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延长烧成带耐火砖使用寿命的措施

水泥 2011-08-19

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  贵州东立水泥有限公司2500t/d熟料生产线于2010年元月17日建成点火投产,到2011年6月8日停窑换砖,烧成带耐火砖的使用寿命为一年四个月零二十一天,残砖厚度最薄处尚有80mm。现根据本人的经验,就延长烧成带耐火砖使用寿命的措施谈一点看法与体会。

  1  基本情况

  该公司烧成系统使用的耐火材料由郑州汇特耐火材料有限公司生产供应,郑州汇硕筑炉公司人工砌筑施工,公司技术人员负责现场的指导和监督。窑内耐火材料的配置见表1。

  表1   窑内耐火材料的配置

  篦冷机为NC33217第三代水平推动篦式冷却机。喷煤管为NC-7型四通道煤粉燃烧器。从配置情况来看,与其它2500t/d熟料生产线的配置并无明显的差别。

  从2010年元月17日点火,回转窑筒体表面温度一直控制在320℃左右,窑皮厚度在20cm左右。投料量在160~200t/h之间。2010年12月份停窑检查,烧成带耐火砖厚度最薄处为110mm。2011年6月8日因电网停电,公司决定更换耐火砖。打完窑皮后观察,烧成带砖面平整,砖缝无变型;残砖厚度最薄为80mm,最厚处为140mm,如继续使用,正常情况下还可使用四个月以上。

  2 烧成带耐火砖的损坏机理

  烧成带耐火砖的损坏机理分为物理损坏、化学损坏及机械损坏。每种损坏的原因可归纳如下:

  2.1 物理损坏

  物理损坏主要是指高温对耐火砖的损坏,其损坏的原因可分为:

  (1)耐火砖的内在质量,即耐火砖的抏高温性能,也就是耐火砖的耐火度和荷重软化温度。

  (2)工艺方面的原因:即窑皮的厚度和牢固程度。烧成带耐火砖如果没有窑皮的保护,其使用寿命肯是短命的。而窑皮蚀薄又可分为操作原因、配料原因及工艺原因。

  a. 操作原因:火嘴位置,火焰形状及操作技术等,。火嘴位置偏衬,火焰冲刷窑皮,使窑皮蚀薄;火焰短粗,冲刷窑皮,使窑皮蚀薄损坏耐火砖,操作不稳定,使窑皮频繁脱落,损坏耐火砖;窑内温度过高,损伤窑皮,损坏耐火砖。

  b. 配料原因:配料方案不合理,如KH值过高,液相量过低,不易挂窑皮,也会损坏耐火砖。

  c. 工艺原因:主要是篦冷机“堆雪人”,窑口结前圈,使窑内物料不能及时排出,其磨蚀作用使窑皮变薄损坏耐火砖。

  2.2 化学损坏

  化学损坏主要是指窑料中所含的R20,S等易熔性物质对耐火砖的浸蚀而造成耐火砖的损坏。但如果窑皮牢固且致密,可以抑制易熔性物质对烧成带耐火砖的浸蚀损坏作用。

  2.3 耐火砖的机械损坏

  耐火砖的机械损坏主要是指在窑的运转期间,耐火砖和窑筒体产生不规则的相对位移,所产生的剪切力对耐火砖造成的损坏。表观现象是窑运行一段时间后,砖缝扭曲变形。产生机械损坏的原因与耐火砖的尺寸误差和砌筑质量有关。

  3  采取的措施

  从以上的分析可以看出,烧成带耐火砖的物理损坏和化学损坏,都与窑皮蚀薄有关,机械损坏与耐火砖的砌筑质量有关。也就是说要延长烧成带耐火砖的寿命,除了选择合适的供应商外,在砌筑时要把握好砌筑质量,在窑运行期间要维护好窑皮。采取的具体措施是:

  3.1 把握好耐火砖的砌筑质量

  耐火砖的砌筑是由专业的筑炉公司施工,公司技术人员负责技术指导和现场的监督。在监督施工时,把握好以下几点:

  (1)火泥的配比和稀稠合适。具体的检测方法一是火泥铺到砖上容易摊开、且不能流淌。太稠则不易摊开,太稀则易流淌;二是在一块砖上摊上火泥,压上另一块砖稍有力揉动,然后提起上面的砖体,能将下面的砖带起,即认为火泥的配比合适。

  (2)耐火砖的大端要紧贴筒体。砖和筒体之间不能垫有火泥和其它杂物。在摊火泥时,在砖的大端顺砖长方向要留1~2cm位置不摊火泥,在向上压砖时,大端紧贴筒体压到火泥上,用力揉动,使火泥铺满整个砖面,少量多余的火泥从砖的两头和小端挤出,砖大头端面要紧贴筒体。砖缝不能大于1.5mm。检查砖的小面,行间不能有起台,包边现象。

  (3)顶紧顶杠。在砌筑的圆周的一半时,要用顶杠把砖顶紧,转窑砌另半周,这时顶杠一定要顶紧。砖与顶杠端部之间要垫上方体,以免剂伤耐火砖。检查顶杠是否顶紧的方法是,当顶杠随筒体转动到锁峰位置时检查筒体顶部的耐火砖不能有下垂的现象。若有砖下垂现象,在窑运行期间耐火砖和窑筒体产生相对位移而对耐火砖造成机械损坏。

  3.2  挂好并维护好窑皮

  (1)对窑操进行培训和指导。在点火之前,专门安排时间对窑操进行培训。明确指出无论在任何情况下,挂好和维护好窑皮是窑操的主要职责。同时向他们讲述不同情况下的操作方法,在实际的操作中,根据窑内的情况及时给予操作指导和讲评,开展窑操之间的技术交流,提高窑操科学操作的技术水平。

  (2)喷煤管合理定位和控制火焰形状。喷煤管的定位在文件中已有介绍,以稍微偏料偏下为宜。在实际操作中,还要根据窑内状况和火焰形状及时调整内流风比例,尽量避免短眼急烧,绝不允许火焰冲刷窑皮。当发现局部窑皮蚀薄,筒体出现高温时,应适当降低窑速,以筒体冷却风机配合予以补挂。

  (3)改善工艺状况,抑制“堆雪人”和结前边圈。在点火投料初期,篦冷机“堆雪人”和窑口结前圈很频繁,料子飞砂较大,窑筒体5~8米处曾一度出现高温情况。经仔细观察发现,篦冷机“堆雪人”与固定篦板的风量分布有关。在固定篦板和活动篦板交接处,大量的熟料颗粒被风吹很高,吹起的细颗粒随二次风进入窑内,前圈和飞砂相伴而生。而在临窑口的落料点处,熟料没有被风吹动的迹象。两台高压风机的阻力在6~7kPa,风门只能开到45%左右,超过50%电机就会过流跳闸。由于落料点的熟料不能得到很好的冷却,有一部分熟料还是有一定的粘性,结果是越堆越高,直至超过窑口。

  分析其原因,主要是因为篦冷机固定篦板的角度为12°而熟料的堆积角在38°左右,这样在固定篦板和活动篦板的连接处料层薄,阻力小,风量大,料层被吹穿。而在临窑口落料点名处料层厚,阻力大,风量小,料层吹不透,冷却不好。若能改善固定篦床的分量分布,加大落料点处的风量,使落料点的熟料能快速冷却,就可以抑制“堆雪人”现象 的发生。

  根据这一分析,采取措施减少排固定篦板的风量。经过两次改进,效果十分理想。消除了固定篦板和活动篦板连接处料层吹穿的现象,落料点处的熟料被冷却风吹的翻动而不飞起,两台高压风机的阻力在10.0~11.0kPa之间,风门全部开启电机电流在额定电流的80%左右。飞砂现象被消除,“堆雪人”和结前圈现象得到有效的抑制。而二次风温也由原来的900~1000℃提高到1100~1200℃。

  (3)合理的配料方案:合理的配料方案主要是指液相量的控制。液相量抑制在22%~24%比较合适。过低则不易挂窑皮,过高则会使烧结温度范围变窄,硅酸盐矿物减少,不利于操作和提高熟料质量。

  4  小结

  通过采取以上措施,烧成带耐火砖使用寿命达到一年四过月零二十一天的效果。综上所述,影响烧成带耐火砖使用寿命的因素是多方面的。除了在采购方面选择合适的供应商,在技术管理和操作方面:(1)切实把握好砌筑质量。要点是火泥配比合适,耐火砖大端贴紧筒体,顶扛务必顶紧。(2)在烧成带形成和维持良好的窑皮。要点是保持良好的工艺状态:不“堆雪人”和结前圈;合适的火嘴位置和内外流风比例:既不冲刷窑皮也不冲料;科学的操作制度:根据窑内状况及时合理的调整操作参数;合理的配料方案:适当的液相量,三率值要匹配。

责任编辑: 504

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