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    水泥行業(yè)解決方案
    方案內容: 新型干法回轉窯由于工藝特性造成堿、硫等揮發(fā)性組份的富集、窯溫提高、窯徑加大、窯速加快、結構復雜等原因,造成對耐火材料的化學(xué)侵蝕、高溫破壞、機械應力和熱應力等綜合破碎效應比傳統窯要大,加之當前更高的環(huán)保節能要求,應根據工況特點(diǎn),各區域應選用不同的耐火材料。
    行業(yè)問(wèn)題

    ?????? 在水泥行業(yè),生產(chǎn)水泥所用的工藝方法隨著(zhù)所用窯爐的改變產(chǎn)生了系列的質(zhì)變和量變,推動(dòng)了整個(gè)行業(yè)的快速發(fā)展。水泥窯型先后經(jīng)歷了豎窯-機械立窯-濕法回轉窯-新型干法回轉窯幾個(gè)階段的發(fā)展,干法生產(chǎn)水泥是目前最為成熟穩定的水泥生產(chǎn)工藝。隨著(zhù)水泥行業(yè)的發(fā)展,干法回轉窯的熟料產(chǎn)量從早期的每天2000噸、3000噸、4000噸、5000噸逐步發(fā)展到了每天10000-14000噸,而且隨著(zhù)國家環(huán)保政策的要求,利用干法水泥窯協(xié)同處置垃圾和危險廢棄物已經(jīng)成為行業(yè)趨勢,但是在利用水泥窯協(xié)同處置危廢工作發(fā)展迅速的同時(shí),水泥窯的工況條件呈現惡化趨勢,加劇了水泥窯用耐火材料的損毀。

    解決方案

    ?????? 新型干法水泥生產(chǎn)線(xiàn)主要由預熱器、分解爐、回轉窯、篦冷機、三次風(fēng)管幾個(gè)系統構成,各自區域有著(zhù)不同的工作特點(diǎn)和使用環(huán)境,新型干法回轉窯由于工藝特性造成堿、硫等揮發(fā)性組份的富集、窯溫提高、窯徑加大、窯速加快、結構復雜等原因,造成對耐火材料的化學(xué)侵蝕、高溫破壞、機械應力和熱應力等綜合破碎效應比傳統窯要大,加之當前更高的環(huán)保節能要求,應根據工況特點(diǎn),各區域應選用不同的耐火材料。

    1、預熱器耐火材料的選用

    ?????? 預熱器的作用是利用回轉窯及篦冷機冷卻水泥熟料時(shí)的預熱對水泥生料進(jìn)行預熱的余熱利用系統,在這個(gè)系統里,預熱器一般有4-6級(最高處為一級),已經(jīng)均化配好料的水泥生料進(jìn)入從最高層通過(guò)料管逐級進(jìn)入預熱器完成脫水和預加熱,三次風(fēng)管將冷卻風(fēng)預熱引入最后一級預熱器,物流向下流動(dòng),熱風(fēng)向上排出,逐級進(jìn)行換熱,實(shí)現對水泥生料的預熱過(guò)程。

    ?????? 由于預熱器和分解爐均為靜止設備,可用較大的設備外殼,容納較多的耐火材料,因此選用導熱系數較低的保溫材料,降低設備外殼溫度,達到節能的目的。

    部分預熱器和分解爐形狀復雜,可選用在成型上較靈活的耐火澆注料。

    2、分解爐耐火材料的選用

    ?????? 當前分解爐大多采用抗剝落高鋁磚作為窯襯。在縮口處和鵝頸管位置采用高鋁質(zhì)澆注料進(jìn)行澆注施工。

    ?????? 為了解決窯尾及預熱器和分解爐中因物料和窯內粉塵形成的結合物而造成結皮問(wèn)題,需要在容易形成結皮的窯尾煙室和附屬的下料管,煙管采用抗結皮澆注料進(jìn)行砌筑??菇Y皮澆注料是采用在澆注料中添加一定量的碳化硅而防止結皮的,碳化硅具有硬度高、浸潤角小、抗侵蝕能力強的特點(diǎn),各類(lèi)硫氯堿鹽及其共生物很難向內部滲透而粘掛,即使出現了粘掛窯皮現象,也很容易被清理。

    3、回轉窯各窯段耐火材料的選擇

    (1)窯尾喂料帶到預熱帶耐火材料的選用

    ?????? 在接近窯尾部分或小型回轉窯上,從用戶(hù)成本角度,我們推薦使用耐壓強度高、抗剝落性能好的抗剝落高鋁磚??箘兟涓咪X磚在窯尾部分的使用周期一般都在2年以上。

    ?????? 在回轉窯的尾部約1米位置,由于處于回轉窯末端,耐火磚需要固定,所以只能用澆注料進(jìn)行砌筑,一般可選用窯口專(zhuān)用澆注料或鋼纖維耐磨澆注料。

    (2)過(guò)渡帶耐火材料的選用

    ?????? 一般情況下,我們通常將過(guò)渡帶分為兩段,上過(guò)渡帶和下過(guò)渡帶,一般稱(chēng)接近預熱帶的部分成為上過(guò)渡帶,接近燒成帶的地方為下過(guò)渡帶。在上過(guò)渡帶一般采用1650硅莫磚(硅莫紅磚)即可,下過(guò)渡帶因為溫度較高,所以只能采用鎂鋁尖晶石磚或1680硅莫磚(硅莫紅磚),由于該區域溫度較高,過(guò)渡帶用耐火材料的使用壽命一般在12個(gè)月左右。

    ?????? 硅莫磚與鎂鋁尖晶石磚相比較具有導熱系數低,熱震穩定性好、性?xún)r(jià)比高的優(yōu)勢,鎂鋁尖晶石磚與硅莫磚相比較具有抗侵蝕性能更強的優(yōu)勢和導熱率高的劣勢,在系統處理垃圾水泥回轉窯上,鎂鋁尖晶石磚的抗堿硫侵蝕效果更好,所以在大型回轉窯,從安全系數考慮,仍大多采用鎂鋁尖晶石磚進(jìn)行砌筑。

    ?????? 整體上,硅莫磚因性?xún)r(jià)比優(yōu)勢,在國內有替代鎂鋁尖晶石磚在水泥回轉窯應用的趨勢。

    (3)燒成帶耐火材料的選用

    ?????? 真金鎂鐵尖晶石磚不僅具有耐壓強度高、熱震穩定性好、柔韌性好、荷重軟化溫度高的特點(diǎn),還具有直接結合鎂鉻磚易于粘掛窯皮的特性,有效解決了水泥窯用鎂鉻磚的污染問(wèn)題,滿(mǎn)足了水泥行業(yè)在新形勢下對無(wú)鉻堿性耐火材料的市場(chǎng)需求,還改變了進(jìn)口堿性耐火材料的需求彈性,實(shí)現了水泥窯用無(wú)鉻的國產(chǎn)化,在水泥行業(yè)得到了廣發(fā)認可。

    ?????? 在實(shí)踐過(guò)程中,真金公司結合燒成帶與過(guò)渡帶銜接區域采用鎂鐵尖晶石磚與硅莫磚因溫度場(chǎng)變化頻繁,極容易出現剝落損毀的行業(yè)現狀,對鎂鐵尖晶石磚工藝進(jìn)行了優(yōu)化改良,根據各種原料的自身特性,采用合成鐵鋁尖晶石和鎂鋁尖晶石作復配的特殊工藝,研發(fā)生產(chǎn)了鎂鐵鋁復合尖晶石磚,使鐵鋁尖晶石和鎂鋁尖晶石各自的優(yōu)良特性進(jìn)行互補,該產(chǎn)品具有較好的抗堿侵蝕能力和耐磨性,在溫度較高時(shí)可以快速粘掛一層窯皮保護襯磚不受高溫火焰沖刷,在低溫時(shí)又具有良好的耐磨性不被磨損,可適用于整個(gè)回轉窯。

    (4)冷卻帶耐火材料的選用

    ?????? 在大型干法窯生產(chǎn)中,冷卻帶窯襯是大型回轉窯中最薄弱窯襯之一,在冷卻帶,雖然環(huán)境溫度沒(méi)有高溫帶高,也沒(méi)有煙氣腐蝕,但受生產(chǎn)工藝限制,水泥回轉窯冷卻帶都很短,回轉窯窯口處離窯熟料溫度高達1400℃,入窯二次風(fēng)溫度達1200℃,窯口幾乎是完全裸露在1700℃高溫火焰的輻射之下。

    ?????? 目前,水泥回轉窯冷卻帶,除了窯口0-0.6米位置 ,剩余部分都采用了耐火磚進(jìn)行砌筑,且大多采用鎂鋁尖晶石磚和硅莫磚進(jìn)行砌筑。相比較而言,鎂鋁尖晶石磚比硅莫磚的抗侵蝕能力要好,但導熱率較高,硅莫磚的導熱率較低,但抗堿侵蝕能力不如鎂鋁尖晶石磚,所以,在該區域,如果用戶(hù)的原料中的堿硫成分不高,用硅莫磚即可,如果經(jīng)常出現堿硫成分過(guò)高引起的剝落現象,則選用鎂鋁尖晶石磚。

    (5)窯口耐火材料的選用

    ?????? 水泥熟料冷卻后通過(guò)窯口排往篦冷機,窯筒體與水平線(xiàn)成3.5%~4%的傾斜,窯內物料在窯運轉時(shí)從窯尾向窯頭方向運動(dòng),在運動(dòng)物料的推力及窯內耐火磚的軸向應力的共同作用下,有往窯頭方向移動(dòng)的趨勢,造成窯口的軸向擠壓應力非常大,為了防止整體耐火磚產(chǎn)生位移,所以窯口部位只能采用澆注料進(jìn)行整體施工,這里指的窯口僅指出料端0-1米位置,又稱(chēng)前窯口。

    ?????? 前窯口澆注料在高溫環(huán)境下應該具備足夠的耐火度、機械強度、熱震穩定性和耐磨性,針對窯口薄弱的特性多采用具有優(yōu)越抗熱震性能、抗沖擊性能和耐磨性能的窯口專(zhuān)用澆注料,公司研發(fā)的窯口專(zhuān)用澆注料采用先進(jìn)的工藝配方,以?xún)?yōu)質(zhì)剛玉、碳化硅、進(jìn)口紅柱石和添加劑制成,具有體積穩定性好,抗熱震、抗侵蝕、耐磨損性能好的優(yōu)點(diǎn),在正常操作情況下,窯口專(zhuān)用澆注料的壽命可達到12個(gè)月以上。

    4、篦冷機和窯門(mén)罩耐火材料的選擇

    ?????? 在篦冷機下料口位置的耐火材料要承受出窯的熱料磨損作用和強大的熱風(fēng)氣流作用,而篦冷機區域內的施工面很不規則,無(wú)法用耐火磚進(jìn)行砌筑,因此只能用澆注料進(jìn)行整體澆注施工。

    ?????? 窯門(mén)罩是對篦冷機進(jìn)行密封的砌筑結構,用于防止篦冷機及回轉窯散發(fā)出的熱量損失,將熱風(fēng)收集并通過(guò)三次風(fēng)管輸送進(jìn)入預熱器。窯門(mén)罩主要承受高溫氣體的沖刷作用,因形狀不規則,大多用高鋁質(zhì)澆注料或鋼纖維澆注料進(jìn)行砌筑,與三次風(fēng)管銜接位置,由于風(fēng)速較高,含有熟料顆粒的熱風(fēng)會(huì )對該區域產(chǎn)生嚴重磨損,用高耐磨澆注料進(jìn)行砌筑。為了降低熱量損失,篦冷機、窯門(mén)罩澆注料施工前,必須在焊接錨固件后先粘貼一層硅酸鈣板,然后再刷一層防水劑,最后再在內部用澆注料澆注施工。

    5、三次風(fēng)管耐火材料的選用

    ?????? 三次風(fēng)管的作用是將篦冷機的多余冷卻風(fēng)引入預熱器,主要承受高速高溫風(fēng)的磨損,三次風(fēng)管的風(fēng)溫可達到1200度,所以還要承受部分熱應力的作用。為了保溫,三次風(fēng)管也要粘貼一層高溫硅酸鈣板,然后再進(jìn)行耐火磚的砌筑。

    ?????? 雖然三次風(fēng)管長(cháng)期處于靜止狀態(tài),但風(fēng)管內的風(fēng)速最高可達20米/s,其中夾雜的水泥熟料顆粒對耐火磚構成的沖刷作用不可忽視,所以三次風(fēng)管一般采用高強耐堿磚或1550硅莫磚進(jìn)行砌筑,使用周期為2-3年。三次風(fēng)管彎頭部位,采用鋼纖維澆注料進(jìn)行砌筑。

    6、噴煤管耐火材料的選用

    ?????? 噴煤管屬于獨立的燃料輸送系統部件,煤粉和高壓空氣混合后由噴煤管輸送進(jìn)入回轉窯進(jìn)行燃燒。噴煤管由內部精密風(fēng)道鋼管構成,暴露于接近1700度的火焰下,且長(cháng)期處于窯內二次風(fēng)的強烈沖刷環(huán)境下工作,所以噴煤管外面需要澆注一層澆注料對噴煤管進(jìn)行保護。噴煤管澆注料直接接觸火焰,普通澆注料在高溫狀態(tài)下會(huì )產(chǎn)生收縮、裂紋,在高壓風(fēng)的沖刷下會(huì )很快脫落,高溫性能不能滿(mǎn)足噴煤管的工況條件,所以必須需用高溫性能優(yōu)良的噴煤管專(zhuān)用澆注料。真金公司研發(fā)的噴煤管澆注料主要以剛玉和碳化硅復合生產(chǎn),能夠承受高溫和高速氣流的沖刷作用,一般情況下,使用周期為6個(gè)月以上。

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    應用案例

    行業(yè):水泥行業(yè)

    地址:湖北

    供貨材料:鎂鋁尖晶石磚、抗剝落高鋁磚、高強耐堿磚、磷酸鹽磚

    行業(yè):水泥行業(yè)

    地址:湖南

    供貨材料:鎂鋁尖晶石磚、硅莫耐磨磚、高強耐堿磚、抗剝落高鋁磚、磷酸鹽磚

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