浅析水泥窑用耐火材料节能改造方案

浅析水泥窑用耐火材料节能改造方案
【中国水泥网】作者:李海涛单位: 【2010-09-28】
改革开发以来，我国水泥工业发展迅猛，产量位居世界第一位，为我国经济社会发展做出了巨大的贡献，但目前水泥行业也面临着严峻的挑战，主要表现在节能减排，生产力低下等，应对这些挑战的关键措施是必须采取高效适应的新技术，以此来挖掘节能减排的潜力，改善生态环境，降低水泥生产成本，提高企业经济效益和市场竞争力。

国盛公司本着“以科技为动力，以质量求生存”的宗旨，“久盛”做为中国人自己的品牌，要为全球水泥业服务。

为此，早在10年前，长兴国盛公司就在新型干法水泥窑的技改方面分别做了三次风闸板阀，三次风闸板阀配套护砖，篦冷机矮墙专用预制件，整体烟室抗结皮预制件，分解炉锥体以及缩口部位抗结皮预制件，窑门框预制件,窑头罩斜坡预制件，喷煤管头部专用预制件，三次风管弯头专用预制件等产品的研发，试制，经过一段时间的努力，从2000年开始至今，我们公司的“久盛”系列预制件技改产品已经在市场上走过了整整10个年头，这10 年间使用企业均证明该系列产品：质量好，寿命长，性价比高，在为水泥企业创造效益的同时也达到了节能减排的目的，被业界喻为水泥窑抢修期间耐火材料的代表性产品。

“JS”系列技改产品具体内容如下：
一、三次风闸板阀
三次风阀在新型干法水泥窑中主要是通过调节三次风阀的开度，既能保证分解炉煤燃烧所需氧含量，也能保证回转窑内有足够通风量，使之两者保持合理匹配的关键设备。

传统的三次风阀平均使用寿命只能用6个月左右，具体问题有：1.骨架变形卡死，2.浇注料大块剥落，3.外部材质爆裂。

当阀板变形损坏后，无法调节三次风的风量，系统操作调节不便,严重影响到窑系统产量和质量。

为此我公司经过多年的探索，自行研制开发了JS系列三次风高温耐磨闸阀,该产品是根据新型干法水泥窑工艺特点研制的新产品,1.先制模,并配备相应的耐热钢,在进行特殊的焊接处理后，该骨架在高温下不容易变形,从而解决了卡死的问题,2.再在骨架上加上由刚玉莫来石,电熔莫来石,以及一些特殊的粉料为主要原料的特殊耐火浇注料,该成份浇注料只有在一定的温度下才会充分发挥其作用,物质与物质之间紧密填充,在特定条件下发生相应的化学效应,使内部结构发生质的变化,再经过特殊的烘烤,从而使浇注料和耐热钢骨架紧密握裹,形成整体。

由于经过烘烤,阀体内外材质紧密握裹,不会因温度的变化而产生剥落与爆裂,在使用过程中，耐磨、耐冲刷。

是目前替代市场传统闸阀的最佳产品,现经国内多家水泥企业使用结果证明,实际使用寿命可达到12~18个月不等.（见图1）
安装过程中,在三次风闸板阀的两侧使用护砖,通过护砖来减少阀体两侧的通风量,从而延长三次风闸板阀的使用寿命,效果更佳,实际使用效果可以达到18~24个月不等。

1、护砖使用材质：刚玉-莫来石质高强耐磨浇注料。

2、使用年限：质保1年，实际使用1.5~2年不等。

3、使用范围：新型干法水泥回转窑三次风管。

4.优点描述: 不改变原有的提升式闸板外部结构，阀体为刚玉-莫来石预制件，阀体两侧处采用三次风阀配套耐火浇注料预制件砌筑,减少了阀体两侧因风量过大而造成的磨损. 有助于提高三次风阀板的使用寿命.（见图2）
二、篦冷机矮墙预制件
篦冷机矮墙处浇注料的使用寿命短一直是困扰水泥厂家的一大难题,为此，我公司就针对这一特殊部位开发了篦冷机矮墙预制件,该产品相比浇注料有以下几大特点: 1、使用材质：莫来石高强耐火浇注料2、性能特点：a.产品强度高，耐高温，耐磨损，使用寿命长b.产品性能稳定，具有优良的抗剥落性和抗冲刷性。

c.预制件直接砌筑，施工维修方便，缩短了施工工期，d.拆装简单，便于今后中途更换篦冷机盲板。

e.施工完后无需烘窑，可直接投入使用。

f.该预制件整体材质均匀，前后材质相同，如一面有明显磨损，可翻面再继续使用。

该产品综合以上几大优点,经过广大使用厂家证明平均实际寿命均在1.5年~2年以上。

（见图3）
三、烟室以及分解炉锥体预制件
烟室以及分解炉锥体结皮情况已经屡见不鲜,主要还是由于温度过高、生料成分变化大, 煤质差、硫含量高、煤粉燃烧不完全等等造成。

但从耐火材料方面考虑,烟室结皮其中一个原因就是烟室斜坡耐火材料磨损不平整，造成挂料，结皮轻者可用空气炮清除与人工清理，增加了职工的工作强度，严重时也导致停窑进行清理。

为此，我公司经过多年研发,开发了抗结皮预制件,该预制件可应用于整体烟室,分解炉锥体以及缩口的改造,本产品具有以下优点: 1、使用材质：特殊碳化硅抗结皮浇注料。

2、性能特点：a.产品强度高，耐高温，耐磨损，使用寿命长。

b.预制件抗结皮性能大大优于普通抗结皮浇注料。

由于砖表面光滑，即使有小范围的结皮现象也只要用风枪清理一下就会掉落，既减轻了巡检工的工作强度，又避免了止料清理结皮的现象发生。

c.施工维修方便。

该产品综合以上几大优点,经过广大使用厂家证明平均实际寿命均在3年以上.
四、窑门框,窑头罩斜坡预制件
回转窑头罩下部耐火浇注料在实际生产中很容易损坏，常常会受到窑口下来的高温熟料反弹热冲击，磨损造成损坏，对于一些大型水泥窑，日产熟料量大，此处所受热负荷比较高，一般的高铝质耐火浇注料如果养护升温控制不好，容易发生爆裂掉块。

为此,我公司专门针对个部位开发了窑头罩专用预制件,具体如下：1.使用材质：莫来石高强耐磨浇注料2．使用年限：质保1年，实际使用3~5年不等.3．使用范围：新型干法水泥回转窑窑门罩斜坡部位。

优点描述: a. 产品强度高，耐高温，耐磨损。

使用寿命长。

b. 产品性能稳定，具有优良的抗剥落性和抗冲刷性。

c. 预制砖砌筑部位取消原有耐热钢把钉和浇注料浇注，改为预制砖直接砌筑，施工、维修方便，安全可靠，大大缩短了施工工期，耐热钢把钉的取消也不同程度的降低了材料费用，提高了综合经济效益。

窑门框部位浇注料也因受风沙颗粒冲击比较大,往往风沙会把两侧甚至顶部浇注料冲刷掉，从而导致顶部护铁烧坏变形,甚至整体跨塌,针对这一情况,公司特开发了窑门框专用预制件,该预制件不仅比浇注料耐风沙冲刷,而且能有效的保护窑门框两侧以及顶部护铁不被
烧坏,有着浇注料不能比的优点,是目前市场替代浇注料的最佳产品. 1．使用材质：莫来石耐磨浇注料2．使用年限：质保1年，实际使用1.5~2年不等.3．使用范围：新型干法水泥回转窑窑门框部位.4、优点描述: a. 产品强度高，耐高温，耐磨损。

使用寿命长。

b. 产品性能稳定，具有优良的抗剥落性和抗冲刷性。

对窑门框的壳体起到了保护。

c. 预制砖砌筑部位取消原有耐热钢把钉和浇注料浇注，改为预制砖直接砌筑，施工、维修方便，安全可靠，大大缩短了施工工期，耐热钢把钉的取消也不同程度的降低了材料费用，提高了综合经济效益。

五、喷煤管预制件
以前喷煤管浇注料是采用喷煤管专用浇注料,现场浇注而成,特别是喷煤管头部,温度高,易开裂,易剥落, 特别在该部位，耐火材料的工作环境更恶劣,现用材料（包括某些进口材料）一般寿命只有3~4个月，影响回转窑的运转周期，成了急需解决的关键。

我公司为了解决喷煤管头部所存在的问题,在试验期间,特在日产2500T/D线的喷煤管头部制作长度为
500MM左右的预制件,日产5000T/D的喷煤管头部制作长度为800MM左右的的预制件,该预制件是用板状刚玉-莫来石,外加入电熔尖晶石,以及一定比例的超细粉,外加剂,经过搅
拌后烘烤,使用证明,该预制件热震稳定性和抗剥落性好,平均使用寿命可达到6个月以上.目
前已经经国内多家水泥企业使用结果证明是目前喷煤管头部用耐火材料的居佳选择.该预制件还可以利用于喷煤管头部以外的其他段落.
六、三次风管弯头专用预制件.
三次风管弯头部位也是广大水泥企业一大有待解决的问题之一,三次风管弯头内衬不仅承受相当的高温,有的还会被严重腐蚀，而且还有大量细颗粒熟料的高速三次风气流冲刷，所处环境特别恶劣，浇注料的严重损坏，经常因此影响生产,三次风管弯头内衬所用的耐火材料大致分高铝浇注料，莫来石刚玉浇注料，前者的使用时间只有约为1~2个月，莫来石刚玉浇注料的使用时间也仅能维持4个月,每当该部位出现问题，不得不采用“打包箱”等应急措施，以勉强维持生产，弯头内衬材质始终成为事故隐患,为保证生产正常运转，必须用合适的材料作弯头内衬,我公司综合以上问题,经过多年实践.开发了三次风管弯头专用预制件, 三次风管弯头部位1．使用材质：莫来石高强耐磨浇注料2．使用年限：在风管最薄弱环节可使用10个月~1年不等. 3．使用范围：新型干法水泥回转窑三次风管弯头部位。

4、优点描述: a. 产品强度高，耐高温，耐磨损。

使用寿命长.b. 产品性能稳定，具有优良的抗剥落性和抗冲刷性。

c. 预制砖砌筑部位取消原有耐热钢把钉和浇注料浇注，改为预制砖直接砌筑，施工、维修方便，安全可靠，大大缩短了施工工期，耐热钢把钉的取消也不同程度的降低了材料费用，提高了综合经济效益。

当然,该预制件还可以利用于距窑头8～10米的三次风管直筒体部位以及三次风管直筒体其他部位,使用效果更佳.
再者, 目前水泥企业工矿急冷急热加剧耐火材料事故频繁，大量文献指出碱性膨胀系数大，在升温过程中产生巨大热应力，实际生产中难以接受10～20多个小时的烘窑时间，发现问题时又直接开启高温风机进行快速冷却窑温。

检修后为了抢产量，又要求快速升温，这就必然导致耐火材料的损坏，为二次窑系统温度升高埋下了诱因。

因此,在特定的部位,经过烘烤之后,安装后不需烘窑的预制件从某些角度考虑是可以替代浇注料的,特别是在抢修期间更显其优点.
特别是预制件整套使用效果更加明显，经统计表明,使用整套预制件后,和浇注料相比,由于浇注料剥落造成的修补，对窑整体造成的直接损耗可降低至少60%以上，间接的为水泥企业缩短了至少30%以上的停窑时间,无烘窑时间,员工由于浇注料修补而造成的工作强度可减少至少30%以上，另一方面，材料成本以也有不同程度的降低，由于所有预制件都是采用直接砌筑,取消了钯钉和硅酸钙板,使用寿命也比浇注料持久,因此从综合成本考虑,综合成本至少降低20%,使窑在产销两旺季节大大减少不必要的损耗，从根本上降低综合成本的同时大大提高综合效益。