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水泥窑过渡带耐火砖的损坏机理及解决方案

2015/07/24 郑州瑞泰耐火科技有限公司 李法营

在水泥窑中,过渡带是指从窑头计算5D到7D(D为窑径,单位为米)的位置(上过渡带)和窑口到0.6D的位置(下过渡带),该部位窑衬使用过程中承受来自各方面的腐蚀及压力,导致耐火材料寿命通常低于烧成带40%,究其原因,归纳为以下几种:......

  在水泥窑中,过渡带是指从窑头计算5D到7D(D为窑径,单位为米)的位置(上过渡带)和窑口到0.6D的位置(下过渡带),该部位窑衬使用过程中承受来自各方面的腐蚀及压力,导致耐火材料寿命通常低于烧成带40%,究其原因,归纳为以下几种:

  一、损坏机理

  高温损害

  放热反应主要发生在上过渡带,此处物料温度为1000℃~1300℃,气体温度为1400℃~1600℃,窑衬直接暴露在高温环境下。

  2、化学侵蚀

  在高温作用下,K2O,SO?、KCL等挥发性组分直接对耐火砖表面侵蚀、渗入,使耐火材料热端逐渐变性、剥落、影响寿命。

  机械应力

  ①传统回转窑转速为1r/min,而NSP窑转速可高达3-4r/min,窑每旋转一周,筒体的曲率都会发生周而复始的改变,耐火材料内衬将不可避免地受到窑体周期性挤压力以及砖圈内部中平衡应力的作用,在疲劳载荷反作用下发生损坏。

  ②随着水泥窑产量设计越来越大,窑径也越来越大。窑径逐渐变大之后使耐火砖的热端设计必须变宽,冷热端的距离必须加长,砖的自重增加,迫使砖与砖的接触面之间所受的力必须更大,才能保证整环砖的稳定性,所以,对耐火砖的抗压强度要求也越来越高。

  ③二档轮带一般都处在上过渡带,由于筒体变形和筒体与轮带膨胀量不匹配,使砖受到的挤压力和剪切力增大。

  4、由于煤粉粒度不够细,水分偏高,导致煤粉后燃,大量煤粉在上过渡带燃烧,使此处温度过高,同时,喷煤管内外风调整不当,送煤风机风压过大、二次风温过低等使煤粉燃烧速度低于煤粉颗粒在窑内的前进速度也是导致煤粉后燃的原因。

  5、部分厂在使用无烟煤过程中,为提高燃烧速度,往往将无烟煤粉磨得很细,出现超细粉,超细粉在窑口燃烧迅速,使窑口温度偏高,缩短下过渡带使用寿命。

  6、上下过渡带偶尔都会结窑皮,但很快会脱落,每脱落一次,都会将耐火砖剥离一层,如此循环,使耐火砖很快变薄。

  二、解决方案

  1、为减少化学侵蚀,必须提高原材料的品位和纯度。从源头着手,减少生料中有害化学成分的含量。

  2、使用优质燃煤,降低硫及其他有害成分含量。

  3、调整合适的轮带间隙,在窑运转过程中,定期测量滑移量(窑每转一周,轮带和筒体的相对位移)。

  S理论≦Δμ/π

  S实际≦Δμ/2.6

  S理论——为轮带理论间隙,单位mm

  S实际——为轮带实际间隙,单位mm

  例如:φ4.8m回转窑,当Δμ=26mm时,S理论≦Δμ/π=26/3.14=8.28mm

  S实际≦Δμ/2.6 =26/2.6=10mm

  具体控制指标根据窑径不同,请参阅相关资料。

  优化工艺制度,严格控制原燃材料的各项工艺指标及生产过程当中,风、煤、料的匹配。

  对于生产中一些不可抗拒、人为无法控制的现象,只能通过改变窑衬材质来尝试。目前,过渡带使用最多的品种为硅莫砖,硅莫红、镁铝尖晶石等,可选用声誉较好的企业购进此类产品。

  尝试使用新型材料,郑州瑞泰耐火科技有限公司生产的低导热多层复合莫来石砖,凭借其独特的三层复合设计,不仅使其综合密度低至2.3g/cm3,而且综合导热系数(1.7~1.9W/m·K,1000℃)远远低于硅莫砖,筒体温度均比比原用硅莫砖低60-90度,使用一年以后,砖厚仍然在13~15cm,且比使用硅莫砖节约标煤达到1100吨,直接节约成本30万左右,另外由于自重减轻,所带来的电能的节省也相当可观。目前已经在南方水泥、冀东水泥、华润水泥、华新水泥、北方水泥、中联水泥、西南水泥、葛洲坝水泥、福建水泥、祁连山水泥、赛马水泥等国内大型水泥企业80多条水泥窑使用,节能效果明显,使用周期稳定。

  总之,每一条水泥窑都是一个不同的系统,找出它问题产生的原因并解决之,有时需要多方配合,才能起到事半功倍的效果。

(责任编辑:陈宗勤)

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