10 000 t/d窯系統(tǒng)耐火材料冬季大修實(shí)踐

  樅陽(yáng)海螺四線為10 000 t/d，2016年1月11日開(kāi)展為期10 d的計(jì)劃?rùn)z修，其檢修質(zhì)量將直接影響到2016年度熟料生產(chǎn)任務(wù)是否能順利完成，各個(gè)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)是否能進(jìn)一步優(yōu)化。此次大修距離上次檢修時(shí)間近7個(gè)月，系統(tǒng)設(shè)備存在一定安全隱患。本次檢修為冬季（氣溫約-5~6 ℃），耐火材料的檢修施工存在較大難點(diǎn)，能否克服這些困難，注重檢修過(guò)程控制和細(xì)節(jié)控制關(guān)系到檢修效果。本文主要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢修作業(yè)側(cè)重介紹窯系統(tǒng)耐火材料施工注意事項(xiàng)。

  1 不同設(shè)備耐火材料大修

  1.1 篦冷機(jī)及沉降室

  1.1.1 檢查結(jié)果

  4號(hào)窯篦冷機(jī)分區(qū)示意見(jiàn)圖1，篦冷機(jī)及沉降室檢查結(jié)果見(jiàn)表1。

圖1 4號(hào)窯篦冷機(jī)分區(qū)示意

表1 4號(hào)窯篦冷機(jī)及沉降室檢查結(jié)果

  1.3.2 檢修項(xiàng)目確定及檢修過(guò)程

  本次萬(wàn)噸線檢修交叉作業(yè)點(diǎn)多，施工量大（G-16K高強(qiáng)防爆澆注料共使用105 t），安全風(fēng)險(xiǎn)最多的地點(diǎn)為預(yù)熱器區(qū)域。檢修前從生產(chǎn)運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)和中控操作畫(huà)面來(lái)看，預(yù)熱器主要問(wèn)題：C5A、C5B錐部負(fù)壓波動(dòng)較大，開(kāi)門(mén)檢查該錐部時(shí)可看到分解后的粉料不規(guī)則一股股流動(dòng)，C5A中部錐體耐火磚在2015年11月臨停檢修開(kāi)窯后垮落8 m2；在窯滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，預(yù)熱器出口溫度高達(dá)350 ℃，預(yù)熱器換熱效果不佳，C3A傘頂澆注料垮落3 m2，C4A、C4B內(nèi)筒掛片燒損嚴(yán)重，部分脫落，系統(tǒng)阻力大。

  根據(jù)前期臨停檢修檢查結(jié)果結(jié)合本次檢查結(jié)果，對(duì)以下部位進(jìn)行處理：1）基建的C3A、C3B傘頂澆注料更換；2）更換C4A、C4B燒損嚴(yán)重并變形的內(nèi)筒掛片；3）C5A、C5B旋風(fēng)筒及錐體使用G-16 K澆注料修補(bǔ)（兩列錐部環(huán)形管處基本無(wú)耐火磚，導(dǎo)致負(fù)壓波動(dòng)和下料不規(guī)則）、反射倉(cāng)A列直墻澆注料大面積修補(bǔ)，B列結(jié)皮較厚需要清理。以上作業(yè)點(diǎn)全部需要搭架子，中間夾雜工藝人員對(duì)分解爐與反射倉(cāng)水平管道積料及C4、C5、反射倉(cāng)溜管結(jié)皮清理。

  本次檢修時(shí)間僅10 d，上下區(qū)域均交叉，為在安全的前提下保證施工質(zhì)量，耐火材料小組成員做以下安排：1）抽調(diào)生產(chǎn)處、制造一、二分廠部分窯工藝管理人員和該線窯操作員一起兩班倒按預(yù)熱器、窯分片負(fù)責(zé)；2）停窯前外委單位提前把澆注料、內(nèi)筒掛片及檢修材料等運(yùn)至作業(yè)場(chǎng)所，節(jié)省作業(yè)時(shí)間；3）檢修單位提前對(duì)C3A、C3B傘頂鋼構(gòu)進(jìn)行切割，確保停窯后耐火材料檢修人員第一時(shí)間對(duì)該傘頂澆注料進(jìn)行拆除；4）在耐火材料檢修人員內(nèi)部作業(yè)前，工藝人員對(duì)頂部、水平管道等部位積料和結(jié)皮進(jìn)行清理保證其作業(yè)安全；5）在做好安全防護(hù)工作，利用耐火材料檢修人員交接班、吃飯時(shí)間，工藝人員對(duì)溜管結(jié)皮進(jìn)行清理，充分利用空閑時(shí)間；6）根據(jù)工藝流程、工作量進(jìn)行合理安排，做到完成一處、驗(yàn)收一處、清理一處、拆腳手架一處；7）建立耐火材料檢修人員易信群，做到問(wèn)題及時(shí)通報(bào)，請(qǐng)示問(wèn)題及時(shí)批復(fù)、作業(yè)點(diǎn)共同驗(yàn)證等，并于每天8：00及20：00召開(kāi)耐火材料交接班會(huì)議，對(duì)班中問(wèn)題、進(jìn)度、注意事項(xiàng)進(jìn)行交接并安排施工計(jì)劃，按節(jié)點(diǎn)進(jìn)行推進(jìn)，僅用了9 d圓滿完成了有史以來(lái)交叉施工點(diǎn)最多、施工量最大的一次檢修任務(wù)。

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  1.3.3 施工注意事項(xiàng)

  1）傘頂老澆注料拆除到邊到腳，使新澆注的澆注料形成一個(gè)整體，對(duì)施工用水進(jìn)行加熱并按比例放促凝劑，提高澆注料凝固速度。

  2）傘頂及頂部錨固件采用掛孔方式，延長(zhǎng)頂部澆注料使用壽命，且鐵板和澆注孔不滿焊充當(dāng)透氣孔，使用振動(dòng)泵振動(dòng)確保其致密。

  3）澆注結(jié)束養(yǎng)護(hù)24 h后的施工部位及時(shí)拆模驗(yàn)收、拍照留存。

  1.4 回轉(zhuǎn)窯

  1.4.1 檢查結(jié)果

  耐火材料小組成員對(duì)窯內(nèi)耐火材料進(jìn)行全面檢查，檢查結(jié)果主要有：窯口澆注料耐火磚側(cè)大部分剝蝕燒損，擋磚圈燒損，窯口第一、二、五、六、七環(huán)MS-2T磚扭曲，2.4~3.4 m變徑未起到縮口作用出現(xiàn)耐火磚前竄現(xiàn)象，窯內(nèi)主窯皮下方1~6.6 m尖晶石磚厚度在170~210 mm，6.6~28 m磚厚在170~220 mm，但26.7 m 2014年5月增加的擋磚圈后方耐火磚再次出現(xiàn)騎到擋磚圈上，26~45 m耐火磚厚度120~155 mm，45~89 m耐火磚厚度在220 mm。

  1.4.2 更換部位確定

  考慮到本次窯口擋磚圈由1 m縮短至0.6 m（恢復(fù)到原始設(shè)計(jì)，降低窯口磚擠壓力）及試用泰國(guó)暹羅高耐磨磚，根據(jù)日常筒體溫度、耐火磚檢查結(jié)果及27 m擋磚圈部位耐火磚使用情況，經(jīng)耐火材料小組成員研討后決定本次窯內(nèi)檢修項(xiàng)目如下：

  1）本次窯口段耐火磚由1 m拆除至6.6 m，依據(jù)為：擋磚圈縮短、2.4~3.4 m變徑磚前竄，3.4~6.6 m耐火磚厚度在170 mm,處于變徑和一檔輪帶之間，受機(jī)械應(yīng)力較大。

  2）2014年為了降低窯口磚擠壓力，外方專(zhuān)家建議在26.4 m處增加一道擋磚圈，通過(guò)1年半運(yùn)行情況來(lái)看，該處耐火磚（AG85、MS3C、MS2T均試用過(guò)）已多次前竄到擋磚圈上，形成一個(gè)新的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，本次予以去除?？紤]到26~45 m處磚已到運(yùn)行周期，結(jié)合筒體溫度情況，本次予以更換。

  3）本次對(duì)窯口新?lián)醮u圈縮短至0.6 m，0.6~1.6 m試用泰國(guó)暹羅flexdura高耐磨磚，1.6~6.6 m、26~45 m耐火磚使用MS2T尖晶石磚，去除27 m處擋磚圈。

  4號(hào)線耐火材料使用清單見(jiàn)表3。窯口變徑耐火磚施工示意見(jiàn)圖2。

  表3 耐火材料使用清單

圖2 窯口變徑耐火磚施工示意

  本次使用凱得力LB-54S澆注料，該產(chǎn)品分單元施工，和傳統(tǒng)澆注料施工不同。該產(chǎn)品以紅柱石為主要骨料原料，為低膨脹高端優(yōu)質(zhì)低水泥耐火澆注料，最高使用溫度達(dá)1 700 ℃，能滿足水泥行業(yè)耐火使用要求。并添加30%左右SiC，產(chǎn)品具有非常優(yōu)越的高耐熱震、高強(qiáng)度、超耐磨、抗剝落、耐侵蝕、施工性能好等優(yōu)點(diǎn)。

  1.4.4 施工注意事項(xiàng)

  1）錨固件頭部佩戴水晶頭，并涂刷2遍以上瀝青漆，保證澆注料施工前瀝青漆已干。

  2）澆注料施工前錨固件須一次性焊接排布完畢，以便于焊接質(zhì)量驗(yàn)收、焊渣等雜物清理，避免錨固件剛焊接完畢便開(kāi)始澆注，減少對(duì)錨固件焊接質(zhì)量和強(qiáng)度影響。

  3）擋磚圈上拉強(qiáng)筋板不能露出20 mm，避免該筋板在投料運(yùn)行后膨脹損傷澆注料。

  1.4.5 分單元施工的好處

  1）更方便及更規(guī)范的留設(shè)磚面及側(cè)端面膨脹縫，減少材料受內(nèi)應(yīng)力損壞。

  2）更加容易振搗密實(shí)，防止施工空洞的出現(xiàn)。

  3）更容易控制施工加水量，減少材料顯氣孔率，更好地保證材料強(qiáng)度及耐磨性。

  4）更方便留設(shè)排氣孔，避免開(kāi)窯升溫過(guò)程爆裂現(xiàn)象發(fā)生。

  5）每個(gè)護(hù)鐵為獨(dú)立單元、損壞及修護(hù)以單元為單位。

  6）縮短材料自然養(yǎng)護(hù)時(shí)間，縮減施工工期。

  2 點(diǎn)火升溫

  考慮當(dāng)時(shí)檢修環(huán)境溫度在-8 ℃，窯口澆注料更換、24 m耐火磚更換加上本次預(yù)熱器澆注料施工105 t，特制定以下點(diǎn)火方案及升溫曲線。升溫初期速度適當(dāng)放緩，制定300 ℃和600 ℃兩個(gè)保溫階段，這樣做能更好地保證耐火材料內(nèi)部水分蒸發(fā)充分。待600 ℃保溫結(jié)束后可適當(dāng)提高升溫速度，保證耐火材料在升溫過(guò)程中平穩(wěn)，避免出現(xiàn)炸裂、爆頭現(xiàn)象。具體點(diǎn)火方案如下：

  1）點(diǎn)火前用木柴對(duì)窯口、燃燒器及篦冷機(jī)兩側(cè)澆注料進(jìn)行烘烤2 h，點(diǎn)火后的前4 h用柴油升溫，隨后直接實(shí)行油煤混燒，但必須保證火焰穩(wěn)定，在嚴(yán)格遵守升溫曲線的前提下，逐步調(diào)低柴油流量。

  2）升溫速率分別按30、50、75 ℃/h控制，嚴(yán)禁驟冷驟熱。

  3）點(diǎn)火初期通過(guò)生料系統(tǒng)風(fēng)機(jī)擋板開(kāi)度調(diào)節(jié)維持通風(fēng)，當(dāng)窯內(nèi)通風(fēng)不足時(shí)開(kāi)506風(fēng)機(jī)，投料前2h開(kāi)538風(fēng)機(jī)。

  4）關(guān)注筒體溫度，尤其是換磚處溫度變化，合理調(diào)整火焰形狀，防止局部過(guò)熱。

圖3為樅陽(yáng)海螺4號(hào)窯點(diǎn)火升溫曲線。

  檢修結(jié)束后，從筒掃反饋結(jié)果結(jié)合熱工設(shè)備表面溫度測(cè)量（0.68~1.68 m筒體表面溫度150~190 ℃），利用2016年8月開(kāi)展計(jì)劃?rùn)z修時(shí)間對(duì)篦冷機(jī)、預(yù)熱器、三次風(fēng)管、窯內(nèi)更換的耐火材料效果進(jìn)行檢查，結(jié)果表明上次檢修較為成功。0~0.6 m窯口澆注料厚度仍有200 mm，整體性好；0.6~1.6 m泰國(guó)暹羅flexdura高耐磨磚殘留厚度仍有180~200 mm，整體磨損均勻，磚縫無(wú)重縫、無(wú)扭曲，表明該磚在運(yùn)行中未出現(xiàn)滑動(dòng)現(xiàn)象，磨損均勻，整體性較好；傘頂、沉降室、三次風(fēng)沉降室及噴涂料修補(bǔ)部位平整，達(dá)到了預(yù)期效果。但2.4~3.4 m MS-2T耐火磚受剪切應(yīng)力影響，多處出現(xiàn)裂紋，同時(shí)也表明MS-2T耐火磚性能與進(jìn)口AG85耐火磚性能相近，可替代進(jìn)口磚。針對(duì)變徑區(qū)域特殊情況，經(jīng)研討使用安徽海螺暹羅耐火材料公司生產(chǎn)的特制異性耐火磚MS2TR，保證變徑區(qū)域耐火磚整體性，避免耐火磚切割造成其抵御機(jī)械應(yīng)力下降，同時(shí)降低耐火材料檢修人員勞動(dòng)強(qiáng)度，自8月份更換使用至2016年11月該處筒體溫度在280~330 ℃，無(wú)高溫點(diǎn)，需要下次檢修對(duì)其驗(yàn)證總結(jié)。

  4 耐火材料建檔建議

  水泥工藝管理的一個(gè)重要項(xiàng)目就是臺(tái)賬管理，耐火材料也需要建檔管理。通過(guò)近年對(duì)耐火材料檢修資料的收集，經(jīng)分析優(yōu)化萬(wàn)噸線耐火材料及關(guān)鍵部位耐熱件，并及時(shí)匯總形成臺(tái)賬，作為生產(chǎn)線檢修依據(jù)，便于檢修材料申報(bào)及對(duì)各種材料使用評(píng)價(jià)等。耐火材料建檔一般包括施工部位、更換日期、施工面積、施工量和耐火材料型號(hào)等。

  從已整理的臺(tái)賬可看出，部分區(qū)域選擇的耐火材料不理想，如窯頭罩2012年12月整體更換選用HN-20澆注料，但僅僅過(guò)了17個(gè)月整體燒損嚴(yán)重，通過(guò)兩次檢修將其更換為NH-GM65澆注料后使用31個(gè)月其整體性仍然較強(qiáng)，厚度在200 mm以上，完全可以延長(zhǎng)一年使用；再如2014年5月篦冷機(jī)喉部采用NH-70澆注料使用周期僅7個(gè)月便出現(xiàn)大面積燒損，耐磨性差，2014年12月更換為HN-20澆注料周期延長(zhǎng)至10個(gè)月，同樣發(fā)現(xiàn)其燒損嚴(yán)重，2015年10月更換為NH-GM65后至2016年11月已使用13個(gè)月，較為平整。人員變動(dòng)不可怕，怕的就是沒(méi)有臺(tái)賬給予支撐，完善的臺(tái)賬能為后來(lái)者提供完善的選擇依據(jù)。

  5 結(jié)束語(yǔ)

  耐火材料檢修對(duì)專(zhuān)業(yè)性、技術(shù)性要求很高，同時(shí)檢修中的組織環(huán)節(jié)很多，要建立完善組織體系，合理安排進(jìn)度計(jì)劃。筑爐施工隊(duì)伍要形成自我運(yùn)轉(zhuǎn)的質(zhì)量、組織管理體系。檢修中現(xiàn)場(chǎng)材料的防雨、天氣、檢修安全、交叉作業(yè)協(xié)調(diào)等工作要提前考慮，避免影響耐火材料的施工質(zhì)量，進(jìn)一步影響回轉(zhuǎn)窯點(diǎn)火；冬季澆注料大量施工自然有較大施工風(fēng)險(xiǎn)，但是只要考慮周全、安排合理并制定合理點(diǎn)火方案和升溫曲線，便能保證耐火材料安全正常運(yùn)行。從檢修后2個(gè)月的運(yùn)行情況來(lái)看，本次耐火材料檢修較成功，達(dá)到了預(yù)期效果。