产业峰会 | 齐砚勇：烧成系统操作方法改进可促进水泥行业绿色发展
3月28日上午，由中国水泥网主办的“第十三届中国水泥产业峰会”顺利召开。西南科技大学副教授 齐砚勇为峰会带来了以《碳减排背景下烧成系统操作方法》为主题的精彩报告。
新型干法窑用的燃烧器浇注料寿命一般仅为l3个月，有时使用几天就要因为浇注料掉块剥落而必须修补或更换，严重影响生产线的正常运转，浇注料损坏，还会造成燃烧器钢结构损坏。如果增加浇注料的厚度，可以在一定程度上延长其使用时间，但会使燃烧器钢结构在高温下负载过重而弯曲变形。为此，我们在分析造成燃烧器浇注料损毁原因的基础上，研制了燃烧器用新型浇注料。......
1．1 耐热钢扒钉材质与焊接质量问题
1)燃烧器的工作环境温度高，衬体表面温度可以达到1 500以上，耐热钢扒钉如果耐高温性不好，会很快氧化，并造成其强度降低，导致浇沣料脱落。扒钉膨胀产生的应力也会破坏浇注料的结构一另外，扒钉表面无防氧化和防膨胀处理，加剧了上述不利影响。几种耐热钢的熔点和临界氧化温度见表l。
2)施工前未对燃烧器表面清理和除锈，影响扒钉的焊接质量，在使用过程中扒钉开焊导致耐火浇注料脱落；焊接不认真，或扒钉与燃烧器钢结构表面接触面积太小也会使扒钉焊接不牢。
3)扒钉的直径、尺寸以及排列方式不合理时，也影响浇注料的施工质量和使用效果。1．2耐火浇注料施工的影响
1)施工时浇注空间小，施工人员往往存拌料时加入较多的水，以使浇注料具有较好的流动性，但增加了耐火材料衬体中的气孔串，降低衬体的密实性，从而降低其强度(如果耐火浇注料为化学结合，加入过多的液体结合剂，会产生同样不利的影响)：反之，衬体振捣不密实，亦会缩短浇注料的使用寿命。
2)衬体厚度薄，浇注空间小，模具与燃烧器之间密布了许多扒钉，浇注振捣时，振动棒的操作极困难，操作不熟练或不认真，浇注料也会振捣不实。
3)浇注后，如果未经充分养护，由于衬体早期强度低、结构疏松，往往来不及烧结就已经损坏；衬体骤然升温，有时还会炸裂。
4)冬季施工时，环境温度低使结合剂(水合性)水化不完全或不水化，或者浇注体受冻，都会严重降低浇注料的强度或破坏其结构，从而影响使用效果。
1．3化学侵蚀
来自原燃料中的钾、钠、硫、氯等有害成分在高温下形成含碱的硫酸盐和氯化物，渗入到浇注料中卜了之发生化学反应生成钾霞石(KAS2)、白榴石(KAS。)和正长石等矿物，产生膨胀，导致浇注料开裂和剥落。熟料中的含钙化合物渗入到浇注料中生成低熔点的钙长石(C。AS：)或钙铝黄长石(C：AS)，导致其高温强度和抗侵蚀性下降[3]
1．4磨损
使用多风道燃烧器的新型干法窑，由于二次风量多，人窑风速大，加之篦冷机与窑中心线偏置，人窑的二次风还伴有涡流运动，因此对燃烧器浇注料磨损十分严重。经过观察，燃烧器头部下端浇注料最先损坏，说明携带0
2ram砂尘的二次风进入回转窑后将直接冲刷燃烧器浇注料头部下端。另外，燃烧器设计不合理或有损伤，也会在其端部产生涡流，导致头部浇注料损坏。
1．5 热震
窑系统在连续稳定的工作状态下，燃烧器浇注料内部产生的热应力破坏作用很小。但是，紧急停窑时导致的急冷会产生剧烈的热震作用，使浇注料严重损伤。此时，浇注料的损坏严重且迅速，经常会有10mm左右的剥落，而燃烧器头部下端的浇注料会出现更大的毁坏，严重时甚至会露出燃烧器钢体。
图1为某2 500t／d生产线窑用NC一Ⅱ三风道燃烧器使用过程中受热震作用后损伤情况。可以清晰地观察到头部下端有10mm左右的剥落层。该剥落层很明显是受化学侵蚀后的变质层，在冷热交替作用F，受热应力冲击出现断裂，导致脱落。
1．6其他(堆料、挂胡须、材料自身)
燃烧器上部堆积的高温熟料，会对浇注料产牛侵蚀。高温熟料、碱性化合物与浇注料反应产生低熔物，将会在燃烧器头部形成“挂胡须”现象，影响煤粉燃烧和火焰形状，生产单位往往用钢钎去处理，此时会对浇注料造成不同程度的伤害。另外，如果浇注料自身材质不佳、配比不科学或生产时混入杂质，都会导致快速损毁。
上述损毁中，浇注料自身材质或技术不佳及热震损伤是燃烧器浇注料毁坏的主要原因。
2解决措施
2．1研制燃烧器用新型浇注料
提高原料档次，保证浇注料的耐高温性和较高的体积密度(一般要求达到3．1 3．2g／(cm3)，使其具备良好的耐磨性。根据这种原则，我们研制、开发了超低水泥结合的Al203一SiC质耐火浇注料，材料临界粒度为5
8mm，碳化硅粒度为0
l[Illql，加入量为10％
1
5％，其原料指标见表2，浇注料技术指标见表3。
2．2采用优质合格的耐热钢制作扒钉
一般采用1Crl8Ni9]ri耐热钢，扒钉‘尺寸、形状要设计合理，根据经验，其直径为6
8mm，形状为“V”形，“V”形底部要加工出20mm左右的焊接而，高度为浇注料衬体厚度的80％左右，扒钉必须做防氧化和防膨胀处理，可以套塑料管、缠胶布。但较好的方法是在扒钉表面涂上一层2
3mm的沥青。耐热钢沿轴向的膨胀明显大于其径向，凶此不管采用什么方法，必须将扒钉头部包住，包裹物厚度应超过其他部位。扒钉焊接必须牢固可靠，“十”字排列．间距根据燃烧器大小设计，一般为50mm左右。
2．3做好施工前准备工作。确保施工连续进行
必须采用铁制、安装方便、尺寸准确的模具。浇注料要先用搅拌机(事先要清理干净)干混2
3min，保证物料均匀，然后加水(或液体结合剂)搅拌2
3min．要按照浇注料使用要求严格控制加水量，并要根据环境温度合理凋整，以保证有良好的施工性并凡小会影响其使用性能。拌好的浇注料要在其初凝之前HJ完，否则必须废弃，浇注时要依次进行，全面细致，不能漏振，以浇注料达到密实、返浆为止。施工结束后必须要有充足的养护时间，待其完全硬化后方可脱模使用。
2．4注意升降温速度
投人使用后，在条件允许的情况下，应缓慢升温或降温，注意维护。
3 应用
此浇注料经多家水泥厂应用，取得了满意的效果。日前，在500
l 000t／d窑上已经使用12个月，在陕西尧柏水泥有限公司2 500t／cl干法窑NC一Ⅱ三风道燃烧器上，已经连续使用6个月以上，并且在检修时只需更换头部500mm左右浇注料即可，完全可以满足没备的连续、高效运转，创造了可观效益，同时也节约了部分材料费用。
编辑：
监督：0571-85871667
投稿：news@ccement.com
本文内容为作者个人观点，不代表水泥网立场。如有任何疑问，请联系news@ccement.com。（转载说明）
