水泥窯用耐火材料的節(jié)能改造
改革開發(fā)以來,我國水泥工業(yè)發(fā)展迅猛,產(chǎn)量位居世界第一位,為我國經(jīng)濟社會發(fā)展做出了巨大的貢獻,但目前水泥行業(yè)也面臨著嚴峻的挑戰(zhàn),主要表現(xiàn)在節(jié)能減排,生產(chǎn)力低等問題上,應(yīng)對這些挑戰(zhàn)的關(guān)鍵措施是必須采取高效適應(yīng)的新技術(shù),以此來挖掘節(jié)能減排的潛力,改善生態(tài)環(huán)境,降低水泥生產(chǎn)成本,提高企業(yè)經(jīng)濟效益和市場競爭力。
國盛公司本著“以科技為動力,以質(zhì)量求生存”的宗旨,“久盛”做為中國人自己的品牌,要為全球水泥業(yè)服務(wù)。為此,早在10多年前,長興國盛公司就在新型干法水泥窯的技改方面分別做了三次風(fēng)閘板閥,三次風(fēng)閘板閥配套護磚,篦冷機矮墻專用預(yù)制件,整體煙室抗結(jié)皮預(yù)制件,分解爐錐體以及縮口部位抗結(jié)皮預(yù)制件,窯門框預(yù)制件,窯頭罩斜坡預(yù)制件,噴煤管頭部專用預(yù)制件,三次風(fēng)管彎頭專用預(yù)制件等產(chǎn)品的研發(fā),試制,經(jīng)過一段時間的努力,從2000年開始至今,我們公司的“久盛”系列預(yù)制件技改產(chǎn)品已經(jīng)在市場上走過了整整10多個年頭,使用過的企業(yè)均證明該系列產(chǎn)品:質(zhì)量好,壽命長,性價比高,在為水泥企業(yè)創(chuàng)造效益的同時也達到了節(jié)能減排的目的,被業(yè)界喻為水泥窯搶修期間耐火材料的代表性產(chǎn)品。
“JS”系列技改產(chǎn)品具體內(nèi)容如下:
三次風(fēng)閘板閥
三次風(fēng)閥在新型干法水泥窯中主要是通過調(diào)節(jié)三次風(fēng)閥的開度,既能保證分解爐煤燃燒所需氧含量,也能保證回轉(zhuǎn)窯內(nèi)有足夠通風(fēng)量,使之兩者保持合理匹配的關(guān)鍵設(shè)備。傳統(tǒng)的三次風(fēng)閥平均使用壽命只能用6個月左右,具體問題有:骨架變形卡死;澆注料大塊剝落;外部材質(zhì)爆裂。當閥板變形損壞后,無法調(diào)節(jié)三次風(fēng)的風(fēng)量,系統(tǒng)操作調(diào)節(jié)不便,嚴重影響到窯系統(tǒng)產(chǎn)量和質(zhì)量。為此我公司經(jīng)過多年的探索,自行研制開發(fā)了JS系列三次風(fēng)高溫耐磨閘閥,該產(chǎn)品是根據(jù)新型干法水泥窯工藝特點研制的產(chǎn)品。
1.先制模,并配備相應(yīng)的耐熱鋼,在進行特殊的焊接處理后,該骨架在高溫下不容易變形,從而解決了卡死的問題。2.再在骨架上加上由剛玉莫來石,電熔莫來石,以及一些特殊的粉料為主要原料的特殊耐火澆注料,該成份澆注料只有在一定的溫度下才會充分發(fā)揮其作用,物質(zhì)與物質(zhì)之間緊密填充,在特定條件下發(fā)生相應(yīng)的化學(xué)效應(yīng),使內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生質(zhì)的變化,再經(jīng)過特殊的烘烤,從而使?jié)沧⒘虾湍蜔徜摴羌芫o密握裹,形成整體。由于經(jīng)過烘烤,閥體內(nèi)外材質(zhì)緊密握裹,不會因溫度的變化而產(chǎn)生剝落與爆裂,在使用過程中,耐磨、耐沖刷。是目前替代市場傳統(tǒng)閘閥的最佳產(chǎn)品,現(xiàn)經(jīng)國內(nèi)多家水泥企業(yè)使用結(jié)果證明,實際使用壽命可達到12~18個月不等。
安裝過程中,在三次風(fēng)閘板閥的兩側(cè)使用護磚,通過護磚來減少閥體兩側(cè)的通風(fēng)量,從而延長三次風(fēng)閘板閥的使用壽命,效果更佳,實際使用效果可以達到18~24個月不等。1.護磚使用材質(zhì):剛玉-莫來石質(zhì)高強耐磨澆注料。2.使用年限:質(zhì)保1年,實際使用1.5~2年不等。3.使用范圍:新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯三次風(fēng)管。4.優(yōu)點描述:不改變原有的提升式閘板外部結(jié)構(gòu),閥體為剛玉-莫來石預(yù)制件,閥體兩側(cè)處采用三次風(fēng)閥配套耐火澆注料預(yù)制件砌筑,減少了閥體兩側(cè)因風(fēng)量過大而造成的磨損。有助于提高三次風(fēng)閥板的使用壽命。(見圖1)
篦冷機矮墻預(yù)制件
篦冷機矮墻處澆注料的使用壽命短一直是困擾水泥廠家的一大難題,為此,我公司就針對這一特殊部位開發(fā)了篦冷機矮墻預(yù)制件,該產(chǎn)品相比澆注料有以下幾大特點:
1.使用材質(zhì):莫來石高強耐火澆注料。2.性能特點:a.產(chǎn)品強度高,耐高溫,耐磨損,使用壽命長。b.產(chǎn)品性能穩(wěn)定,具有優(yōu)良的抗剝落性和抗沖刷性。c.預(yù)制件直接砌筑,施工維修方便,縮短了施工工期。d.拆裝簡單,便于今后中途更換篦冷機盲板。e.施工完后無需烘窯,可直接投入使用。f.該預(yù)制件整體材質(zhì)均勻,前后材質(zhì)相同,如一面有明顯磨損,可翻面再繼續(xù)使用。該產(chǎn)品綜合以上幾大優(yōu)點,經(jīng)過廣大使用廠家證明平均實際壽命均在1.5年~2年以上。(見圖2)
煙室以及分解爐錐體預(yù)制件
煙室以及分解爐錐體結(jié)皮情況已經(jīng)屢見不鮮,主要還是由于溫度過高、生料成分變化大, 煤質(zhì)差、硫含量高、煤粉燃燒不完全等等造成。但從耐火材料方面考慮,煙室結(jié)皮其中一個原因就是煙室斜坡耐火材料磨損不平整,造成掛料,結(jié)皮輕者可用空氣炮清除與人工清理,增加了職工的工作強度,嚴重時也導(dǎo)致停窯進行清理。為此,我公司經(jīng)過多年研發(fā),開發(fā)了抗結(jié)皮預(yù)制件,該預(yù)制件可應(yīng)用于整體煙室,分解爐錐體以及縮口的改造,本產(chǎn)品具有以下優(yōu)點:1.使用材質(zhì):特殊碳化硅抗結(jié)皮澆注料。2.性能特點:a.產(chǎn)品強度高,耐高溫,耐磨損,使用壽命長。b.預(yù)制件抗結(jié)皮性能大大優(yōu)于普通抗結(jié)皮澆注料,由于磚表面光滑,即使有小范圍的結(jié)皮現(xiàn)象也只要用風(fēng)槍清理一下就會掉落,既減輕了巡檢工的工作強度,又避免了止料清理結(jié)皮的現(xiàn)象發(fā)生。c.施工維修方便,該產(chǎn)品綜合以上幾大優(yōu)點,經(jīng)過廣大使用廠家證明平均實際壽命均在3年以上。
窯門框,窯頭罩斜坡預(yù)制件
回轉(zhuǎn)窯頭罩下部耐火澆注料在實際生產(chǎn)中很容易損壞,常常會受到窯口下來的高溫熟料反彈熱沖擊,磨損造成損壞,對于一些大型水泥窯,日產(chǎn)熟料量大,此處所受熱負荷比較高,一般的高鋁質(zhì)耐火澆注料如果養(yǎng)護升溫控制不好,容易發(fā)生爆裂掉塊。為此,我公司專門針對個部位開發(fā)了窯頭罩專用預(yù)制件,具體如下:1.使用材質(zhì):莫來石高強耐磨澆注料。2.使用年限:質(zhì)保1年,實際使用3~5年不等。3.使用范圍:新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯窯門罩斜坡部位。優(yōu)點描述:a.產(chǎn)品強度高,耐高溫,耐磨損,使用壽命長。b.產(chǎn)品性能穩(wěn)定,具有優(yōu)良的抗剝落性和抗沖刷性。c.預(yù)制磚砌筑部位取消原有耐熱鋼把釘和澆注料澆注,改為預(yù)制磚直接砌筑,施工、維修方便,安全可靠,大大縮短了施工工期,耐熱鋼把釘?shù)娜∠膊煌潭鹊慕档土瞬牧腺M用,提高了綜合經(jīng)濟效益。
窯門框部位澆注料也因受風(fēng)沙顆粒沖擊比較大,往往風(fēng)沙會把兩側(cè)甚至頂部澆注料沖刷掉,從而導(dǎo)致頂部護鐵燒壞變形,甚至整體跨塌,針對這一情況,公司特開發(fā)了窯門框?qū)S妙A(yù)制件,該預(yù)制件不僅比澆注料耐風(fēng)沙沖刷,而且能有效的保護窯門框兩側(cè)以及頂部護鐵不被燒壞,有著澆注料不能比的優(yōu)點,是目前市場替代澆注料的最佳產(chǎn)品。1.使用材質(zhì):莫來石耐磨澆注料。2.使用年限:1年,實際使用1.5~2年不等。3.使用范圍:新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯窯門框部位。4.優(yōu)點描述:a.產(chǎn)品強度高,耐高溫,耐磨損。使用壽命長。b.產(chǎn)品性能穩(wěn)定,具有優(yōu)良的抗剝落性和抗沖刷性,對窯門框的殼體起到了保護。c.預(yù)制磚砌筑部位取消原有耐熱鋼把釘和澆注料澆注,改為預(yù)制磚直接砌筑,施工、維修方便,安全可靠,大大縮短了施工工期,耐熱鋼把釘?shù)娜∠膊煌潭鹊慕档土瞬牧腺M用,提高了綜合經(jīng)濟效益。
噴煤管預(yù)制件
以前噴煤管澆注料是采用噴煤管專用澆注料,現(xiàn)場澆注而成,特別是噴煤管頭部,溫度高,易開裂,易剝落,特別在該部位,耐火材料的工作環(huán)境更惡劣,現(xiàn)用材料(包括某些進口材料)一般壽命只有3~4個月,影響回轉(zhuǎn)窯的運轉(zhuǎn)周期,成了急需解決的關(guān)鍵。我公司為了解決噴煤管頭部所存在的問題,在試驗期間,特在日產(chǎn)2500t/d線的噴煤管頭部制作長度為500mm左右的預(yù)制件,日產(chǎn)5000t/d的噴煤管頭部制作長度為800mm左右的的預(yù)制件,該預(yù)制件是用板狀剛玉-莫來石,外加入電熔尖晶石,以及一定比例的超細粉,外加劑,經(jīng)過攪拌后烘烤,使用證明,該預(yù)制件熱震穩(wěn)定性和抗剝落性好,平均使用壽命可達到6個月以上.目前已經(jīng)經(jīng)國內(nèi)多家水泥企業(yè)使用結(jié)果證明是目前噴煤管頭部用耐火材料的居佳選擇。該預(yù)制件還可以利用于噴煤管頭部以外的其他段落。
三次風(fēng)管彎頭專用預(yù)制件
三次風(fēng)管彎頭部位也是廣大水泥企業(yè)一大有待解決的問題之一,三次風(fēng)管彎頭內(nèi)襯不僅承受相當?shù)母邷?,有的還會被嚴重腐蝕,而且還有大量細顆粒熟料的高速三次風(fēng)氣流沖刷,所處環(huán)境特別惡劣,澆注料的嚴重損壞,經(jīng)常因此影響生產(chǎn),三次風(fēng)管彎頭內(nèi)襯所用的耐火材料大致分高鋁澆注料,莫來石剛玉澆注料,前者的使用時間只有約為1~2個月,莫來石剛玉澆注料的使用時間也僅能維持4個月,每當該部位出現(xiàn)問題,不得不采用“打包箱”等應(yīng)急措施,以勉強維持生產(chǎn),彎頭內(nèi)襯材質(zhì)始終成為事故隱患,為保證生產(chǎn)正常運轉(zhuǎn),必須用合適的材料作彎頭內(nèi)襯,我公司綜合以上問題,經(jīng)過多年實踐。開發(fā)了三次風(fēng)管彎頭專用預(yù)制件,三次風(fēng)管彎頭部位。1.使用材質(zhì):莫來石高強耐磨澆注料。2.使用年限:在風(fēng)管最薄弱環(huán)節(jié)可使用10個月~1年不等。3.使用范圍:新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯三次風(fēng)管彎頭部位。4.優(yōu)點描述:a.產(chǎn)品強度高,耐高溫,耐磨損,使用壽命長。b.產(chǎn)品性能穩(wěn)定,具有優(yōu)良的抗剝落性和抗沖刷性。c.預(yù)制磚砌筑部位取消原有耐熱鋼把釘和澆注料澆注,改為預(yù)制磚直接砌筑,施工、維修方便,安全可靠,大大縮短了施工工期,耐熱鋼把釘?shù)娜∠膊煌潭鹊慕档土瞬牧腺M用,提高了綜合經(jīng)濟效益。
當然,該預(yù)制件還可以利用于距窯頭8~10米的三次風(fēng)管直筒體部位以及三次風(fēng)管直筒體其他部位,使用效果更佳。
再者,目前水泥企業(yè)工礦急冷急熱加劇耐火材料事故頻繁,大量文獻指出堿性膨脹系數(shù)大,在升溫過程中產(chǎn)生巨大熱應(yīng)力,實際生產(chǎn)中難以接受10~20多個小時的烘窯時間,發(fā)現(xiàn)問題時又直接開啟高溫風(fēng)機進行快速冷卻窯溫。檢修后為了搶產(chǎn)量,又要求快速升溫,這就必然導(dǎo)致耐火材料的損壞,為二次窯系統(tǒng)溫度升高埋下了誘因。因此,在特定的部位,經(jīng)過烘烤之后,安裝后不需烘窯的預(yù)制件從某些角度考慮是可以替代澆注料的,特別是在搶修期間更顯其優(yōu)點。
特別是預(yù)制件整套使用效果更加明顯,經(jīng)統(tǒng)計表明,使用整套預(yù)制件后,和澆注料相比,由于澆注料剝落造成的修補,對窯整體造成的直接損耗可降低至少60%以上,間接的為水泥企業(yè)縮短了至少30%以上的停窯時間,無烘窯時間,員工由于澆注料修補而造成的工作強度可減少至少30%以上,另一方面,材料成本以也有不同程度的降低,由于所有預(yù)制件都是采用直接砌筑,取消了鈀釘和硅酸鈣板,使用壽命也比澆注料持久,因此從綜合成本考慮,綜合成本至少降低20%,使窯在產(chǎn)銷兩旺季節(jié)大大減少不必要的損耗,從根本上降低綜合成本的同時大大提高綜合效益。
編輯:姜立東
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