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低导热多层复合莫来石砖在水泥窑的应用

发布日期: 2019-10-31 14:46:10    阅读量(132)    作者:张红

0引言

我公司Φ4m×60m回转窑过渡带使用低导热多层复合莫来石砖节能效果较好。起初用在18~38m段,使用1年后18~28m段砖的厚度在140mm以上,28~38m段厚度基本完好;使用前筒体温度平均在330℃以上,使用后筒体温度平均在270℃以下。公司又将38~48m段用上低导热多层复合莫来石砖,年度检修时检查28~48m段的复合砖依然基本完好,筒体温度平均在270℃以下。本文就低导热多层复合莫来石砖在我公司使用的情况进行总结。

1存在的问题

(1) 我公司水泥窑煤耗169.09kg/t,较高;进厂原煤水分8.57%,灰分25.19%,热值21330kJ/kg;水泥窑为Φ4m×60m,窑内耐火砖厚度为200mm,窑内18~59m段耐火砖使用硅莫砖,导热系数高,特别18~38m筒体温度平均330℃,筒体散热较多。

(2) 由于筒体温度高,水泥窑二档托轮瓦温度偏高。

2原因分析及解决措施

2.1原因分析

我公司水泥窑18~59m段耐火砖使用硅莫砖,这是我国大中型水泥回转窑非烧成带普遍采用的耐火砖之一。硅莫砖耐磨性好,热震稳定性能优异,有较好的使用效果。但由于硅莫砖添加了大量的碳化硅来提高其高温力学指标,其导热系数(见表1)也一直居高不下,造成较大的能源浪费。

2.2解决措施

通过考察,我们决定选用低导热多层复合莫来石砖替代硅莫砖。

低导热多层复合莫来石砖使用创新的工作层、保温层、隔热层多层复合结构设计(见图1),导热系数大大降低。该材料的工作层以M70莫来石为骨料,以80均质料为细粉,加入12%~15%的碳化硅,10%~12%的红柱石细粉,具有较高的常温耐压强度、较高的荷重软化温度、良好抗热震性;保温层设计采用M60或M70莫来石为主原料,适宜的氧化铝含量使其具备更高的莫来石相含量,几乎不含刚玉相,其保温层具备比工作层更低的导热系数,且与工作层具有良好的结合性、较高的强度及耐磨性。隔热层选用含锆纤维板,因含锆纤维板在不同温度下的导热系数(见表1)都处于较低位置,同时在高温下的收缩率也是较低[1]。因此低导热多层复合莫来石砖具有高强度、高耐磨、高抗蚀、高荷重软化温度以及优良的抗热震性能,完全满足了大中型水泥回转窑生产工艺的要求,同时由于其具有低导热的特性,使得筒体外表温度降低,减少了吨熟料原煤消耗,同时延长了筒体使用寿命,从而能为水泥企业带来较大的社会经济效益。

表1低导热多层复合莫来石砖和硅莫砖的性能指标对比

图1低导热多层复合莫来石砖

3使用效果

我公司2017年用低导热多层复合莫来石砖替代了18~38m段的硅莫砖,使用1年后18~28m段砖的厚度在140mm以上,28~38m厚度基本完好,使用前筒体温度平均在330℃以上,使用后筒体温度平均在270℃以下。2018年我公司又延长使用10m,年度检修检查28~48m段使用的复合砖依然基本完好,筒体温度年平均在270℃以下。经济效益如下:

(1) 节能:

筒体表面温度降低50~80℃,减少吨熟料原煤消耗约1.781kg,每年减少原煤消耗约1336t,按原煤现价540元/吨计算,年节约费用约72.14万元。另外,低导热多层复合莫来石砖比硅莫砖轻约18t,回转窑运行电耗也有所降低。

(2) 减排:

年节省原煤约1336t燃煤,可减少二氧化碳排放约2700t,二氧化硫14.2t,氮氧化物约6t。

(3) 延长耐火材料使用周期:

普通耐火砖到了后期,厚度剩余120mm时,会因筒体温度过高不能使用,须每半年进行更换,且必须停窑进行检修。但低导热多层复合莫来石砖到厚度剩余120mm时,筒体温度依然比普通砖低50~80℃,可以继续安全使用。

(4) 降低轮带磨损及筒体变形速度:

导热率低、重量轻,降低了轮带受压磨损及筒体高温变形和氧化锈蚀的速度,延长了托轮及筒体的使用寿命,降低了维修费用。

4结束语

尽管使用低导热多层复合莫来石砖比硅莫砖直接费用高,但其解决了筒体温度高和二档托轮瓦温度偏高的问题,不仅减少了煤炭的使用量,降低了回转窑的运行电耗,还降低了二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物的排放量;不仅延长耐火材料使用周期,还降低轮带磨损及筒体变形速度。总体上讲,使用低导热多层复合莫来石砖替代硅莫砖,降低了生产成本,减少了生产对环境的影响。

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