目前大多數窯襯的使用壽命證明,有相當一部分人持有的習慣認識與操作并不適用于預分解窯,盡管影響窯磚使用周期長短的因素很多,但大多與掛窯皮方法不當有關。 本文對分解窯如何掛牢和維護窯皮進行探討。
1 新窯磚如何掛牢窯皮
窯皮是分解后的生料經過高溫煅燒后粘黏在耐火磚上的熟料。 但由于裸磚時的窯內溫度不能過高,只是讓磚表面略有液相即可, 否則會更嚴重傷害襯磚,因此,窯皮的燒結程度要低于正常熟料。 然而,正是因為窯皮的存在,保護了耐火磚不再繼續受火焰及后來物料的侵蝕, 為正常煅燒所需高溫創造了條件,因而備受操作者的愛護和關注。這個過程的操作要點是:第一,投料掛窯皮的料量不能過大,一般為正常料量的 1/3;第二,掛窯皮是以磚與生料同時具有適當高的溫度為前提,這個溫度足以讓生料與襯磚形成部分液相間的結合而黏結;第三,全窯的磚溫不會一致,只有燒成帶的磚表面溫度最高才對,窯皮只有掛在此位置才正確, 否則的話會為后來的操作帶來諸多困難。對于預分解窯,為防生料下沖到窯內,投料前必須拉大排風,此時,窯內高溫段會隨風迅速后移,生料便掛在燒成帶以后的位置,甚至接近窯尾,這正是很多窯的窯皮拉得很遠的原因。 因此,能控制全窯的磚表面最高溫度始終準確在燒成帶,而且同時滿足前兩條要求,就要求有較高的操作水平。
預分解窯與傳統窯不同:一是進窯的生料已經分解(離線爐另當別論),窯內所需要的熱量已經減少一半以上, 而且掛窯皮的生料成分可以與正常煅燒一致,沒有必要、也不可能配制專為掛窯皮的特殊生料。二是窯速應該提高到3r/min 以上,只有這樣,才能使窯的一周掛上等厚均勻的窯皮。三是投料前必須要有高負壓,才能防止生料進預熱器后產生竄料,但同時又要避免窯內高溫帶向窯尾后移。
為了掛好窯皮,應注意:
1)掛窯皮時的喂料量不能過大
因為此時窯內只是依靠耐火磚的蓄熱量,而且篦冷機內也無熟料,沒有回收的熱量可以利用,窯溫不足以支撐正常煅燒。 投料量少,并不是為低窯速投料創造條件,讓物料與窯磚的接觸時間延長。
2)控制好掛窯皮時的 4 個溫度
決定掛窯皮牢固程度的關鍵因素是生料與窯磚的表面溫度適宜。 這可由 4 個溫度來判斷:燒成帶溫度應該讓磚表面發亮,窯尾溫度達到 900℃以上,分解爐給煤后溫度達到 850℃,C1出口溫度達到 300℃。 如果燒成帶窯磚表面溫度不夠,僅窯尾溫度夠時,則此料不可能黏在磚上形成窯皮而出窯,俗稱“竄料”;當窯磚表面溫度夠,而窯尾溫度低時,生料需要向磚吸收更多的熱,在掛上一層極薄窯皮后,剩余生料仍然要竄出來;如果 4 個溫度都不夠,則更會嚴重竄生料;反之,如果 4 個溫度都過高,極熱生料就會將磚推掉一大層,俗稱“推車”,甚至“垮窯”釀成事故。 所有這些,絕不是靠延長物料與磚的接觸時間就能避免的。
3)必須提高窯速
只有轉到下部的窯磚與來料接觸才能掛上窯皮,當窯轉一周所用時間分別為 20s、40s 以及 60s 時,整圈窯磚燒蝕與窯皮黏結的均勻程度都會有較大差異,
但這種差異目前尚未足以讓管理者與操作者擔心,相反, 更多的顧慮卻是擔心生料會在高窯速下竄出,而將提高窯速視為禁區。 理論與事實都證明,低窯速無法掛勻及掛牢窯皮,而分解充分、窯溫足夠的條件下,高窯速使傳熱均勻,不但不會竄料,而且更利于防止竄料。
4)縮小拉風與投料之間的時間間隔
該間隔不應超過數秒鐘,以保持窯內剛剛建立的4 個溫度的理想分布。 為此,需要生料快速入窯的一系列控制手段。比如:生料出庫已進行回庫小循環,只要打開提升機的回庫與入窯的三通閥,料就能快速入窯;三通閥應該設計為快速氣動切斷閥,而不是電動調節閥或手動閥;對于雙系列預熱器,考慮物料經過斜槽的時間,在開啟高溫風機風門時,更應有提前量,只要風門一開,物料就能進入 C1。只有滿足以上要求,才可抑制系統強大負壓所造成的高溫段向后移動的趨勢。 那種為減小窯頭負壓過大,靠提前開啟篦冷機冷卻風機鼓入冷風的做法,不能解決窯內高溫段后移的問題。
采取上述方法,從開始投料到正常喂料量所需時間最多兩個班。而用傳統掛窯皮的方法,要經過 1 天,甚至 2~3 天。
2 窯皮維護的措施
2.1 窯皮損壞的原因
窯皮的時長時落必然導致襯磚的燒蝕。 考察發現,凡是運轉周期長的窯,首先是窯皮穩定,而其關鍵在于原燃料成分的穩定。 這個道理很簡單,當突然一股難燒的生料來到時,表現為料子吃火,此時操作必然要加煤,窯皮會因此而受傷,再加之此料與窯皮的成分差距較大,也迫使原窯皮難以保持。 又比如煤的熱值忽然變高,火焰形狀與溫度就立刻變化,原有窯皮也必然受傷。 再有喂煤量和喂料量的波動,甚至斷煤、斷料,都對窯皮有極大的威脅。所有這些情況都是操作員難以預料的,待發現之時,危害已經發生,能做的只有采取補救措施,降低危害程度而已。
2.2 穩定原燃料和操作
穩定窯皮比掛窯皮更重要,因為掛窯皮只關系一次損失的大小,而原燃料以及窯操作的不穩定,則時時刻刻都在威脅窯皮與窯襯的安全, 造成的損失更大。 因此,只有生產的均質穩定才是企業高產優質低耗安全運轉的保證。
不少企業提出要嚴密監視筒體表面溫度,發現窯皮蝕薄、筒體溫度升高,要及時補掛,補掛時要適當減少喂料量,且不考核補掛的班產量。 這種做法說明對均質穩定的運行特點認識不足,是用不穩定的辦法補掛窯皮,沒有分析窯皮為什么會變壞,更沒能提出如何讓窯皮穩定的措施。 如果喂料量過高影響窯皮質量,則減料不是在窯皮薄時的應急措施,而是正常操作就不應盲目追求高產, 否則其危害的還不僅是窯皮,而是各項經濟指標都會受到影響。
3 如何衡量掛窯皮與護理窯皮效果
一般是看窯襯運轉周期長短,或筒體紅外測溫儀觀測周向的溫度分布均勻性以及窯軸向溫度分布是否合理。 但是,所有這些手段都是對每臺窯的歷史進行比較才能看出,不同窯之間的比較因為有很多差異而有局限性,比如,耐火磚自身質量、筑爐水平、窯筒體的機械狀態、生料易燒性、燃燒器性能與調整、操作中對窯熱負荷的控制以及操作穩定性等。只憑掛窯皮與護窯皮的方法不同,顯然難以得出絕對令人信服的結論。 目前國內最長的窯襯安全運轉周期可長達450d,與此相比,大多數窯的運轉周期僅 300d 左右 ,甚至 200d 左右,差距不可謂不大。據了解,創 450d 紀錄的窯, 不僅原燃料穩定程度為國內同行中少有,而且磚的質量與窯的機械狀態也是極佳,其他方面還有待調查。 作為評價掛和維護窯皮操作方法的優劣,并不是一個例證就可說明清楚。
新型干法水泥技術的發展,耐火材料品種的增加及其性能的提高, 為掛好和維護窯皮創造了條件,企業應不斷摸索和實踐。