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水泥窑各部位耐火喷涂料的选用及施工要点

2016/08/15 中国建材报 刘凤

近几十年来,新型干法水泥生产工艺代表水泥生产的发展方向。熟料产质量高、节能效果好、自动化程度高、环境污染小,并且日益大型化。目前我国已完全自主设计日产2500吨~1.2万吨的新型干法窑,其中耐火材料衬料的应用,有十分重要的经济意义。......

  随着我国水泥生产技术的不断进步和窑型的大型化,水泥烧成系统的耐火材料技术也在日新月异地快速提升中。耐火材料的使用寿命是直接影响新型干法水泥生产线运转率的主要因素之一。如何延长耐火材料使用寿命,逐渐做到无害化排放一直是水泥企业持续关注的课题。

  近几十年来,新型干法水泥生产工艺代表水泥生产的发展方向。熟料产质量高、节能效果好、自动化程度高、环境污染小,并且日益大型化。目前我国已完全自主设计日产2500吨~1.2万吨的新型干法窑,其中耐火材料衬料的应用,有十分重要的经济意义。

  由于不定形耐火材料技术的不断进步,一些设备的关键部位,要求苛刻的材质,便有些水泥窑炉的设计者和生产厂家,放弃了传统砖衬的观念,大量采用不定形耐火材料做内衬,如用于旋风预热系统、进料槽、窑尾烟室、窑口、喷煤管、窑头罩、篦冷机等锻烧设备上。由于不定形耐火材料性能和施工方法的改进,使耐火材料衬料的整体成本降低,为大中型水泥生产厂家带来可观的经济效益。

  喷涂料施工技术的主要特点

  一是喷涂料与砖衬相比,没有砖缝、整体性好、耐磨损、导热系数小、节能效果好;

  二是喷涂料的广泛应用,改变了水泥行业的窑炉结构,其使用性能可靠,寿命延长;

  三是喷涂料施工速度快,每小时可达6~10吨,施工时垂直距离可输送达80米高,水平距离可输送达200米远。因此每次维修时间短,操作费用低,窑的利用效率高。

  新型干法水泥窑各部位用喷涂料

  1.旋风式预热器

  这套装置包括一系列的立式“旋风式”热交换器,竖式排列。互相间有管子联结均化后的生料下行,同时窑里排出的废气上行。在每个热交换器中废气与生料进行热交换,使生料逐渐加热。然后通过管子落入一级交换器,每台窑具有单系列或双系列热交换器,温度从300℃(第一级交换器入口)到1100℃(最后一级交换器出口)。三次风下部燃烧室喷嘴处附近温度会更高一些。

  建议用耐火衬料:重质喷涂料16(1HR-DG16);重质喷涂料18(HR-DG18)。

  施工要点:以前这些热交换器绝大多数是用砖砌筑的,施工时间长而且设计复杂。目前一般用浇注料或喷涂料加不锈钢锚固钩的方法进行施工。衬厚150mm~250mm,通常单层,但有时也用50mm的轻质喷涂料10(LG-10)作底衬。

  2.进料槽(亦称下料斜坡

  物料处热交换器后,温度达1000℃的热物料先通过一个大的进料溜子再进入回转窑。由于燃料或物料本身的原因,在某些水泥厂,这个部位的耐火材料表面很快形成结皮(可达100mm厚)。如果原料的碱含量高或燃料(煤)中氯化物含量高,那么形成黏结堵塞,破坏交换器耐火衬表面,阻碍物料流动和废气排出,可用钢钎敲击或用高压水枪喷射除去结皮。

  此外,冲击、磨损、急冷急热现象对任何耐火材料衬料都会产生破坏。但喷涂料要比砖衬持久的多,因为砖衬的缝隙受侵蚀严重。如果结皮己与耐火材料内面起反应,那么清除结皮时很可能要带掉一块衬料表面。因此,这个部位的维修频率高,从而造成停窑抢修,影响窑的周期运转率。

  建议用料:高强喷涂料16(HR-DGl6);碳化硅高强喷涂料S2O(HR-S2OG)。

  施工要点:衬厚200mm~300mm,在边墙和斜坡上焊接1铬18镍9钛321型不锈钢锚固钩,通常不用绝热层,可以用喷涂的施工方法,也可以采用浇注的方法。HR-DG16、HR-S2OG是一种抗碱性的材料,不与任何堆积物起反应,S2OG是一种含SIC的材料,效果尤其明显。另外两种材料的优点还在于气孔率低,高温下强度大,抗磨性强,耐急冷急热性好。

  3.入口锥(进料锥体)

  回转窑的进料端通常是锥形的,其衬料以前为形状复杂的砖。但由于换衬困难,现在一般采用浇注料,环境温度900℃~1100℃,磨损严重。粉尘大量沉积在这个部位,同时回转窑转动时该部分受应力影响。

  建议用料:重质喷涂料16(HR-DGl6);高强喷涂料18(HR-DGl8)。

  施工要点:衬厚200mm~500mm,用铬25镍20“Y”型不锈钢锚固钩焊接。可喷涂施工,也可以采用浇注的施工方法,材料的选择要依据具体条件及使用寿命要求来决定。

  4.窑头罩

  窑头罩位于回转窑的排料端,喷煤管透过窑头罩伸入窑体内。该部位受一定程度的磨损,耐火材料表面有粉尘结皮并受火焰辐射,操作温度为1100℃~1200℃。

  建议用料:莫来石喷涂料16(HR-DG16):莫来石高强喷涂料18((HR-DGl8)。

  施工要点:上述喷涂料适用于底部边墙和喷嘴墙及顶部,材料的选择视具体情况而定,一般先喷75mm的LG-10作底层绝热料,然后再喷200mm~250mm的工作层。使用的锚固钩为1铬18镍9钛321型不锈钢锚固钩,间距为250mm~300mm。

  5.篦冷机

  靠近篦冷机各侧面受到水泥熟料的磨损严重,在墙上部和顶部粉尘沉积量很大,时常需要吹洗或机械清除。后墙(靠近窑体内落下熟料的那一端);受机械磨损较严重,因为熟料先落在后墙上,再到篦板上,熟料温度从1300℃降到250℃。来自风机的大量空气进入篦冷机,形成急冷急热的现象。

  建议用料:莫来石喷涂料16(HR-DG16):莫来石高强喷涂料18((HR-DGl8)。

  施工要点:工作面厚200mm~300mm,绝热层用轻质喷涂料10、厚75mm~100mm,用321型不锈钢锚固钩,间距300mm,许多厂家已把传统的拱形砖顶改为用锚固砖的平顶喷涂料或浇注料,其好处在于对墙进行定期修理时不影响顶部结构。

  新型干法水泥生产线有湿法窑和传统干法窑无法比拟的优势,在不定形耐火材料的选型上也有别与其他类型的水泥窑,建议各位耐火材料供应商要根据每个水泥企业自身设备、原燃材料等的实际情况给出优化配置建议,特别是提供总包服务的情况下,提高水泥窑生产效率的同时,降低企业的生产成本。

(责任编辑:武文博)

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