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      水泥窯用耐火材料如何降低消耗

      編輯:耐火磚???瀏覽:???時間:2020-08-13


       
      近年來,國內新上水泥生產線全部為大型干法回轉窯,干法水泥比重已達85%,通常采用易掛窯皮且熱震穩定性能較好的鎂鉻磚用于燒成帶,尖晶石磚或硅莫磚用于過渡帶,高鋁磚用于分解帶,隔熱型耐堿粘土磚或普通型粘土磚用于加熱帶,耐火澆注料或適用的耐火磚用于前后窯口。
      在預熱系統內,普通型耐堿粘土磚及耐堿澆注料用于預熱器系統,抗結反碳化硅澆注料用于窯尾煙室,高強型耐堿粘土磚和高耐磨耐火澆注料用于三次風管,抗剝落高鋁磚用于分解爐及窯門罩,并配用大量的耐火澆注料、系列隔熱磚和系列硅酸鈣板。鎂質耐火材料主要用于水泥窯的燒成帶和過渡帶,并起著關鍵作用,如果沒有鎂質耐火材料,水泥窯將無法正常運行。但是在水泥窯燒成帶大部分采用的鎂鉻磚中,含有10%~20%的鉻礦石。鉻提供耐火材料良好的抗熱震性、掛窯皮性,并降低導熱率,延長了窯襯使用壽命,但使用時產生了鉻公害,主要在高溫、堿和氧化性氣氛存在時,部分Cr3+會轉化成有毒致癌的Cr6+,揮發并凝結在耐火材料的冷端。一些發達國家已制定法規限制鎂鉻磚的使用,或對其進行強制性的解毒處理。
      主要水泥窯用耐火材料生產企業分布及發展狀況:我國是世界上大的水泥耐火材料生產國,產量約占世界總產量的60%,生產企業主要集中在河南新密、遼寧營口、山東淄博等地。經過多家企業通過強強聯合、兼并重組、相互持股等方式進行戰略整合,推進了耐火材料工業組織結構的調整、優化和產業升級,使水泥回轉窯用耐火材料生產企業由內向型向外向型轉變,提高了行業生產集中度,增強了耐材企業的整體競爭能力。河南新密一批企業,通過進口國外和購買國內全自動大噸位液壓機和高溫節能隧道窯,企業的裝備水平明顯提升,與國外先進企業的差距越來越小。在品種結構調整方面,隨著水泥窯大型化技術進步的要求,研制開發了一系列品種的堿性和鋁硅系配套產品,滿足了水泥窯正常生產運行,為我國水泥工業的發展奠定了堅實的基礎。
      水泥窯用綠色耐火材料取得的成績:水泥工業鎂鉻殘磚的污染問題十分嚴重,大量使用鎂鉻磚無疑對人民的健康和環境造成巨大的損害,為此,我國正在研究制定鎂鉻磚在水泥窯襯限用的相關法律法規,在條件成熟后實施。圍繞水泥窯用鎂鉻磚產生鉻公害問題,水泥窯耐火材料企業已經做好產品更新換代準備,并進行了應用,取得了顯著成績。新型鎂鐵鋁復合尖晶石磚已在華潤水泥、南方水泥、中聯水泥、堯柏水泥等大型水泥集團使用,獲得了良好的使用效果。無鉻化配套方案目前已在鹿泉鼎鑫、邯鄲太行、廣西東泥、永州蓮花、河北京蘭、海螺集團、冀東水泥、津巴布韋、安哥拉等國內外多個項目上應用,應用效果得到客戶的認可。鎂鐵尖晶石磚及無鉻化配套方案已在重慶天助水泥、富豐水泥、湖南韶峰水泥、新疆天山多浪水泥取得了滿意的效果。無鉻尖晶石磚及其他產品配套方案先后在德國海德堡水泥和河北鹿泉曲寨水泥等國內外多家大型干法水泥窯使用,并深受用戶滿意。同時,上述企業為水泥工業全窯配套供應不定形耐火材料、鋁硅質燒結耐火材料(硅莫磚、硅莫紅磚、抗剝落磚)、堿性耐火材料(包括鎂鋁尖晶石磚、鎂鐵尖晶石、鎂鐵鋁尖晶石磚、鎂鉻磚)。
      降低水泥窯耐火材料消耗的管理措施 
      在水泥產能嚴重過剩的環境下,降低生產成本成為水泥企業立足發展的重要途徑。耐火材料的消耗也是水泥工廠不可忽視的成本之一。行業內噸熟料耐火材料成本消耗一般在2.5~4.0元。對一條設計5 000 t/d的熟料生產線,保守估算按5 400 t/d,運轉率僅為60%,則其耐火材料成本消耗就是295.65萬元~473.04萬元,顯而易見,如果能將耐火材料成本單耗由4.0元/t降低至2.5元/t,則每年度可減少成本支出近200萬元。要實現這樣的成本節約,離不開科學的管理。
      1 耐火材料配置優化根據不同材料的性能指標合理優化水泥窯耐火材料配置,\大限度發揮材料自身性能,延長其使用壽命,是有效延長耐火材料壽命、降低其消耗的前提。經過多年多條生產線的統計數據,我公司形成了一套基本的窯襯磚配置,有幾個關鍵點是燒成技術人員必須根據每條窯的具體工況適當調整的。(1)窯口澆注料。窯口澆注料的壽命不能以損壞窯口端節為代價,必須切實起到保護窯口端節作用。每次更換時必須詳細檢查窯口鐵螺絲是否有松動、窯口鐵外端面有無裂紋,如有則必須更換窯口鐵,避免因窯口鐵松動影響窯口澆注料壽命。(2)窯口磚的長度。窯口磚是強度高但荷重軟化溫度較低的一種磚,砌筑在窯口澆注料后保護窯口澆注料,不宜配置過長,否則一旦火焰調整不合適或液相出現,容易出現燒磚隱患。(3)燒成帶。燒成帶即主窯皮區域,也即窯皮穩定區域。窯皮除受原燃材料和火焰控制的影響外,也同時受掛窯皮、磚配置長短的影響。我公司配置的原則是按照4.5~5.2倍窯徑長度掌握,煤質好時選下限,煤質差時選上限。(4)上下過渡帶磚與燒成帶的分界。下過渡帶是否適當配置部分鎂鋁尖晶石磚完全取決于該部分是否長窯皮,停窯后該處窯皮是否脫落,如果該處窯皮消長頻繁則說明有明顯過渡帶,宜配置鎂鋁尖晶石磚;反之則應配置燒成帶用的易結窯皮的磚。上過渡帶同理也需要詳細觀察窯內副窯皮分布區域,有副窯皮區域應配置鎂鋁尖晶石磚。但因為鎂鋁尖晶石磚導熱系數大,其壽命后期筒體溫度可高達370~380 ℃,熱耗高且對窯筒體熱侵蝕嚴重,所以上過渡帶該磚宜短不宜長。(5)原則上輪帶下方不更換耐火磚品種,因為不同耐火磚導熱系數不同,筒體溫度不同,對輪帶滑移量影響較大。
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