如何延長干法水泥窯耐火材料使用壽命

水泥窯系統(tǒng)是水泥企業(yè)中最重要和投資最大的設(shè)備，耐火材料作為水泥窯系統(tǒng)的“心臟”對水泥窯系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)起著至關(guān)重要的作用，回轉(zhuǎn)窯尤其關(guān)鍵。保證和延長耐火材料的使用壽命,可降低和節(jié)約資金、能源消耗,保證企業(yè)在市場競爭中擁有更大的優(yōu)勢。影響回轉(zhuǎn)窯耐火材料使用壽命的因素很多,現(xiàn)主要從耐材的質(zhì)量、設(shè)計、選擇、砌筑這四個方面，逐一分析對回轉(zhuǎn)窯耐火材料使用壽命的具體影響，隨之闡述了延長窯襯使用壽命的管理和技術(shù)措施。  

一、制約耐火材料使用壽命的情況分析：  

1.干法水泥窯工況特點：內(nèi)襯與高溫物料和氣氛接觸面積大，在最熱部位，窯中氣體溫度超過1800℃，因此只有堿性耐火材料能承受水泥熟料、燃料灰分、窯塵和各種氣體帶來的侵蝕、滲透等化學反應；  

2.在生產(chǎn)任務重、維修時間緊的情況下，一部分水泥企業(yè)對耐火材料配套及施工方面重視程度不夠，存在著耐火材料配置不合理、重復停窯檢修的情況；  

3.國內(nèi)耐火材料施工隊伍的整體技術(shù)水平參差不齊，除一些大型水泥集團有相對比較穩(wěn)定的維修隊伍外，大部分中小水泥企業(yè)要靠外協(xié)施工隊來檢修或更換耐火材料，因此不同程度地制約了耐火材料的整體施工質(zhì)量。  

二、延長耐火材料使用壽命的技術(shù)措施：  

1.量身定制：俗話說,好鋼用到刀刃上,對水泥窯而言不是價錢貴的耐火材料就適合整窯通用,必須與工況相匹配。以干法水泥窯為例，它具有具有窯溫較高、窯速較慢、堿侵蝕較嚴重、結(jié)構(gòu)復雜和節(jié)能要求較高等工藝特點。為達到高產(chǎn)化、長壽化，其內(nèi)襯用耐火磚和耐火澆注料要結(jié)合水泥窯生產(chǎn)實際工況來選擇。  

材料選擇的幾個原則  

(1)必須滿足基本使用功能,同時盡量減少耐火磚的品種和磚型數(shù)量。  

(2)壽命盡量能夠匹配,如前窯口澆注料、上下過渡帶、燒成帶壽命能基本同步,能夠一次檢修最好。  

(3)大修周期可控:確保1年1次大修,爭取3年2次大修。  

2.分工明確：根據(jù)窯內(nèi)不同帶的溫度，選擇不同品種的耐火材料。  

（1）燒成帶必須使用堿性磚。主要包括鎂鉻磚、低鉻和無鉻的、含鋯或不含鋯的各類特種鎂磚以及白云石磚。  

（2）上下過渡帶的選擇比較多，如鎂鋁尖晶石磚、鎂鐵尖晶石磚(限奧鎂產(chǎn))、硅莫紅磚、AZM1680硅莫磚等,其中近年來開發(fā)的鋁質(zhì)磚——硅莫磚，特別是增加了紅柱石的硅莫紅磚，熱震穩(wěn)定性有很大的提高，在過渡帶取得了很好的使用效果，而且不掛窯皮的品種可有效防止后結(jié)圈。  

（3）安全帶耐火材料的選用主要就是考慮資金和壽命,不管用什么磚,只要品質(zhì)是貨真價實的都可以用,只是使用壽命有差異,如高強耐堿磚1-2年、抗剝落高鋁磚2-3年、AZM1650硅莫磚3-5年。  

“建信牌”水泥窯用系列耐火材料  

（4）卸料口內(nèi)襯是大型窯窯襯中最薄弱的環(huán)節(jié)之一，變形很小的窯上可用碳化硅磚、硅莫磚、硅莫紅磚、尖晶石磚等，對窯口溫度較低的窯，可使用熱震性優(yōu)良的高鋁磚，若窯口變形嚴重時時可采用剛玉質(zhì)或鋼纖維增強剛玉質(zhì)澆注料或低水泥型高鋁質(zhì)澆注料。  

3.專業(yè)施工：耐火材料的使用壽命和更換周期與耐火材料自身性能及施工質(zhì)量有很大關(guān)系，特別是耐火澆注料，由于它是現(xiàn)場澆注，其使用效果與施工質(zhì)量的優(yōu)劣關(guān)系更大，行業(yè)內(nèi)有稱‘三分材料，七分施工’的說法。因此，耐火材料的施工一定要嚴格按照施工規(guī)范，控制每一個環(huán)節(jié)、每一個細節(jié)。  

1）耐火磚施工：火泥的正確搭配、泥漿的飽和度、灰縫的控制；回轉(zhuǎn)窯內(nèi)耐火磚砌筑應注意：鎖磚的排列和布置、控制鎖磚板的插縫和位置。

（2）澆注料的施工：一般耐火澆注料在出廠后都會提供一份詳細的施工說明，其中對澆注料在施工中有明確規(guī)定：  

A、澆注料的烘烤：澆注料在使用前一定要進行烘烤，烘烤應滿足烘烤制度，保證澆注料中的自由水和結(jié)晶水能夠安全排出和充分排出，以免在投料或使用的前期出現(xiàn)‘脫皮、爆裂’情況，影響澆注料的正常使用。對于一些特殊的部位，最好在整體烘烤之前進行單獨的烘烤，對于一些關(guān)鍵（如前窯口、窯頭罩、冷卻機的熱段等）部位可以使用竹筷子預留排氣孔。  

B、加水量：在實際施工中，一定要控制攪拌過程中的加水量（最好不要超過推薦值的上限），保證澆注料有足夠的振動流動性即可。如果只為了方便施工，對加水量不進行限制，那澆注料的整體性能將會大打折扣，不能發(fā)揮出澆注料應有的使用性能。  

C、攪拌時間：澆注料攪拌時間與施工時的加水量有密切相關(guān)，一般要求攪拌時間控制在3-5min，攪拌機轉(zhuǎn)速最好在19轉(zhuǎn)/min以上。合適的攪拌時間能最大程度地發(fā)揮澆注料的施工性能和使用性能。  

D、錨固件的焊接和熱膨脹處理：錨固件的焊接環(huán)節(jié)，首先應保證其布置合理，受力方向符合要求；同時，焊接所用的不銹鋼電焊條要按照規(guī)范要求執(zhí)行，焊縫應做到光滑而飽滿，并要做好錨固件的熱膨脹處理。  

4.堅持科學、合理的日常運營和維護  

（1）烘窯升溫：窯襯砌筑好后還須妥善烘烤，烘烤時升溫不能過快，以免產(chǎn)生過大的熱應力而導致磚襯開裂、剝落。窯襯烘烤必須連續(xù)進行，直至完成，并且要做到“慢升溫、不回頭”。為此，烘烤前必須對系統(tǒng)設(shè)備聯(lián)動試車，還要確保供電。此外，停窯時窯襯的冷卻制度亦對未更換的耐火磚使用壽命有很大影響，因此停窯不換磚時必須慢冷以確保窯襯的安全。  

（2）窯皮的粘掛及保護：燒成帶及其兩側(cè)過渡帶磚襯上窯皮的穩(wěn)定與否，是影響磚襯使用壽命的決定性條件。新磚砌好，按正常升溫制度到達投料溫度后，即進行投料。第一層窯皮的形成就是從物料進入燒成帶及前后過渡帶時開始，必須嚴格控制熟料結(jié)粒細小均齊，配料合理;耐火磚熱面層中應形成少量熔體，使熟料與磚面牢固地粘結(jié)。粘結(jié)后，磚襯表面層溫度降低，熔體量減少，黏度增大，粘結(jié)層與磚襯面間粘結(jié)力就越大。而熟料繼續(xù)粘到新粘結(jié)的熟料上，使窯皮不斷加厚，直至窯皮過厚，窯皮表面溫度過高而造成該處熟料中熔體含量過多且黏度小，熟料不能再互相粘結(jié)為止。第一層窯皮粘掛的質(zhì)量優(yōu)劣對延長窯襯壽命有重要的作用。  

（3）減少停窯次數(shù)，提高預分解窯的運轉(zhuǎn)率：由于頻繁地非計劃開停窯，往往是緊急止料停窯，會造成襯磚熱面迅速冷卻，收縮過快，磚內(nèi)產(chǎn)生嚴重的破壞應力，應力隨多次停窯頻繁作用于磚內(nèi)，導致其過早開裂損壞。再次開窯時，磚熱面層往往隨窯皮剝落，還使窯襯內(nèi)磚位扭曲，降低窯襯使用壽命。  

（4）穩(wěn)定窯的熱工制度：窯在運轉(zhuǎn)時，如熱工制度不穩(wěn)，會造成窯內(nèi)襯料忽冷忽熱，窯皮時長時塌，極易發(fā)生耐火磚開裂剝落、炸頭等現(xiàn)象，使用壽命大大縮短。