淺析水泥窯用耐火材料節(jié)能改造方案
改革開(kāi)發(fā)以來(lái),我國(guó)水泥工業(yè)發(fā)展迅猛,產(chǎn)量位居世界第一位,為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn),但目前水泥行業(yè)也面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),主要表現(xiàn)在節(jié)能減排,生產(chǎn)力低下等,應(yīng)對(duì)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(lái)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(jì)效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
國(guó)盛公司本著“以科技為動(dòng)力,以質(zhì)量求生存”的宗旨,“久盛”做為中國(guó)人自己的品牌,要為全球水泥業(yè)服務(wù)。
為此,早在10年前,長(zhǎng)興國(guó)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(hù)磚,篦冷機(jī)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(guò)一段時(shí)間的努力,從2000年開(kāi)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(chǎng)上走過(guò)了整整10個(gè)年頭,這10 年間使用企業(yè)均證明該系列產(chǎn)品:質(zhì)量好,壽命長(zhǎng),性價(jià)比高,在為水泥企業(yè)創(chuàng)造效益的同時(shí)也達(dá)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:
一、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(guò)調(diào)節(jié)三次風(fēng)閥的開(kāi)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(gè)月左右,具體問(wèn)題有:1.骨架變形卡死,2.澆注料大塊剝落,3.外部材質(zhì)爆裂。當(dāng)閥板變形損壞后,無(wú)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(yán)重影響到窯系統(tǒng)產(chǎn)量和質(zhì)量。為此我公司經(jīng)過(guò)多年的探索,自行研制開(kāi)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(diǎn)研制的新產(chǎn)品,1.先制模,并配備相應(yīng)的耐熱鋼,在進(jìn)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(wèn)題,2.再在骨架上加上由剛玉莫來(lái)石,電熔莫來(lái)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(huì)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(guò)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(guò)烘烤,閥體內(nèi)外材質(zhì)緊密握裹,不會(huì)因溫度的變化而產(chǎn)生剝落與爆裂,在使用過(guò)程中,耐磨、耐沖刷。是目前替代市場(chǎng)傳統(tǒng)閘閥的最佳產(chǎn)品,現(xiàn)經(jīng)國(guó)內(nèi)多家水泥企業(yè)使用結(jié)果證明,實(shí)際使用壽命可達(dá)到12~18個(gè)月不等.(見(jiàn)圖1)
安裝過(guò)程中,在三次風(fēng)閘板閥的兩側(cè)使用護(hù)磚,通過(guò)護(hù)磚來(lái)減少閥體兩側(cè)的通風(fēng)量,從而延長(zhǎng)三次風(fēng)閘板閥的使用壽命,效果更佳,實(shí)際使用效果可以達(dá)到18~24個(gè)月不等。1、護(hù)磚使用材質(zhì):剛玉-莫來(lái)石質(zhì)高強(qiáng)耐磨澆注料。2、使用年限:質(zhì)保1年,實(shí)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(diǎn)描述: 不改變?cè)械奶嵘介l板外部結(jié)構(gòu),閥體為剛玉-莫來(lái)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(guò)大而造成的磨損. 有助于提高三次風(fēng)閥板的使用壽命.(見(jiàn)圖2)
二、篦冷機(jī)矮墻預(yù)制件
篦冷機(jī)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(duì)這一特殊部位開(kāi)發(fā)了篦冷機(jī)矮墻預(yù)制件,該產(chǎn)品相比澆注料有以下幾大特點(diǎn): 1、使用材質(zhì):莫來(lái)石高強(qiáng)耐火澆注料 2、性能特點(diǎn):a.產(chǎn)品強(qiáng)度高,耐高溫,耐磨損,使用壽命長(zhǎng)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(jiǎn)單,便于今后中途更換篦冷機(jī)盲板。e.施工完后無(wú)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(diǎn),經(jīng)過(guò)廣大使用廠家證明平均實(shí)際壽命均在1.5年~2年以上。(見(jiàn)圖3)
三、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(jiàn)不鮮,主要還是由于溫度過(guò)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(gè)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(qiáng)度,嚴(yán)重時(shí)也導(dǎo)致停窯進(jìn)行清理。為此,我公司經(jīng)過(guò)多年研發(fā),開(kāi)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(diǎn): 1、使用材質(zhì):特殊碳化硅抗結(jié)皮澆注料。2、性能特點(diǎn):a.產(chǎn)品強(qiáng)度高,耐高溫,耐磨損,使用壽命長(zhǎng)。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(huì)掉落,既減輕了巡檢工的工作強(qiáng)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(diǎn),經(jīng)過(guò)廣大使用廠家證明平均實(shí)際壽命均在3年以上.
四、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(shí)際生產(chǎn)中很容易損壞,常常會(huì)受到窯口下來(lái)的高溫熟料反彈熱沖擊,磨損造成損壞,對(duì)于一些大型水泥窯,日產(chǎn)熟料量大,此處所受熱負(fù)荷比較高,一般的高鋁質(zhì)耐火澆注料如果養(yǎng)護(hù)升溫控制不好,容易發(fā)生爆裂掉塊。為此,我公司專門針對(duì)個(gè)部位開(kāi)發(fā)了窯頭罩專用預(yù)制件,具體如下:1.使用材質(zhì):莫來(lái)石高強(qiáng)耐磨澆注料2.使用年限:質(zhì)保1年,實(shí)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(diǎn)描述: a. 產(chǎn)品強(qiáng)度高,耐高溫,耐磨損。使用壽命長(zhǎng)。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(fèi)用,提高了綜合經(jīng)濟(jì)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(huì)把兩側(cè)甚至頂部澆注料沖刷掉,從而導(dǎo)致頂部護(hù)鐵燒壞變形,甚至整體跨塌,針對(duì)這一情況,公司特開(kāi)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(hù)窯門框兩側(cè)以及頂部護(hù)鐵不被燒壞,有著澆注料不能比的優(yōu)點(diǎn),是目前市場(chǎng)替代澆注料的最佳產(chǎn)品. 1.使用材質(zhì):莫來(lái)石耐磨澆注料2.使用年限:質(zhì)保1年,實(shí)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(diǎn)描述: a. 產(chǎn)品強(qiáng)度高,耐高溫,耐磨損。使用壽命長(zhǎng)。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(duì)窯門框的殼體起到了保護(hù)。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(fèi)用,提高了綜合經(jīng)濟(jì)效益。
五、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(chǎng)澆注而成,特別是噴煤管頭部,溫度高,易開(kāi)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(jìn)口材料)一般壽命只有3~4個(gè)月,影響回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)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(wèn)題,在試驗(yàn)期間,特在日產(chǎn)2500T/D線的噴煤管頭部制作長(zhǎng)度為500MM左右的預(yù)制件,日產(chǎn)5000T/D的噴煤管頭部制作長(zhǎng)度為800MM左右的的預(yù)制件,該預(yù)制件是用板狀剛玉-莫來(lái)石,外加入電熔尖晶石,以及一定比例的超細(xì)粉,外加劑,經(jīng)過(guò)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(dá)到6個(gè)月以上.目前已經(jīng)經(jīng)國(guó)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.
六、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(wèn)題之一,三次風(fēng)管彎頭內(nèi)襯不僅承受相當(dāng)?shù)母邷?有的還會(huì)被嚴(yán)重腐蝕,而且還有大量細(xì)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(yán)重?fù)p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(lái)石剛玉澆注料,前者的使用時(shí)間只有約為1~2個(gè)月,莫來(lái)石剛玉澆注料的使用時(shí)間也僅能維持4個(gè)月,每當(dāng)該部位出現(xiàn)問(wèn)題,不得不采用“打包箱”等應(yīng)急措施,以勉強(qiáng)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(yùn)轉(zhuǎn),必須用合適的材料作彎頭內(nèi)襯,我公司綜合以上問(wèn)題,經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐.開(kāi)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(lái)石高強(qiáng)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(gè)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(diǎn)描述: a. 產(chǎn)品強(qiáng)度高,耐高溫,耐磨損。使用壽命長(zhǎng).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(fèi)用,提高了綜合經(jīng)濟(jì)效益。
當(dāng)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(xiàn)指出堿性膨脹系數(shù)大,在升溫過(guò)程中產(chǎn)生巨大熱應(yīng)力,實(shí)際生產(chǎn)中難以接受10~20多個(gè)小時(shí)的烘窯時(shí)間,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)又直接開(kāi)啟高溫風(fēng)機(jī)進(jìn)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(guò)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(diǎn).
特別是預(yù)制件整套使用效果更加明顯,經(jīng)統(tǒng)計(jì)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(bǔ),對(duì)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(shí)間,無(wú)烘窯時(shí)間,員工由于澆注料修補(bǔ)而造成的工作強(qiáng)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(shí)大大提高綜合效益。
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