挂砖技术在水泥窑耐火材料上的应用
发布日期： 2020-10-14 10:27:36 阅读量（504） 作者：谢建强耐火材料是保证水泥回转窑正常运行的重要材料，其性能和使用寿命直接影响到水泥窑的运转率、熟料产量和产品质量。因此，选择合适的耐火材料和施工工艺，针对现有耐火材料使用中存在的问题进行持续的技术改进，推动技术创新，是保障水泥窑系统运转率稳步提升、降低耐火材料单耗、降低水泥生产系统热耗的重要途径，也是助力水泥工业节能降耗、优质高产发展的有效方法。
1、烧结型挂砖在窑系统的应用
目前在水泥窑系统的篦冷机、窑头罩、三次风管拐弯处、窑尾烟室等耐火材料易损部位，大部分采用不定型耐火材料，这些易损部位受到现场施工条件、养护、烘烤等诸多方面的影响，耐火材料在遭受相应的化学侵蚀、冲刷磨损、机械应力和热剥落等因素的冲击和侵害下，耐火材料的使用寿命较短。
耐火材料的过早损坏，增加了停窑检修的次数，降低了水泥窑的运转率，增加停窑、检修的费用，不仅减少了水泥熟料的产出，也会缩短窑系统其它部位耐火材料的使用寿命。针对这种情况，江苏华窑光宇根据多年来的技术经验和积累，优化设计出了一种烧结型挂砖的解决技术方案，应用于水泥窑系统的耐火材料易损部位，取得良好的使用效果。
1.1烧结型挂砖的主要技术参数
(1)硅莫挂砖：w(Al2O3)≥60%，w(SiO2+SiC)≥30%;体积密度≥2600kg/m3;显气孔率≤16%;抗压强度≥1200MPa;荷重软化温度T0.6≥1600℃;热震稳定性(10100℃水冷)≥10次。
(2)纳米保温板：w(SiO2)≥80%，w(ZrO2)≥15%;最高使用温度1050℃;密度280kg/m3;抗压强度≥0.35MPa;400℃导热系数≤0.026W/(m·K)，800℃导热系数≤0.042W/(m·K)。
(3)填缝料：w(Al2O3)≥45%;体积密度≥2200kg/m3;110℃，24h抗折强度≥6MPa，110℃，24h抗压强度≥60MPa;1100℃，3h抗折强度≥6MPa，1100℃，3h抗压强度≥60MPa;线变化率±0.5%。
(4)不锈钢拉筋附件：材质OCr25Ni2O。
1.2烧结型挂砖的设计
挂砖设计如图1所示。
图1组合挂砖设计图
1.3挂砖实物及现场施工安装图
水泥窑耐火材料易损部位主要是窑头罩墙体、顶盖，冷却机热端进料部位、一段炉墙及炉顶、挡风墙、喂料室斜坡部位，这些部位要求耐火材料具有很好的耐磨性能，传统设计中多采用浇注料配置，使用时间短，更换频率快。而耐火材料的耐磨性能与浇注料自身性能和施工质量有关，如果施工质量不佳，浇注料加水过多，耐磨性就显著降低。因此，这些部位的浇注料施工要求高，现场通常较难保障。其次是这些部位浇注料更换的拆除难度大，拆除后需重新焊接钯钉，再浇注、养护、烘烤，消耗大、效率低。
采用挂砖技术后不仅便于施工和更换，而且有利于提高和保障耐火材料的质量和使用寿命。挂砖的实物和实际施工安装图见图2~4。
图2挂砖实物图
图3现场安装施工图
图4挂砖施工完成后实际效果图
2篦冷机矮墙采用预制件挂砖技术
篦冷机矮墙是耐火材料损坏快、使用寿命短的地方，过去通常的做法是在此处采用耐火浇注料，不仅施工时需要焊接钯钉，浇注、养护、烘烤都耗费很多工时，拆除难度较大、消耗材料多。采用预制件挂砖后(见图5)，不仅便于施工和更换，而且可以充分保证耐火材料的质量，随着整体抗熟料磨损能力的提高，篦冷机矮墙耐火材料的使用寿命可以提高一倍以上。
因篦冷机喉部空间狭小，施工难度大，养护和施工体的质量难以保证，而此处的温度高、风速大，烟气中粉尘浓度高、硬度大，对材料的冲刷严重，耐火材料的寿命通常只有1年，有的只有3~4个月。采用预制件挂砖技术后，明显改善了材料的耐磨损性能，篦冷机喉部的预制件挂砖通常可使用2年以上。
图5篦冷机矮墙采用预制件挂砖的安装示意图
2.1篦冷机矮墙预制件技术指标
(1)篦冷机矮墙预制件：w(Al2O3+SiC)≥75%，w(SiO2)≤20%;体积质量≥2650kg/m3;抗压强度≥120MPa;线变化率≤0.2%;耐磨系数≤6.5cc。
(2)填缝料;w(Al2O3)≥45%;体积质量≥2200kg/m3;110℃,24h抗折强度≥6MPa，110℃，24h抗压强度≥60MPa;1100℃，3h抗折强度≥6MPa，1100℃，3h抗压强度≥60MPa;线变化率±0.5%。
2.2安装施工
篦冷机矮墙预制件挂砖的现场实际安装施工，见图6
图6实际施工图
3使用效果
在正常的操作条件下，窑系统运转率≥70%，各种耐火挂砖预制件使用周期情况见表1。
表1挂砖的使用周期
根据台泥水泥、南方水泥等多个工厂的实际应用情况，目前，换砖技术应用效果良好，使用寿命中可达到3~5年。延长了耐火材料的使用寿命，可减少工厂停窑次数，提高了窑系统的运转率，为工厂进一步节能降耗、提高熟料产量和质量，带来良好的经济效益。
挂砖技术安装便捷，可有效地缩短施工工期，为水泥工厂的停窑检修节约时间。挂砖的耐磨性好，质量稳定，可避免现场施工带来的质量波动，确保整个使用部位耐火材料质量的稳定。
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