如何延长干法水泥窑耐火材料使用寿命

水泥郑州建信耐火材料成套有限公司 2019-12-20

耐火材料作为水泥厂中除设备以外的第二大资金、能源消耗项目,保证和延长耐火材料的使用寿命,可降低和节约资金、能源消耗,保证企业在未来社会上的生存空间。影响回转窑耐火材料使用寿命的因素很多,现主要从耐材的质量、设计、选择、砌筑这四个方面，逐一分析对窑使用寿命的具体影响，在此基础上简述了延长窑衬寿命的管理和技术措施。

　　前言:

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　　一、制约耐火材料使用寿命的情况分析:

　　1.干法水泥窑自身因素:内衬与高温接触而大，温度超过1450°C应速率下生成水泥熟料相。在最热部位，窑中气体温度超过1800°C，因此只有碱性强的耐火材料能耐得住与水泥熟料、燃料灰分、窑尘和各种气体所发生的化学反应;

　　2.生产任务重、维修时间紧的情况，一部分水泥企业对耐火材料配套及施工方面重视程度不高，存在着耐火材料配置不合理、重复停窑检修的情况;

　　3.国内耐火材料施工队伍的整体技术水平参差不齐，除一些大型水泥集团有相对比较稳定的维修队伍外，大部分中小水泥企业要靠外协施工队来检修或更换耐火材料，因此不同程度地制约了耐火材料的整体施工质量;

　　二、延长耐火材料使用寿命的技术措施:

　　1.量身定制:俗话说,好钢用到刀刃上,对水泥窑而言不是价钱贵的耐火材料就适合整窑通用,必须与工况相匹配。以干法水泥窑为例，它具有具有窑温较高、窑速较慢、碱侵蚀较严重、结构复杂和节能要求较高等工艺特点。为达到高产化、长寿化，其内衬用耐火砖和耐火浇注料要结合水泥窑生产工况来选择。

　　材料选择的几个原则

　　(1)必须满足基本使用功能,同时尽量减少耐火砖的品种和砖型数量。

　　(2)寿命尽量能够匹配,如前窑口浇注料、上下过渡带、烧成带寿命能基本匹配,能够一次检修最好。

　　(3)大修周期可控:确保1年1次大修,争取3年2次大修。
2.分工明确:根据窑内不同带的温度，选择不同品种的耐火材料。
(1)烧成带必须使用碱性砖。主要包括镁铬砖、低铬和无铬的、含锆或不含锆的各类特种镁砖以及白云石砖。

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　　(2)上下过度带的选择比较多，如镁铝尖晶石砖、镁铁尖晶石砖(限奥镁产)、硅莫红砖、AZM1680硅莫砖等,其中由以近年开发的铝质砖——硅莫砖，特别是增加了红柱石的硅莫红砖，热稳定性有很大的提高，在过度带取得了很好的效果，而且不挂窑皮的品种可有效防止后结圈。

　　(3)安全带耐火材料的选用主要就是考虑资金和寿命,不管用什么砖,只要品质是货真价实的都可以用,只是使用寿命有差异,如高强耐碱砖1~2年、抗剥落高铝砖2~3年、AZM1650硅莫砖3~5年。

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　　“建信牌”水泥窑用系列耐火材料(4)窑卸料口内衬是大型窑窑衬中最薄弱的环境之一，规则的窑上可用碳化硅砖、硅莫砖、硅莫红砖、尖晶石砖等，对窑口温

　　度较低的窑，可使用热震性优良的高铝砖，若窑口变形时可采用刚玉质或钢纤维增强刚玉质浇注料或低水泥型高铝质浇注料。3.专业施工:耐火材料的使用寿命、使用周期，与耐火材料自身性能及施工质量有很大关系，特别是耐火浇注料，由于它是半成品材料，其使用效果与施工质量的优劣关系更大，行业内有称‘三分材料，七分施工’的说法。因此，耐火材料的施工一定要严格

　　按照施工规范，控制每一个环节、每一个细节。(1)耐火砖施工:火泥的正确搭配、泥浆的饱和度、灰缝的控制;回转窑内耐火砖砌筑应注意:锁砖的排列和布置、控制锁

　　砖板的插缝和位置。

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　　(2)浇注料的施工:一般耐火浇注料在出厂后都会提供一份施工说明，其中对浇注料在施工中有明确规定。

　　A、浇注料的烘烤浇注料在使用前一定要进行烘烤，烘烤应满足烘烤制度，保证浇注料中的自由水和结晶水能够充分排出，以免在投料或使用的前期出现‘脱皮、爆裂’情况，以影响浇注料的正常使用。对于一些特殊的部位，最好在整体烘烤之前进行单独的烘烤，对于一些关键(如前窑口、窑头罩、冷却机的热段等)部位可以使用竹筷子预留排气孔。

　　B、加水量:在实际施工中，一定要控制搅拌过程中的加水量(最好不要超过推荐值的上限)，保证浇注料有足够的流动性，但又不能让浇注料流淌。如果只为了方便施工，对加水量不进行要求，那浇注料的整体性能将会大打折扣，因为浇注料的强度会随加水量的多少而变化。

　　C、搅拌时间:浇注料搅拌时间与施工时的加水量有密切相关，一般要求搅拌时间控制在3~5min，搅拌机转速最好在19转/min以上。在相同加水量的前提下，搅拌时间越长浇注料的流动性越好。

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　　D、锚固件的焊接和热膨胀处理。锚固件的焊接环节，首先应保证其布置合理，受力方向符合要求;同时，焊接所用的不锈钢电焊条要按照规范要求执行，焊缝应做到光滑而饱满，并要做好锚固件的热膨胀处理。

　　4.坚持科学、合理的日常运营和维护

　　(1)烘窑升温:窑衬砌筑好后还须妥善烘烤，烘烤时升温不能过快，以免产生过大的热应力而导致砖衬开裂、剥落。窑衬烘烤必须连续进行，直至完成，且要做到“慢升温、不回头”。为此，烘烤前必须对系统设备联动试车，还要确保供电。此外，停窑时窑衬的冷却制度亦对未更换的砖的使用寿命有很大影响，因此停窑不换砖时必须慢冷以确保窑衬的安全。

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　　(2)窑皮的粘挂及保护:烧成带及其两侧过渡带砖衬上窑皮的稳定与否，是影响砖衬使用寿命的决定性条件。新砖砌好，按正常升温制度达投料温度后，即进行投料。第一层窑皮的形成就是从物料进入烧成带及前后过渡带时开始，必须严格控制熟料结粒细小均齐，配料合理;耐火砖热面层中应形成少量熔体，使熟料与砖面牢固地粘结。粘结后，砖衬表面层温度降低，熔体量减少，黏度增大，粘结层与砖衬面间粘结力就越大。而熟料继续粘到新粘结的熟料上，使窑皮不断加厚，直至窑皮过厚，窑皮表面温度过高而造成该处熟料中熔体含量过多且黏度小，熟料不能再互相粘结为止。第一层窑皮粘挂的质量优劣对延长窑衬寿命有重要的作用。

　　(3)减少停窑次数，提高预分解窑的运转率:由于频繁地非计划开停窑，往往是紧急止料停窑，会造成衬砖热面迅速冷却，收缩过快，砖内产生严重的破坏应力。应力随多次停窑频繁作用于砖内，导致其过早开裂损坏。再次开窑时，砖热面层往往随窑皮剥落，还使窑衬内砖位扭曲，降低窑衬使用寿命。

　　(4)稳定窑的热工制度:窑在运转时，如热工制度不稳，会造成窑内衬料忽冷忽热，窑皮时长时塌，极易发生耐火砖开裂剥落、炸头等现象，使用寿命大大缩短。

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　　总结:

　　延长水泥窑耐火材料使用寿命需从市场调研、方案设计、产品研发、生产质量、现场施工、技术服务、产品升级等各方面进行控制，以个性化、集约化、快速响应的整体服务方案解决水泥企业的系统化需要。郑州建信耐火材料成套有限公司经过30余年的品牌沉淀和经验积累，充分发挥技术优势，为客户提供全价值链耐材“一站式”服务，对产品进行全生命周期管理和系统维护，使耐火材料产品使用效果得以有效的保证，推动耐火材料使用的长寿化、同步化，提升窑炉的运转率，为客户创造价值，实现与客户的合作共赢。

编辑：俞垚伊

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