【技术】如何提高水泥回转窑耐火砖使用周期

1 、开停是关键，每小时升温D30摄氏度，保温控制300摄氏度以上。

　　 由于碱性砖的热膨胀系数大，1000摄氏度的膨胀率大约为1-1.2%，文献指出：“升温至1000摄氏度且砖衬中应力松驰尚未出现前，可导致300N/mm2压应力，这相当于十倍普通镁铬砖的结构程度，六倍直接结合镁铬砖、白云石砖和尖晶石砖的结构强度，因此，任何种碱性砖都承受不了”，该文献同时指出，“窑体受热膨胀率可部分补偿衬内的膨胀率达0.2%-0.4%，为1000摄氏度下普通镁铬砖热膨胀率的1/3。但这是在热平衡条件下发生的作用，故特别在点窑时烘窑速度要慢，使窑体温度缓慢上升，才能发挥窑体的补偿作用。”这是使用碱性砖的关键所在，因此《水泥回转窑用耐火材料使用规程》（试行）专门于第五章第一节对窑衬的烘烤和冷却作了明确的规定。在烘窑升温过程中，尤其在砖面温度300—1000摄氏度区域内，升温速度一定要小于60摄氏度／h。这在理论上是很清楚的，在执行中确有一定的难度。

　　 对于以煤粉作燃料且采用火把点火的窑来讲，难点之一是温度不易控制，因为在回转窑内煤粉能被火把点燃且形成火焰需要一定的浓度，尤其是检修后冷窑点火烘窑时，由于窑内和二次风温度都很低，煤粉燃烧速度和火焰传播速度都较慢，因此着火浓度下限较高，当达到了着火浓度能够点着并形成火焰时，所发出的热量就大大的超过了所需的热量。温度无法控制，一个小时之内砖面温度就会升到500摄氏度以上，使碱性砖受到了一定的挤压操作。为此，我建议采用双油流油枪，小时喷油量在100—1000kg之间可任意调节，喷咀前压力在1.0-2.OMP之间即可得到满意的雾化，开始时用油烘窑，到一定温度后采用煤油混烧以节约用油。砖面温度超过1000摄氏度后（在有火焰的情况下砖面暗红色）改为烧煤，可较好控制升温过程。

　　 难点之二是每次用10—20几个小时烘窑，生产管理部门在观念上不易接受，有时连推行8—12小时烘窑都有困难。

　　 难点之三是不准备换碱性砖时的停窑保温问题，尤其是在事故状态下，都想尽快冷却（包括冷却机，预热系统事故）进去检修，由于急冷使碱性砖受到操作，如上述三方面问题都存在，新换的砖第一次停窑后常发现窑皮带着30—60mm的砖脱落，剩下的砖还可见着明显的横向裂纹。经过几次这种过程的反复，新换的砖可能在几十天内导致发生红窑事故。

2、设备是基础

　　 要想避免开停车期间急骤升温和急冷对碱性砖的损害，除需要适用的燃烧装置外，更重要的是要认真地执行点火升温和冷窑制度，而设备的长期安全运转则是严格执行点火制度和停窑冷窑制度的基础，如果每次点火升温后都能正常运行一个月以上甚至几个月的时间，那么用于点火升温花费的时间和费用就会变得无足轻重，但如果设备状态不好，每月都要有几次甚至十几次的停窑，就不可能严格地执行点火升温和停车冷窑制度，因为频繁的停窑每次都用二十几个小时左右的时间来烘窑，从时间上，到费用上都花不起，而急骤的升温和快速冷窑必然导致砖的损伤破坏，因此事故频繁的回转窑上，碱性砖的使用寿命不会太长，由此可见，在使用碱性砖的问题上，设备也处于基础地位。

3、窑皮是屏障

　　 回转窑的窑皮对碱性砖的保护作用是明显的，性砖从以下几个方面进行保护。

　　（1）减少砖内因温差造成的内应力

　　文献指出：“大型窑内火焰温度达到1700摄氏度以上，如无窑皮保护，耐火砖极易因砖内温差应力太大而炸裂剥落。窑皮的导热系数为1.163w／mk。而碱性砖为2.67-2.97w／mk。如能经常维持有150mm左右的窑皮，碱性砖的热面温度可维持在600—700摄氏度，热面层的膨胀率只有0.6-0.7%，而无窑皮保护时耐火砖热面层的膨胀率可达1.5%，后者造成窑内温差压力可达60—70MPa，超过砖的强度，导致砖的开裂和随窑皮的剥落”。

　　（2）减少受化学侵蚀的机率，若用无烟煤可适当放大膨胀缝

　　 如果没有窑皮保护，熟料中的液相、熔融盐、燃气中的碱、氯、硫等挥发物质和一氧化碳都会对碱性砖进行侵蚀，使砖结构发生恶化而易遭到损坏。

　　（3）减缓热震的幅度

　　 窑皮既然是屏障，自然也是窑内温度波动的缓层，窑温在一定范围内的波动，通过窑皮传到砖面影响甚微，即使是停车冷窑和开车点火升温期间，由于窑皮的存在，一个是减缓了砖热面的升温速度，二是大幅度降低了当窑温达到正常时砖面的温度，降低了膨胀率，因此，窑皮较完好时点火升温可适当加快速度，同时由于窑皮的保护，砖面的热疲劳程度也会明显减轻。

　　（4）窑皮的存在还可减少高温对碱性砖的烧蚀和高温状态下对耐火砖的磨损。

　　（5）窑体表面温度不应超过370摄氏度，超过了这一温度，应及早采取降温措施。

　　 此时窑温可在正常煅烧温度范围内偏低控制，并适当减喂生产、加紧补挂窑皮。

4、稳定是前提

　　 由上述，可见挂好和保持好窑皮对延长碱性砖的使用寿命至关重要，文献指出：“一旦窑皮脱落，耐火砖就会暴露在高温中迅速被加热，燃气中的K20、C1、S02就会渗入砖内发生侵蚀，窑皮频繁更替会使砖的结构发生恶化，降低其抗热疲劳的性能”。

　　 而保护好窑皮的前提是热工制度的稳定，因为窑内每次较大的温度波动都会对窑皮造成不同程度的伤害。

　　 热工制度的稳定是各个工艺环节均衡合理控制的综合效果，其中首要的是燃烧过程，只有在煤粉质量，通风设备、控制仪表及喂煤计量系统等各环节都能满足工艺要求的条件下，采用性能优良的燃烧器以求得合理的火焰形状，才能建立起稳定的热工制度，有利于窑皮的保护。由于窑内温度分布合理，不仅可改善窑皮的新陈代谢过程，使窑皮保护厚度均匀平整，还可取得降f—Ca0的效果。较高的燃烧效率不仅可以减少还原——氧化气氛的交替对碱性砖的侵蚀，还可减少碱、硫的二次挥发，减少对碱性砖的化学侵蚀，同时对于杜绝传统回转窑结圈，防止新型干法窑的结皮堵塞和窑内起大蛋也有重要意义。

　　 追求成份合理，质量均衡的生料是稳定热工制度的另一个重要方面。对于新型干法窑，入窑物料分解率的稳定也是保持热工制度稳定的重要环节。

　　 操作人员具有正确的操作指导思想和较高的技术水平也是保持热工制度稳定的条件之一。

　　5、管理是保证

　　 在明确了碱性砖的特性，使用方法和条件之后，怎样遵循技术规律，抓好使用过程的各个环节的管理则是用好碱性砖，延长使用寿命的保证。

　　 第一要选好供货厂家以确保碱性砖的质量。也应重视产品的包装、倒运、储存过程的管理以防止砖在保管中淋湿，受潮水化和倒运过程中损坏。

　　 第二，是作好碱性砖的砌筑环节的管理，这在“水泥回转窑用耐火材料使用规程”中已有明确的要求。这里强调一点，即回转窑本身已检修试车完毕后才能砌碱性砖，砌完砖到点火升温前再不允许有较多的翻窑。因为火砖表面并不规整，窑一转动砖面之间就要磨合使砖松动，如有较长时间的转窑会使缝隙增大，每环上方的砖就要下沉，这不仅需要处理（处理作业还比较危险），而且不论是加铁板处理还是加砖处理都是减少了用于烘窑期间膨胀补偿的缝隙，增大了烘窑期间火砖热面的膨胀挤压应力，会明显影响使用寿命。

　　 第三要依据《水泥回转窑用耐火材料使用规程》和每台窑的具体情况制定使用制度的细则，例如，用于点火升温的时间和各段升温速度，新砌砖和剩余砖厚分别为150mm、l00mm、80mm的砖，由于热面所承受的挤压力不同应有所区别：有窑皮和无窑皮，窑皮好与不好时，升温速度亦应有所区别，作到既保证升温过程的安全，又尽可能的节省时间。

　　 总之，对于碱性耐火材料来讲，不断地开发、研制新品种、不断地改善性能，制造出优质的砖是全过程的一半；合理的使用，不断地改良使用方法，延长使用寿命是全过程的一半，对于用户来讲，后一半的效益更直接，因此显得更重要。但只有在充分了解碱性砖的各种性能，了解使用过程的条件要求，并努力创造条件满足要求，掌握使用方法，认真加强使用过程的管理，才能取得满意的效果。

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