耐火澆注料作為新型干法回轉窯的主要保溫材料,其合理配置,能保護生產設備在高溫下正常運轉,有效地降低系統能耗。

本文就大中型新型干法窯系統不同部位使用的較合適的耐火澆注料提出一點看法。

耐火澆注料的合理選用

窯口用耐火澆注料

回轉窯前窯口,熟料出口溫度在1400℃左右,入窯二次風溫度因窯況變化頻繁;隨著水泥廠規模的擴大,窯口的熟料量也越來越大,對窯口耐火澆注料的熱應力和機械應力相應加大。為此,窯口耐火澆注料在高溫環境下應該具備足夠的耐火度、機械強度、熱震穩定性和耐堿性。建議采用高性能窯口專用耐火澆注料或改進型窯口專用耐火澆注料。該產品具有優異的抗剝落性能、高溫耐堿性能,以及抗水泥熟料侵蝕性能等。

燃燒器用耐火澆注料

燃燒器的工作環境在1400℃左右,其火焰溫度在2000℃左右,且長時間在堿性氣氛中工作,相比前窯口溫度變化更加頻繁、溫差更大,因此對其熱震性要求更高。燃燒器前端始終受到夾帶著熟料粉塵的高溫氣流的沖刷,尤其是下部受到的沖刷更嚴重,因此燃燒器耐火澆注料需要足夠的耐磨性。建議采用燃燒器專用澆注料或改進型燃燒器專用耐火澆注料。該產品具有優異的抗剝落性能和熱震穩定性。

窯頭罩、篦冷機用耐火澆注料

對于一些大型回轉窯,窯頭罩下部所受熱負荷比較高,如果一般的高鋁質耐火澆注料養護升溫控制不好,容易發生爆裂掉塊;窯頭罩頂部靠近三次風管處,含塵氣流沖刷相對也比較嚴重,而且頂部澆注料施工比較困難,對材料的流動性和早期強度要求比較高。篦冷機前端頂部工作溫度高,溫度變化較大;前端兩側矮墻長期受到通過窯口下來的高溫熟料的磨損,也承受一定的機械應力和熱應力的破壞。建議這兩部位采用高溫性能好、抗熱震穩定性強并具有耐磨等特點的高強耐磨澆注料。

三次風管彎頭和風閥用耐火澆注料

該部位熱冷變化大,又受高溫熟料顆粒的沖刷,澆注料易出現松散、剝落等現象,是水泥廠運行中最易出現磨損的地方。建議采用耐磨耐火澆注料。

C4、C5錐部和其下料管、分解爐錐體及煙室用耐火澆注料

上述部位極易結皮,而且很難清理掉,清理時需要人工用鐵器工具進行,難免造成耐火澆注料機械損傷。一旦出現嚴重結皮,就需停窯處理。建議采用高強抗結皮碳化硅澆注料。

其它部位用耐火澆注料

建議C1～C3采用高強耐堿澆注料,C4、C5(錐體部分除外)采用高溫高強耐堿澆注料,分解爐采用高強耐磨澆注料。

新型干法窯系統耐火澆注料配置方案(建議)及各種澆注料技術指標見表1。

表1澆注料配置方案(建議)及技術指標

耐火澆注料的發展趨勢

1、改善澆注料的耐磨性與熱震穩定性,實現長壽命

1.1提高耐磨澆注料耐磨性的措施

1) 降低澆注料的臨界粒度,從8mm降至5mm左右。

2) 提高澆注料的中溫熱態抗折強度。中溫900℃時,澆注料抗折強度間接反應了澆注料的耐磨性,現在發展趨勢是要求澆注料熱態抗折強度≥20MPa。

3) 提高澆注料基質結合能力。采用多級微粉和超微粉配制,形成最緊密的堆積,促進中溫下燒結,提高澆注料基質結合能力。

4) 選用高硬度耐火原料做骨料。

1.2、提高耐磨澆注料熱震穩定性的措施

1) 采用復合骨料和復合粉料(即復相技術)

利用骨料與基質熱膨脹系數的差異來平衡澆注料的強度與熱震穩定性。①高膨脹骨料+低膨脹基質這種組合熱震穩定性非常好。②低膨脹骨料+低膨脹基質這種組合澆注料結構均勻、機械強度高,一般的熱震不至于在澆注料內產生巨大應力而出現裂紋。

2) 降低材料的熱膨脹率

盡量選用熱膨脹率比較低的材料,以改善澆注料的熱震穩定性和機械沖擊性。

2、降低Fe2O3含量控制澆注料中Fe2O3≤1.5%,以減少襯體剝落。

3、降低澆注料的體積密度,減輕設備負荷在保證耐磨與熱震穩定性的前提下,降低澆注料的體積密度。體積密度自2800～3000kg/m3降到2100～2400kg/m3時,澆注料消耗量減少15%～40%。

結束語

水泥廠耐火澆注料的應用與發展應符合環保和循環經濟的理念。合理的選用澆注料,可以延長澆注料的使用年限,有效保護設備,降低系統的散熱損失,減少系統結皮堵塞,減少停窯檢修次數和維修時間,提高系統的運轉率,達到窯系統穩產、高產和低能耗的目的。

來源：《耐材百科》

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