如何提高水泥迴轉窯耐火磚使用週期

2022-06-28 07:27:02 字數 3432 閱讀 6362

迴轉窯(rotary kiln)作為水泥廠裝置重要組成部分,其使用壽命得到了廣泛的關注,因此今天我們就根據多年的經驗**一下在使用中怎樣有效的保護水泥迴轉窯,提高其使用壽命。

1、開停是關鍵,每小時公升溫d30℃,保溫控制300℃以上。   由於鹼性磚的熱膨脹係數大,1000℃的膨脹率大約為1-1.2%,文獻指出:

「公升溫至1000℃且磚襯中應力鬆馳尚未出現前,可導致300n/mm2壓應力,這相當於十倍普通鎂鉻磚的結構程度,六倍直接結合鎂鉻磚、白雲石磚和尖晶石磚的結構強度,因此,任何種鹼性磚都承受不了」,該文獻同時指出,「窯體受熱膨脹率可部分補償襯內的膨脹率達0.2%-0.4%,為1000℃下普通鎂鉻磚熱膨脹率的1/3。

但這是在熱平衡條件下發生的作用,故特別在點窯時烘窯速度要慢,使窯體溫度緩慢上公升,才能發揮窯體的補償作用。」這是使用鹼性磚的關鍵所在,因此《水泥迴轉窯用耐火材料使用規程》(試行)專門於第五章第一節對窯襯的烘烤和冷卻作了明確的規定。在烘窯公升溫過程中,尤其在磚面溫度300—1000℃區域內,公升溫速度一定要小於60℃/h。

這在理論上是很清楚的,在執行中確有一定的難度。   對於以煤粉作燃料且採用火把點火的窯來講,難點之一是溫度不易控制,因為在迴轉窯內煤粉能被火把點燃且形成火焰需要一定的濃度,尤其是檢修後冷窯點火烘窯時,由於窯內和二次風溫度都很低,煤粉燃燒速度和火焰傳播速度都較慢,因此著火濃度下限較高,當達到了著火濃度能夠點著並形成火焰時,所發出的熱量就大大的超過了所需的熱量。溫度無法控制,乙個小時之內磚面溫度就會公升到500℃以上,使鹼性磚受到了一定的擠壓操作。

為此,我建議採用雙油流油槍,小時噴油量在100—1000kg之間可任意調節,噴咀前壓力在之間即可得到滿意的霧化,開始時用油烘窯,到一定溫度後採用煤油混燒以節約用油。磚面溫度超過1000℃後(在有火焰的情況下磚面暗紅色)改為燒煤,可較好控制公升溫過程。   難點之二是每次用10—20幾個小時烘窯,生產管理部門在觀念上不易接受,有時連推行8—12小時烘窯都有困難。

  難點之三是不準備換鹼性磚時的停窯保溫問題,尤其是在事故狀態下,都想盡快冷卻(包括冷卻機,預熱系統事故)進去檢修,由於急冷使鹼性磚受到操作,如上述三方面問題都存在,新換的磚第一次停窯後常發現窯皮帶著30—60mm的磚脫落,剩下的磚還可見著明顯的橫向裂紋。經過幾次這種過程的反覆,新換的磚可能在幾十天內導致發生紅窯事故。

2、裝置是基礎要想避免開停車期間急驟公升溫和急冷對鹼性磚的損害,除需要適用的燃燒裝置外,更重要的是要認真地執行點火公升溫和冷窯制度,而裝置的長期安全運轉則是嚴格執行點火制度和停窯冷窯制度的基礎,如果每次點火公升溫後都能正常執行乙個月以上甚至幾個月的時間,那麼用於點火公升溫花費的時間和費用就會變得無足輕重,但如果裝置狀態不好,每月都要有幾次甚至十幾次的停窯,就不可能嚴格地執行點火公升溫和停車冷窯制度,因為頻繁的停窯每次都用二十幾個小時左右的時間來烘窯,從時間上,到費用上都花不起,而急驟的公升溫和快速冷窯必然導致磚的損傷破壞,因此事故頻繁的迴轉窯上,鹼性磚的使用壽命不會太長,由此可見,在使用鹼性磚的問題上,裝置也處於基礎地位。

3、窯皮是屏障迴轉窯的窯皮對鹼性磚的保護作用是明顯的,性磚從以下幾個方面進行保護。

(1)減少磚內因溫差造成的內應力文獻指出:「大型窯內火焰溫度達到1700℃以上,如無窯皮保護,耐火磚極易因磚內溫差應力太大而炸裂剝落。窯皮的導熱係數為1.

163w/mk。而鹼性磚為2.67-2.

97w/mk。如能經常維持有150mm左右的窯皮,鹼性磚的熱麵溫度可維持在600—700℃,熱面層的膨脹率只有0.6-0.

7%,而無窯皮保護時耐火磚熱面層的膨脹率可達1.5%,後者造成窯內溫差壓力可達60—70mpa,超過磚的強度,導致磚的開裂和隨窯皮的剝落」。

(2)減少受化學侵蝕的機率,若用無煙煤可適當放大膨脹縫如果沒有窯皮保護,熟料中的液相、熔融鹽、燃氣中的鹼、氯、硫等揮發物質和一氧化碳都會對鹼性磚進行侵蝕,使磚結構發生惡化而易遭到損壞。

(3)減緩熱震的幅度窯皮既然是屏障,自然也是窯內溫度波動的緩層,窯溫在一定範圍內的波動,通過窯皮傳到磚面影響甚微,即使是停車冷窯和開車點火公升溫期間,由於窯皮的存在,乙個是減緩了磚熱麵的公升溫速度,二是大幅度降低了當窯溫達到正常時磚面的溫度,降低了膨脹率,因此,窯皮較完好時點火公升溫可適當加快速度,同時由於窯皮的保護,磚面的熱疲勞程度也會明顯減輕。

(4)窯皮的存在還可減少高溫對鹼性磚的燒蝕和高溫狀態下對耐火磚的磨損。

(5)窯體表面溫度不應超過370℃,超過了這一溫度,應及早採取降溫措施。  此時窯溫可在正常煅燒溫度範圍內偏低控制,並適當減喂生產、加緊補掛窯皮。

4、穩定是前提由上述,可見掛好和保持好窯皮對延長鹼性磚的使用壽命至關重要,文獻指出:「一旦窯皮脫落,耐火磚就會暴露在高溫中迅速被加熱,燃氣中的k20、c1、s02就會滲入磚內發生侵蝕,窯皮頻繁更替會使磚的結構發生惡化,降低其抗熱疲勞的效能」。   而保護好窯皮的前提是熱工制度的穩定,因為窯內每次較大的溫度波動都會對窯皮造成不同程度的傷害。

  熱工制度的穩定是各個工藝環節均衡合理控制的綜合效果,其中首要的是燃燒過程,只有在煤粉質量,通風裝置、控制儀表及喂煤計量系統等各環節都能滿足工藝要求的條件下,採用效能優良的燃燒器以求得合理的火焰形狀,才能建立起穩定的熱工制度,有利於窯皮的保護。由於窯內溫度分布合理,不僅可改善窯皮的新陳代謝過程,使窯皮保護厚度均勻平整,還可取得降f—ca0的效果。較高的燃燒效率不僅可以減少還原——氧化氣氛的交替對鹼性磚的侵蝕,還可減少鹼、硫的二次揮發,減少對鹼性磚的化學侵蝕,同時對於杜絕傳統迴轉窯結圈,防止新型乾法窯的結皮堵塞和窯內起大蛋也有重要意義。

  追求成份合理,質量均衡的生料是穩定熱工制度的另乙個重要方面。對於新型乾法窯,入窯物料分解率的穩定也是保持熱工制度穩定的重要環節。   操作人員具有正確的操作指導思想和較高的技術水平也是保持熱工制度穩定的條件之一。

5、管理是保證在明確了鹼性磚的特性,使用方法和條件之後,怎樣遵循技術規律,抓好使用過程的各個環節的管理則是用好鹼性磚,延長使用壽命的保證。   第一要選好供貨廠家以確保鹼性磚的質量。也應重視產品的包裝、倒運、儲存過程的管理以防止磚在保管中淋濕,受潮水化和倒運過程中損壞。

  第二,是作好鹼性磚的砌築環節的管理,這在「水泥迴轉窯用耐火材料使用規程」中已有明確的要求。這裡強調一點,即迴轉窯本身已檢修試車完畢後才能砌鹼性磚,砌完磚到點火公升溫前再不允許有較多的翻窯。因為火磚表面並不規整,窯一轉動磚面之間就要磨合使磚鬆動,如有較長時間的轉窯會使縫隙增大,每環上方的磚就要下沉,這不僅需要處理(處理作業還比較危險),而且不論是加鐵板處理還是加磚處理都是減少了用於烘窯期間膨脹補償的縫隙,增大了烘窯期間火磚熱麵的膨脹擠壓應力,會明顯影響使用壽命。

  第三要依據《水泥迴轉窯用耐火材料使用規程》和每台窯的具體情況制定使用制度的細則,例如,用於點火公升溫的時間和各段公升溫速度,新砌磚和剩餘磚厚分別為150mm、l00mm、80mm的磚,由於熱麵所承受的擠壓力不同應有所區別:有窯皮和無窯皮,窯皮好與不好時,公升溫速度亦應有所區別,作到既保證公升溫過程的安全,又盡可能的節省時間。   總之,對於鹼性耐火材料來講,不斷地開發、研製新品種、不斷地改善效能,製造出優質的磚是全過程的一半;合理的使用,不斷地改良使用方法,延長使用壽命是全過程的一半,對於使用者來講,後一半的效益更直接,因此顯得更重要。

但只有在充分了解鹼性磚的各種效能,了解使用過程的條件要求,並努力創造條件滿足要求,掌握使用方法,認真加強使用過程的管理,才能取得滿意的效果。

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