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。
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1 水泥窑耐火材料使用现状
水泥的生产自1824年出现以来，从立波尔窑、机立窑、预热器窑到窑外分解窑，走过了漫长的180多年。上世纪八十年代开始，我国新型干法水泥生产线迅速发展，至今仅仅30年我国1000t/d—10000t/d的新型干法熟料生产线达到了1200多条。从而对耐火材料的使用提出了更高的要求。
耐火材料做为水泥烧成系统衬体的作用主要是保护高温筒体，使筒体免受高温火焰和窑内炽热物料的直接影响；另外，耐火材料还有助于减少筒体的热辐射和对流热损失，并把从窑内气体接受的热能传递给物料，以提高窑的热效率。
回转窑的运转周期主要决定于窑衬的质量，因此，选择适宜的耐火材料并保证窑衬的镶砌质量是实现回转窑长期安全运转的关键。
2 水泥回转窑耐火砖损坏及解决方案
窑内耐火砖使用的好坏，直接影响到水泥窑运转率和熟料产量。新型干法水泥窑耐火砖的使用周期不应少于10个月，每吨熟料的砖耗应低于500克，否则，应认真分析影响耐火砖的寿命的原因以便改进、提高。
影响窑内耐火砖使用寿命的因素主要有三个方面：第一，耐火砖的品质和配置；第二， 工艺生产状况；第三，耐火砖的保管与施工。
第一方面是前提，选择优质的产品和合理的选型配置是确保正常使用的必要条件，妥善的保管和高质量的砌筑是延长耐火砖使用寿命的可靠保障！窑内衬砖在生产中会遭受机械应力和化学应力的综合破坏，现将损坏现象及原因分析如下：
2.1 机械应力损坏
2.1.1 热膨胀挤坏耐火砖
在窑温升到一定程度，热膨胀在窑轴向会产生压力，造成相邻耐火砖之间相互挤压，当压力大于耐火砖的强度时，就会导致耐火砖面剥落。针对这种情况应采取以下措施：1.干砌耐火砖，设置合理侧纸板，湿砌耐火砖留设2mm火泥缝；2.留设合适的挡砖圈。
2.1.2 铁板应力损坏
在耐火砖的热端，面铁板与镁砖内的氧化镁在高温下发生化学反应，生成镁铁化合物，该化合物体积增大，挤压耐火砖，水平状断裂。针对这种情况，应改掉耐火砖贴面铁的做法或用火泥代替。
2.1.3 耐火砖大面积扭斜错位
由于砌筑过松，频繁开停窑，窑筒体变形，使窑筒体与衬砖冷面相对运动造成衬砖扭斜错位和砖面炸裂，掉角。针对这种情况应采取以下措施：
1. 砌筑时，耐火砖大面用木锤敲实，锁砖应锁紧，认真二次加楔铁；
2. 保持稳定的热工制度；
3. 窑筒体变形部分用高温胶泥平整。
1. 砌筑时，耐火砖大面用木锤敲实，锁砖应锁紧，认真二次加楔铁；
2. 保持稳定的热工制度；
3. 窑筒体变形部分用高温胶泥平整。
2.1.4 椭圆度应力挤压
窑轮带垫铁间隙增大产生较大椭圆度造成耐火砖挤压。针对这种情况应定期检测筒体椭圆度，如椭圆值超出窑直径的1/10（例如4.7米窑径，最大椭圆值为0.47%），应更换垫板或增加垫铁调整轮带间隙。
2.1.5 锁口铁应力挤压
锁砖时，锁口铁过多过紧，会导致形成锁口处砖沟。针对这种情况应采取以下措施：
1. 在同一锁口处锁口铁不超过3块；
2. 锁口铁间距尽量分散；
3. 锁砖时里外口松紧一致；
3. 锁砖时里外口松紧一致；
4. 锁口铁尽量远离薄锁砖
2.1.6 挡砖圈挤压耐火砖
挡砖圈处的挡砖（异型砖）因受挤压断裂和出现裂缝，针对这种情况应改单道挡砖圈为双道挡砖圈，在挡砖圈上砌整砖避免加工异型砖。
挡砖圈处的挡砖（异型砖）因受挤压断裂和出现裂缝，针对这种情况应改单道挡砖圈为双道挡砖圈，在挡砖圈上砌整砖避免加工异型砖。
2.2 热损坏
2.2.1 过热现象
窑内温度局部过热导致耐火砖熔化形成凹坑现象。为了避免这种情况，应正确调节燃烧器和在不同部位选择合理的耐火材料。
2.2.2 热震现象
由于温度突然变化产生热应力造成砖面剥落开裂，主要是由于频繁开停极冷极热造成的。应稳定生产操作，制定合理的升温冷窑制度。
2.3 化学侵蚀损坏
2.3.1 碱侵蚀
2.3.1 碱侵蚀
气相碱盐化合物渗入砖体空隙内冷凝和固化，在砖体形成碱盐的水平渗透层，在生产中应减少入窑碱盐含量。
2.3.2 铬侵蚀
在过量的碱盐侵蚀下，铬矿石与游离的(K、Na)2O生成K2(Na2Cr6),化学反应产生的六价碱铬酸盐不但对砖体造成损坏，而且会污染环境和严重毒害身体健康，所以应减少和停止使用镁铬砖，以镁铝尖晶石、镁铁尖晶石、白云石砖等替代。
2.3.3 水化现象
MgO与水反应生成Mg(OH)2,体积增加从而破坏耐火砖的整体结构。由于含MgO和CaO的耐火砖会有水化反应，所以在耐火砖的储存、运输和砌筑时应确保避免受潮，防水、防雨。从以上耐火砖的损坏机理可以得出结论：耐火材料施工规范化能够有效延长耐火材料的使用寿命，专业、敬业、富用经验的筑炉施工是耐火材料使用的重要环节。
3 冀东发展工程公司的维修特点
3.1 建立了完整的维修管理体系
冀东发展工程公司是集筑炉维修、机械维修、电气维修于一体的专业化公司。维修项目覆盖水泥生产线的所有机械设备和电气设备及输送系统。拥有炉窑工程专业承包贰级资质，现有进口打砖机、可调式砌砖机、低架叉车等齐全的砌筑设备。有一大批经验丰富、技能熟练的筑炉工人，具有在不同地域、不同季节、不同耐材品种、不同施工方法的作业经验，回转窑砌砖最高记录126环/班（12小时）。公司在为冀东发展集团40多条水泥生产线维修保驾的同时，还长期为国内30多条水泥生产线提供优质的维修服务。
3.2 建立一体化集成维修模式
依托冀东发展的水泥生产优势，以技术创新提升核心竞争力和服务水平，正努力推进技术服务、备品备件、生产检修、生产维护一体化的新型维修模式，实现由单纯维修向集成服务商的转变。2010年在冀东水泥多家子公司实现了维修保驾服务，以追求窑运转率为目标，变被动维修为主动维修，从而实现了生产维修一体化并取得了显著的效果。冀东水泥全年平均运转率为92.3%，其中唐山公司二分厂三条生产线运转率分别为96.54%、96.14%、95.86%。
3.3 建立区域化维修战略
针对维修施工时效性和区域性的特点，分别在陕西、大同、重庆、河北唐县、吉林建立了维修子公司，维修范围覆盖了华北、东北、西北、西南、内蒙，能够保证十几条生产线同时大修。公司下属单位包括：唐山盾石建筑工程有限责任公司、唐山盾石筑炉工程有限责任公司、陕西冀东水泥盾石工程有限责任公司、大同冀东水泥盾石工程有限责任公司、璧山冀东发展盾石工程有限责任公司、唐县冀东发展盾石工程有限责任公司、吉林冀东发展盾石工程有限责任公司、陕西冀东水泥盾石工程有限责任公司铜川分公司、大同冀东水泥盾石工程有限责任公司武川分公司。
3.4.水泥项目工程建设
ａ. 冀东发展工程公司拥有建筑、安装贰级总承包资质，已完成了几十条水泥熟料生产线的项目建设。
ｂ. 承包模式：EPC工程总承包；PMC工程项目管理；土建施工；安装施工。
ｂ. 承包模式：EPC工程总承包；PMC工程项目管理；土建施工；安装施工。
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