎂石復(fù)合尖晶石磚之前的情況   

(1)二次風(fēng)溫高。因回轉(zhuǎn)窯為短窯，在生產(chǎn)過程中幾乎沒有冷卻帶，窯口基本一直掛有窯皮；二次風(fēng)溫在1 200℃以上，熟料煅燒溫度也高，一旦火焰溫度控制不好，在火點(diǎn)位置就會出現(xiàn)局部高溫，將窯皮燒掉，然后補(bǔ)掛窯皮，再出現(xiàn)火焰溫度控制不當(dāng)又會使窯皮垮掉。這樣的情況反復(fù)出現(xiàn)，使耐火磚受到熱應(yīng)力溫度交變侵蝕，最后遭到破壞，特別是火點(diǎn)位置(即距窯口3～8 m的位置)。   

(2)窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率低。窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率不高主要是由于窯開停車頻繁、投料止料次數(shù)多，經(jīng)過頻繁的冷窯和升溫造成窯皮脫落，而耐火磚隨窯皮的脫落而剝落，從而縮短耐火磚的使用壽命。   
 

(3)冷窯過快。直鎂磚損壞的表觀現(xiàn)象是炸裂剝落，首先是冷窯炸裂剝落。一般每冷一次窯炸裂剝落厚度達(dá)10～50 rain，并且是磚隨窯皮剝落，所以，只要停車?yán)涓G達(dá)到3～4次，窯火點(diǎn)位置的磚就得進(jìn)行檢修，否則就有可能出現(xiàn)紅窯。而冷窯又分兩種：一種是計劃停車進(jìn)行冷窯，這種情況下，考慮到耐火磚的特性，冷窯速率慢，窯磚剝落量也??；但停車?yán)涓G往往是另一種情況，即因設(shè)備、工藝故障、事故停車，比如預(yù)熱器堵塞、設(shè)備突然跳停等，這樣，為了減小事故擴(kuò)大化主動或被動提高冷窯速度，最終使窯皮脫落，并將磚的表層剝落，這時剝落的程度就比較厚，一般達(dá)30～50 iilin。這樣的停車?yán)涓G達(dá)到4～5次，窯的火點(diǎn)位置的磚就需要進(jìn)行檢修，否則就有可能出現(xiàn)紅窯。   
 

(4)生料成分波動大。生料成分穩(wěn)定與否關(guān)系到窯皮的穩(wěn)定和好壞。自該生產(chǎn)線投產(chǎn)以來，由于入窯生料成分不穩(wěn)、波動大，曾多次掉窯皮，嚴(yán)重的兩次是整個窯的窯皮掉光，其中一次因鋁率相對太高，前后好幾天掉窯皮后掛不上窯皮，使耐火磚受到了嚴(yán)重?fù)p害，火點(diǎn)位置的磚沖刷掉50 min左右。2001年曾因人窯生料成分波動大，使人窯生料KH值太低造成火點(diǎn)位置的窯皮被熟料粘掉將磚帶下而造成紅窯事故。因此，人窯生料成分波動也是造成耐火磚損壞的原因之一。   

 (5)機(jī)械應(yīng)力。機(jī)械應(yīng)力包括窯與磚的相對運(yùn)動，大蛋、窯皮垮落后對磚的沖擊和磨損，窯與磚的相對運(yùn)動主要在窯的2—4 m的位置，嚴(yán)重時磚的扭斜方向上最寬的縫隙有10—12 mm，這樣不但磚受機(jī)械應(yīng)力降低其性能，同時由于磚與磚之間產(chǎn)生了大的縫隙，破壞了磚的整體性能，從而降低磚的使用壽命。   

在該窯上使用的直接結(jié)合鎂鉻磚為什么一次會剝落30～50 mm呢?就使用的情況看，窯皮與磚反應(yīng)層厚達(dá)20一50 mm，且反應(yīng)層致密，當(dāng)由于種種原因窯由熱態(tài)變成冷態(tài)時，使其反應(yīng)層結(jié)構(gòu)變得疏松，當(dāng)熟料窯皮由于某種原因與磚脫離時，窯皮就會將磚與熟料反應(yīng)層拉下來即磚產(chǎn)生剝落。為探明是使用問題還是磚的問題，我公司2003年3月在窯系統(tǒng)大修時，從窯上分別取鎂鉻磚和方鎂尖晶石殘磚在同爐中經(jīng)受1 450℃×4 h三次重?zé)?，鎂鉻磚強(qiáng)度衰減44％，而方鎂復(fù)合尖晶石磚僅衰減9．8％。從實踐使用和理論分析都表明：直接結(jié)合鎂鉻磚與水泥熟料的化學(xué)反應(yīng)層結(jié)構(gòu)疏松，易于剝落，特別是在該短窯上的使用，尤為突出。

2方鎂石復(fù)合尖晶石磚的試用   

如上所述，我公司回轉(zhuǎn)窯火點(diǎn)磚大部分時間使用直接結(jié)合鎂鉻磚，多年來使用周期一直未能突破5個月。2002年7月窯系統(tǒng)大修，根據(jù)該窯特點(diǎn)從理論上選用適合窯火點(diǎn)位置的方鎂復(fù)合尖晶石磚(IXB2)，在距窯頭2．8 m一10．8 m處進(jìn)行試用。期間為改善回轉(zhuǎn)窯煅燒狀況，同時試用一新噴煤管，由于試驗的噴煤管不適合本窯，在試用17 d內(nèi)，因火焰粗不可調(diào)，將火點(diǎn)位置窯皮多次刷掉并對火點(diǎn)位置的耐火磚有一定程度的燒損。當(dāng)時窯筒體溫度已達(dá)到480℃，之后更換原噴煤管后系統(tǒng)轉(zhuǎn)入正常。所試用的耐火磚一直運(yùn)行到2003年3月6日，共運(yùn)行187．3 d，是原來最高紀(jì)錄的1．46倍，因窯系統(tǒng)大修將磚拆除。從殘磚的情況看，正火點(diǎn)位置最薄為70 mm，最厚處為150mm。 

從本次試用情況看，方鎂復(fù)合尖晶石磚具有掛窯皮性能和熱震性能好，與窯皮反應(yīng)層薄，只有2—5 mm，因而無結(jié)構(gòu)剝落，窯皮脫落時對襯磚無顯著影響。

3方鎂石復(fù)合尖晶石磚的使用   

自2002年7月一-,2003年3月方鎂石復(fù)合尖晶石磚在我公司窯上試用成功后，我公司2003年窯系統(tǒng)大修將原試用的2．8 m一10．8 m延長到2．8 m一

22．8 m，即將整個燒成帶全部使用方鎂石復(fù)合尖晶石磚，并將原來采用鐵板砌筑改為用火泥砌筑。為保證耐火磚的使用壽命，采取了如下措施：   
 

(1)磚的質(zhì)量保證和技術(shù)措施。首先與廠家簽訂了磚的技術(shù)協(xié)議，要求保證其使用壽命，同時廠家出具施工方案并配套火泥。   

(2)砌筑方法和質(zhì)量控制。砌筑時廠家根據(jù)其磚的性能和特點(diǎn)及施工工藝到現(xiàn)場進(jìn)行施工監(jiān)督和技術(shù)指導(dǎo)；同時，公司組成技術(shù)指導(dǎo)和監(jiān)督小組，嚴(yán)格控制砌筑質(zhì)量。控制火泥厚度為l一2 mm,砌縫，且火泥打在磚的大頭即靠近窯筒體一面，靠近小頭的一面30,-,50 mm一般不打火泥，只有在找平磚時才打火泥。鎖縫用火泥與鐵板結(jié)合進(jìn)行，即先用火泥將最后的7,8層鎖縫磚用火泥砌好后，再根據(jù)磚縫大小用1．2、2．0或3．O mm的鐵板將磚鎖緊(一個縫隙中只允許放一塊鐵板，必須嚴(yán)格控制)，最后在窯點(diǎn)火前經(jīng)過輔傳適當(dāng)轉(zhuǎn)窯后再進(jìn)一步用鐵板將松動的磚鎖緊。   

(3)磚的烘烤。烘窯時，切記不要進(jìn)行急劇升溫，升溫速度要求緩慢，以免引起耐火磚的炸裂和剝落。以窯尾溫度控制窯的升溫速率，即在600℃以下每小時升溫速率不超過30℃，600℃時要恒溫，600℃以上溫度控制每小時不超過50℃，一般每次大修換磚后烘窯控制在48 h左右。     

烘烤時注意窯的檢查，點(diǎn)火后應(yīng)每半小時查看一次窯內(nèi)耐火磚，測筒體表面溫度(由筒體掃描儀掃描或測溫儀進(jìn)行監(jiān)測)，并進(jìn)行記錄，注意防止由于筒體不均勻受熱變形及膨脹造成耐火磚損傷，最終減少其壽命。   

(4)轉(zhuǎn)窯。為使窯內(nèi)耐火磚受熱均勻，在磚膨脹充分時，必須進(jìn)行轉(zhuǎn)窯，即窯尾溫度在300℃以下時可不轉(zhuǎn)窯進(jìn)行烘烤，在300,-400℃時窯每小時轉(zhuǎn)1／4轉(zhuǎn)，在400--600℃時，窯每30分鐘轉(zhuǎn)1／4轉(zhuǎn)，600℃以上時窯以慢速連續(xù)轉(zhuǎn)動。在特殊情況下，如遇到下雨時，轉(zhuǎn)窯頻率要適當(dāng)加快，以免引起窯簡體變形或耐火磚受到損壞。 

(5)溫度的檢查。燒成帶耐火材料一定不能局部過熱，要求窯內(nèi)襯的表面溫度不能超過1 000℃，筒體溫度不大于300℃。如果燒成帶局部過熱，就會損壞耐火磚，減少其壽命。但發(fā)現(xiàn)燒成帶過熱，而預(yù)熱器廢氣溫度并不高時，可適當(dāng)增加通風(fēng)量，以帶走燒成帶的熱量。   

(6)燃料。該生產(chǎn)線熟料煅燒使用的是低揮發(fā)分煤(揮發(fā)分在14％左右)，著火溫度高，一般在750℃以上，為此在烘烤耐火磚時，低溫階段使用柴油。當(dāng)用柴油將溫度升到400℃以上時，可適當(dāng)加些煤進(jìn)行混燃(必須控制住溫度的上升速率)，并隨溫度的不斷提高而逐漸增加喂煤，減少噴油，直至全部采用煤粉。   

(7)油的霧化。在低溫烘烤耐火材料時，一定要注意油量的控制和霧化，不但要控制升溫速率，同時要控制油量不能過大，一定要使噴到窯里的油得到充分燃燒，如噴油過量，霧化不好不但溫度不好控制，而且會增加耗油，嚴(yán)重時油噴到耐火磚上，油在磚上燃燒會損壞磚的性能，降低其使用壽命。   

(8)掛窯皮。待耐火材料按烘烤曲線烘烤并達(dá)到投料溫度時，就應(yīng)進(jìn)行投料掛窯皮。掛窯皮時不專門配掛窯皮的料，一般用生產(chǎn)時正常料即可。掛窯皮時要注意一次性掛好，其起步投料量及加料速率同正常停窯投料時一樣，也無需刻意去制定一個掛窯皮的喂料控制曲線或特定的投料量和時間，只需和正常投料時一樣控制好不要跑料，穩(wěn)定窯的運(yùn)行就可以了，窯速的控制也同樣按正常生產(chǎn)時進(jìn)行。待窯投料2^3個班后，窯皮就基本掛好了。   

(9)窯皮的維護(hù)。窯皮掛好以后不等于就可以保證耐火磚的安全，還要看我們在使用過程中如何保護(hù)窯皮。首先要注意噴煤嘴的位置，使噴煤管保證不掃窯皮；第二，要穩(wěn)定生料成分，且使生料易于掛窯皮，液相量控制在21％～25％之間比較好，同時要注意控制適當(dāng)?shù)恼扯龋扯炔灰诉^大。第三，要保證窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率，如果運(yùn)轉(zhuǎn)率跟不上，三天兩頭停車，即使磚砌得再好，噴煤管位置也適當(dāng)，同樣保證不了窯磚的使用壽命；第四，如因故停車，一定要注意降溫速率，不可過快，過快很可能造成因窯皮急劇收縮將窯磚拉裂剝落而縮短磚的使用壽命。

4使用效果 

通過以上技術(shù)和管理措施，我公司回轉(zhuǎn)窯火點(diǎn)磚使用周期從2002年上半年的128 d，下半年的187 d，達(dá)到了2003年的299．7 d，創(chuàng)造了我公司歷史最好水平，為完成公司2003年熟料生產(chǎn)經(jīng)營任務(wù)打下了良好的基礎(chǔ)。