延長(cháng)窯口澆注料使用周期的有效方法

? ? ? 水泥窯口，在生產(chǎn)過(guò)程中，窯口澆筑料，使用周期，長(cháng)則四個(gè)多月，短則2-3月就得被迫停窯修補或者重新更換澆注料，既增加了維修成本，也影響產(chǎn)能。

? ? ? 通過(guò)數年的研究，我們已經(jīng)找到了導致這一問(wèn)題出現的原因，并采取了行之有效的方法來(lái)顯著(zhù)延長(cháng)窯口澆筑料的使用周期。

一、窯口耐材工況

? ? ? ?由于窯口部位沒(méi)有窯皮保護，它裸露在1700℃的火焰輻射下。這一區域面臨多重挑戰，包括來(lái)自回轉窯高溫熟料的沖刷以及1200℃的二次風(fēng)和氣流對粉狀熟料的沖擊。此外，機械力引起的筒體變形、護鐵松動(dòng)、擋磚圈開(kāi)焊，以及頻繁開(kāi)停窯造成的極冷極熱循環(huán)等因素，都使得該區域的環(huán)境條件極其苛刻。

? ? ? ?窯口澆注料的損壞原因相當復雜。有時(shí)是由某一特定原因單獨引起的，有時(shí)是幾個(gè)原因同時(shí)作用，還有時(shí)是幾個(gè)原因交替作用的結果。所有這些因素相互關(guān)聯(lián)，共同導致了窯口澆注料的破損。

二、改進(jìn)策略

? ? ? 1. 澆注料的選擇

? ? ? ?高質(zhì)量的澆注料是延長(cháng)使用周期的重要保證，隨著(zhù)水泥窯窯徑不斷增大，窯口出口料的增加，這不僅使機械力變大，窯內熱力強度也大幅度提高，熱應力的破壞更加明顯，澆筑料單位面積受熱負荷也相應增加，窯口澆注料需要滿(mǎn)足足夠的耐火度，機械強度，熱震穩定和耐磨性高的指標。

? ? ? ?參考《水泥回轉窯用耐火材料使用規程》，窯口確定使用剛玉質(zhì)澆注料或剛玉碳化硅質(zhì)耐高溫耐火澆注料。針對窯口薄弱特性，真金公司研發(fā)的窯口專(zhuān)用澆注料，以?xún)?yōu)質(zhì)剛玉、碳化硅、進(jìn)口紅柱石和粘結劑制成。具有體積穩定性好，抗熱震，耐磨性能好的優(yōu)點(diǎn)，正常操作中，窯口專(zhuān)用澆注料壽命可以達到12個(gè)月以上。

? ? ? ?2. 增加窯口澆注料的長(cháng)度

? ? ? ?以4.8×72m的4500d/t水泥窯為例，當窯口澆注料長(cháng)度為0.6m時(shí)，長(cháng)度過(guò)短會(huì )導致澆注料在窯縱向上整體性不強，無(wú)法有效抵抗熟料沖刷力。然而，若將澆注料長(cháng)度增加至0.8m，則能夠提高其縱向整體性，增強抵抗沖刷的能力，同時(shí)減少澆注料的損壞情況。

? ? ? ?3. 增加擋磚圈

? ? ? ?72m長(cháng)的水泥窯原本設置有三道擋磚圈，分別在距窯口0.8m、50.4m和64.6m處，分擔全窯670多噸耐火磚的下移壓力。在每次檢修換耐火磚和澆注料時(shí)都發(fā)現0.8m處擋磚圈有被擠掉的現象，說(shuō)明此擋磚圈承受的壓力較大。而且擋磚圈的掉落使得耐火磚的下移力直接作用到窯口上，導致了窯口澆注料的損壞。

? ? ? ?鑒于以上因素，在窯28m處增加了一道擋磚圈。4道擋磚圈共同來(lái)承擔耐火磚的前移的壓力，減少對0.8m處擋磚圈的壓力，減輕了對窯口澆注料的損壞。

擋磚圈設置示意

? ? ? ?4.?由單體扒釘改為組合扒釘

? ? ? ?單體扒釘直接焊接在窯口護鐵或窯筒體上，無(wú)法移動(dòng)，并且焊接面積較小。當澆注料受熱膨脹時(shí)，單體扒釘容易脫落。相比之下，組合扒釘采用方形底座直接焊接在護鐵或窯筒體上，具有較大的焊接面積和強度，不易掉落的優(yōu)勢。

單體扒釘與組合扒釘

? ? ? ?5. 改變窯口澆注料的施工方法

? ? ? ?窯口澆注料的施工由原來(lái)先把護鐵安裝在窯口，再整體澆筑澆注料，改為先在窯下把每塊護鐵端面的澆注料單獨澆筑好，再把護鐵安裝上窯口，然后再澆筑內弧面的澆注料。

? ? ? ?這樣就使每塊護鐵端面與內弧面的澆注料分開(kāi)，也使每塊護鐵的澆注料各自分開(kāi)，克服了窯轉動(dòng)過(guò)程中對澆注料產(chǎn)生的機械應力，減少窯轉動(dòng)對澆注料的破壞。

窯口護鐵端面澆注料施工

? ? ? ?6. 對窯尾煙室進(jìn)行改造

? ? ? ?觀(guān)察窯頭及窯尾煙室的壓力發(fā)現，窯頭經(jīng)常出現正壓，同時(shí)煙室的負壓又偏高（-400~-700 Pa），分析認為是煙室上縮口的直徑a及下料舌頭至上碹弧的距離b偏小，致使窯內風(fēng)量少，造成回火產(chǎn)生正壓。

? ? ? ?將a處由2300 mm增至2400 mm，b處由1850 mm增至2000 mm，改善了窯內的氣流環(huán)境，使窯口出現正壓的情況減少，煙室負壓降為-200~-400 Pa，從而改善了窯口溫度狀況，減少了對窯口澆注料的破壞。

煙室截面圖

? ? ? ?7. 提高窯系統運轉率

? ? ? ?窯系統綜合運轉率表征了生產(chǎn)是否正常，管理是否精細與穩定，故障開(kāi)停機頻次等全部問(wèn)題。一般情況下，窯系統綜合運轉率達到85%算基本正常，超過(guò)90%算正常生產(chǎn)，表征生產(chǎn)線(xiàn)非計劃檢修情況較少。

? ? ? ?窯綜合運轉率越高，窯口澆注料的使用壽命越長(cháng)。如出現分解爐縮口堵塞等事故，窯口內襯表面溫度將在10多個(gè)小時(shí)內從1400℃左右降低到100-200℃，堵塞排隊后，又需要快速升溫到正常溫度，如此強烈的冷熱交替反復進(jìn)行，窯口澆注料內部組織受到破壞，易斷裂脫落，對使用壽命產(chǎn)生很大的負面作用。

? ? ? ?窯系統耐火材料受開(kāi)停窯的損傷極大，窯口澆注料是開(kāi)停窯損傷的最嚴重部位。

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? ? ? ?通過(guò)了解窯口耐材的工況，選擇適合且高質(zhì)量的窯口耐材和增加澆注料長(cháng)度、增加擋磚圈并改為組合扒釘等策略，根據自身情況制定適合的改進(jìn)方案 ?？蓪?shí)現維修成本的降低、延長(cháng)窯口澆注料的使用壽命，從而提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益，不斷為水泥企業(yè)經(jīng)濟效益賦能，促進(jìn)其可持續發(fā)展，并在競爭激烈的市場(chǎng)中保持競爭力。