隨著我國水泥生產(chǎn)技術的不斷進步和窯型的大型化,水泥燒成系統(tǒng)的耐火材料技術也在日新月異地快速提升中。耐火材料的使用壽命是直接影響新型干法水泥生產(chǎn)線運轉率的主要因素之一,如何延長耐火材料使用壽命,逐漸做到無害化排放一直是水泥企業(yè)持續(xù)關注的課題。
近幾十年來,新型干法水泥生產(chǎn)工藝,代表著水泥生產(chǎn)的發(fā)展方向。熟料產(chǎn)質量高、節(jié)能效果好、自動化程度高、環(huán)境污染小,并且日益大型化。目前我國己完全自主設計日產(chǎn)2500噸到12000噸的新型干法窯,其中耐火材料襯料的應用,有著十分重要的經(jīng)濟意義。由于不定形耐火材料技術的不斷進步,一些設備的關鍵部位,要求苛刻的材質的解決,便有些水泥窯爐的設計者和生產(chǎn)廠家,放棄了傳統(tǒng)的磚襯的觀念,大量采用不定形耐火材料做內(nèi)襯,如用于旋風預熱系統(tǒng)、進料槽、窯尾煙室、窯口、噴煤管、窯頭罩、篦冷機等鍛燒設備上。由于不定形耐火材料性能和施工方法的改進,使耐火材料襯料的整體成本降低,為大中型水泥生產(chǎn)廠家?guī)砜捎^的經(jīng)濟效益。
一、噴涂料施工技術的主要特點
1.噴涂料與磚襯相比,沒有磚縫、整體性好、耐磨損、導熱系數(shù)小、節(jié)能效果好。
2.噴涂料的廣泛應用,改變了水泥行業(yè)的窯爐結構,其使用性能可靠,壽命延長。
3.噴涂料施工速度快,每小時可達6~10噸,施工時垂直距離可輸送達80米高,水平距離可輸送達200米遠。因此每次維修時間短,操作費用低,窯的利用系統(tǒng)高。
二、新型干法水泥窯各部位所應用的噴涂料
(一)旋風式預熱器
這套裝置包括一系列的立式“旋風式”熱交換器,豎式排列?;ハ嚅g有管子聯(lián)結均化后的生料下行,同時窯里排出的廢氣上行。在每個熱交換器中廢氣與生料進行熱交換,使生料逐漸加熱。然后通過管子落入一級交換器,每臺窯具有單系列或雙系列熱交換器,溫度從300℃(第一級交換器入口)到1100℃(最后一級交換器出口)。三次風下部燃燒室噴嘴處附近溫度會更高一些。
建議用耐火襯料:重質噴涂料16(1HR-DG16);重質噴涂料18(HR一DG18)。
以前這些熱交換器絕大多數(shù)是用磚砌筑的,施工時間長而且設計復雜。目前一般用澆注料或噴涂料加不銹鋼錨固鉤的方法進行施工。襯厚150~250mm,通常單層,但有時也用50mm的輕質噴涂料10(LG一10)作底襯。
(二)進料槽(亦稱下料斜坡)
物料處熱交換器后,溫度達1000℃的熱物料先通過一個大的進料溜子再進入回轉窯。由于燃料或物料本身的原因,在某些水泥廠,這個部位的耐火材料表面很快形成結皮(可達100mm厚)。如果原料的堿含量高或燃料(煤)中氯化物含量高,那么形成黏結堵塞,破壞交換器耐火襯表面,阻礙物料流動和廢氣排出,可用鋼釬敲擊或用高壓水槍噴射除去結皮。沖擊、磨損、急冷急熱現(xiàn)象對任何耐火材料襯料都會產(chǎn)生破壞。但噴涂料要比磚襯持久的多,因為磚襯的縫隙受侵蝕嚴重。如果結皮己與耐火材料內(nèi)面起反應,那么清除結皮時間很可能要帶掉一塊襯料表面。因此,這個部位的維修頻率高,從而造成停窯搶修,影響窯的周期運轉率。
建議用料及施工方法:高強噴涂料16(HR-DGl6);碳化硅高強噴涂料S2O(HR-S2OG)。
襯厚200~300mm,在邊墻和斜坡上焊接1鉻18鎳9鈦321型不銹鋼錨固鉤,通常不用絕熱層,可以用噴涂的施工方法,也可以采用澆注的方法。HR一DG16、HR-S2OG是一種抗堿性的材料,不與任何堆積物起反應,S2OG是一種含SIC的材料,效果尤其明顯。另外兩種材料的優(yōu)點還在于氣孔率低,高溫下強度大,抗磨性強,耐急冷急熱性好。
(三)入口錐(進料錐體)
回轉窯的進料端通常是錐形的,其襯料以前為形狀復雜的磚。但由于換襯困難,現(xiàn)在一般采用澆注料,環(huán)境溫度900~1100℃,磨損嚴重.粉塵大量沉積在這個部位,同時回轉窯轉動時該部分受應力影響。
建議用料:重質噴涂料16(HR一DGl6);高強噴涂料18(HR-DGl8)。
襯厚200~500mm,用鉻25鎳20“Y”型不銹鋼錨固鉤焊接??蓢娡渴┕?,也可以采用澆注的施工方法,材料的選擇要依據(jù)具體條件,以及使用壽命要求來決定。
(四)窯頭罩
窯頭罩位于回轉窯的排料端,噴煤管透過窯頭罩伸入窯體內(nèi)。該部位受一定程度的磨損,耐火材料表面有粉塵結皮并受火焰輻射,操作溫度為1100~1200℃。 .
建議用料:莫來石噴涂料16(HR一DG16):莫來石高強噴涂料18((HR-DGl8)。
上述噴涂料適用于底部邊墻和噴嘴墻及頂部,材料的選擇視具體情況而定,一般先噴75mm的LG-10作底層絕熱料,然后再噴200-250mm的工作層。使用的錨固鉤為1鉻18鎳9鈦321型不銹鋼錨固鉤,間距為250~300mm。.
(五)篦冷機
靠近篦冷機各側面受到水泥熟料的磨損嚴重,在墻上部和頂部粉塵沉積量很大,時常需要吹洗或機械清除。后墻(靠近窯體內(nèi)落下熟料的那一端);受機械磨損較嚴重,因為熟料先落在后墻上,再到篦板上,熟料溫度從1300降到250℃。來自風機的大量空氣進入篦冷機,形成急冷急熱的現(xiàn)象。
建議用料:莫來石噴涂料16(HR一DG16):莫來石高強噴涂料18((HR-DGl8)。
工作面厚200~300mm,絕熱層用輕質噴涂料10、厚75~100mm,用321型不銹鋼錨固鉤,間距300mm,許多廠家已把傳統(tǒng)的拱形磚頂改為用錨固磚的平頂噴涂料或澆注料,其好處在于對墻進行定期修理時不影響頂部結構。
綜上所述,新型干法水泥生產(chǎn)線有著濕法窯和傳統(tǒng)干法窯無法比擬的優(yōu)勢,在不定形耐火材料的選型上也有別與其他類型的水泥窯,每個企業(yè)要根據(jù)自身設備、原燃材料的實際情況進行優(yōu)化配置,提高水泥窯生產(chǎn)效率的同時,降低水泥企業(yè)的生產(chǎn)成本。