大型干法水泥窑系统用新型耐火材料衬体结构.docx

大型干法水泥窑系统用新型耐火材料衬体结构摘要：20世纪70年代中后期，随着新型干法水泥水泥窑的出现,促进了水泥工业向大型化、现代化方向发展，耐火材料作为水泥窑系统的“心脏”对水泥窑系统的正常运转起着至关重要的作用，因此，选择合适的耐火材料和施工工艺，针对现有耐火材料使用中存在的问题进行持续的技术改进，推动技术创新，是保障水泥窑系统运转率稳步提升、降低耐火材料单耗、降低水泥生产系统热耗的重要途径，也是助力水泥工业节能降耗、优质高产发展的有效方法。本文以国内大型干法水泥回转窑窑口耐火材料系统、窑头罩顶部吊挂式耐火材料、篦冷机新型吊挂耐火材料和矮墙耐磨预制砖的使用现状及技术提升方面做一个简要阐述：1 .回转窑窑口耐火材料系统使用工况及现状：窑口耐火材料包含窑口浇注料和相邻的耐火砖，窑口耐火材料的使用寿命对整条水泥生产线的运转周期有着至关重要的影响。窑筒体与水平线成3.5%蝴的倾斜，水泥熟料通过冷却带后由窑口排往篦冷机，由于窑口没有稳定的窑皮，耐火材料除了要承受1400C以上的高温以外，还需要承受急冷急热气流冲击、熟料磨损及运动物料的推力和窑内耐火砖的轴向应力等机械应力、热应力和化学侵蚀的破坏，使用条件十分苛刻，因此要求窑口耐火材料必须具有良好的机械强度、抗热震性和耐磨性。改进方案：针对窑口耐火材料在使用过程中暴露出的一些问题，通过剖析损毁机理，建信科技通过调整工艺配方，改进耐火材料衬里结构，研发出高性能窑口耐火材料系统：为适应大型水泥窑的运转工况特点，延长其使用周期，达到窑口浇注料与相邻内衬耐火砖使用寿命同步，窑口浇注料在施工时需在与冷却带过渡区砌筑3-5环和窑口浇注料同步寿命的耐火砖。窑口浇注料分块间隔施工：传统的窑口施工方法，由于锚固钉结构不合理、膨胀缝留设不合理导致窑口浇注料无法承受热应力而挤压爆裂。施工改进后要求模板预先制作好，内侧板、外侧板及上盖板统一组装成型，每两块护板之间放置5mm陶瓷纤维棉，做贯通式膨胀缝。浇注时以护铁为单位，即把整个圆周向分成若干块，由八点半位置开始向模板里浇注，每次浇注一块护铁，同时振捣，并预留好排气孔，待凝结后，转至与之间隔一块的第二个浇注点，如此反复，直到结束。分块间隔施工充分增加浇注料凝结时的散热面，减小单块浇注料凝结时的体积，缩小内外温差，减少热膨胀所引起的爆裂、脱落。通过改进，建信科技研发的高性能窑口耐火材料系统，在无修补的情况下，使用寿命可达24个月，较国内外同类产品优势明显，充分提高了水泥生产企业的生产效率和生产效益。2 .篦冷机一段新型吊挂式耐火材料和矮墙高强耐磨预制砖使用工况及现状：篦冷机一段环境温度可达I100,侧墙和顶部耐火材料受热气流冲刷严重，经常出现剥落、坍塌等现象。矮墙长期受到高温熟料颗粒冲刷、侵蚀，磨损，同时跟冷热空气交替接触，使用周期较短（6-10个月）。传统的整体采用不定形浇注料，且在使用于此部位时常常加入耐高温钢钎维和耐磨材料等来改善其性能，以延长其使用寿命，但因受现场施工条件、养护、烘烤等诸多方面影响，总不能从根本上改变这一状况。并且篦冷机设备如果中途需要对篦床盲板部件进行检修更换时，即使矮墙浇注料完好，也必须打掉清出检修空间，从而直接增加了维修费用。改进方案：根据新型干法水泥窑篦冷机热工工艺特点，建信科技经过研究和实际应用，根据篦冷机矮墙温度变化大，长期处于颗粒的冲刷这一特点，把篦冷机矮墙浇注料改为高强耐磨预制砖（将浇注料预先浇注成一定规格尺寸形状，随后在生产车间经养护、烘烤和热处理而制成满足设备要求的预制砖）。使平均使用寿命达3年以上，都不需要在现场搅拌，浇注，只需要拼装组合，使安装简化，可大大缩短施工工期。侧墙和顶部整体浇注料改为吊挂砖+密封自流浇注料+硅酸钙板，吊挂砖以优质莫来石为主要原料，加入复合结合剂，经高温高压成形后，具有良好的耐碱性、抗剥落性和抗冲刷性，结合310S材质的吊挂件，施工十分方便，砌筑速度快。搭配密封自流浇注料可大大降低外壳温度，达到节能目的。使平均使用寿命达3年以上，充分提高炉窑的作业率。（高强耐磨预制砖+吊挂砖砌筑示意图附后）篦冷机一段新型吊挂式耐火材料和矮墙耐磨预制砖3 .窑头罩顶部吊挂式耐火材料使用工况及现状：窑头罩与回转窑、篦冷机、三次风管、燃烧器相连接，是入窑风和三次风入口处，风压不稳，气体温度波动大而且熟料颗粒冲刷强烈。同时伴随着回转窑日产量不断加大，窑头罩的体积更加庞大，传统的采用不定形浇注料施工，开孔、支模、浇注难度也不断增加，浇注完毕后养护、烘烤不方便，很难烘烤到位，造成点窑投料时经常出现爆裂或因生产过程中耐火材料过早损坏导致顶部烧穿而停产检修。改进方案：建信科技根据多年来的技术经验和积累，优化设计出一种窑头罩顶部烧结型吊挂式耐火材料：组合吊挂件+吊挂砖+密封自流浇注料+硅酸钙板。采用挂砖技术后不仅便于施工和更换，而且有利于提高和保障耐火材料的质量和使用寿命。组合式吊挂件采用310S材质一体机压成形，挂件下方预留吊挂孔，上方与窑头罩内部焊接，吊挂件穿过吊挂孔并使吊挂砖挡块与凹槽之间相互贴紧，有效避免了高温气流穿过挂砖层，吊挂砖以优质莫来石为主要原料，加入复合结合剂，经高温高压成形后，具有良好的抗剥落性和抗冲刷性。搭配密封自流浇注料和硅酸钙板，炉顶整体密闭性得到加强，有效地避免了高温气流的冲刷，也大大减少了窑内热量的散失，提高窑门罩顶部的隔热节能效果和使用寿命。窑头罩顶部吊挂式耐火材料密封自流浇注料硅酸钙板壳体结语：随着中国工业的高质量发展与国家十四五规划实施方案的落地，耐火材料工业必然为迎合工业发展需求而不断的创新；同时，在国家“双碳”背景下，对耐火材料的保温、节能、环保功能提出了更高要求。建信科技历经三十余年发展，始终坚持自主研发路线，通过科技创新与实践，不断探索高温工业领域的新技术、新工艺、新需求，研发出了一系列长寿高效、节能降耗的新型耐火材料衬体结构，满足各类大型水泥企业不断追求提高设备运转率、降低生产成本的需求。未来，公司将继续与水泥生产等高温炉窑企业同心同力，共同进步，推进耐火材料全面创新的高质量发展，实现绿色、低碳、环保的可持续发展，建设世界一流铝硅质耐火材料综合服务体系。