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            水泥行業解決方案
            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,加之當前更高的環保節能要求,應根據工況特點,各區域應選用不同的耐火材料。
            行業問題

            ?????? 在水泥行業,生產水泥所用的工藝方法隨著所用窯爐的改變產生了系列的質變和量變,推動了整個行業的快速發展。水泥窯型先后經歷了豎窯-機械立窯-濕法回轉窯-新型干法回轉窯幾個階段的發展,干法生產水泥是目前最為成熟穩定的水泥生產工藝。隨著水泥行業的發展,干法回轉窯的熟料產量從早期的每天2000噸、3000噸、4000噸、5000噸逐步發展到了每天10000-14000噸,而且隨著國家環保政策的要求,利用干法水泥窯協同處置垃圾和危險廢棄物已經成為行業趨勢,但是在利用水泥窯協同處置危廢工作發展迅速的同時,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

            ?????? 新型干法水泥生產線主要由預熱器、分解爐、回轉窯、篦冷機、三次風管幾個系統構成,各自區域有著不同的工作特點和使用環境,新型干法回轉窯由于工藝特性造成堿、硫等揮發性組份的富集、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,加之當前更高的環保節能要求,應根據工況特點,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的預熱對水泥生料進行預熱的余熱利用系統,在這個系統里,預熱器一般有4-6級(最高處為一級),已經均化配好料的水泥生料進入從最高層通過料管逐級進入預熱器完成脫水和預加熱,三次風管將冷卻風預熱引入最后一級預熱器,物流向下流動,熱風向上排出,逐級進行換熱,實現對水泥生料的預熱過程。

            ?????? 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澆注料進行澆注施工。

            ?????? 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,各類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行砌筑,一般可選用窯口專用澆注料或鋼纖維耐磨澆注料。

            (2)過渡帶耐火材料的選用

            ?????? 一般情況下,我們通常將過渡帶分為兩段,上過渡帶和下過渡帶,一般稱接近預熱帶的部分成為上過渡帶,接近燒成帶的地方為下過渡帶。在上過渡帶一般采用1650硅莫磚(硅莫紅磚)即可,下過渡帶因為溫度較高,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,過渡帶用耐火材料的使用壽命一般在12個月左右。

            ?????? 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、性價比高的優勢,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行砌筑。

            ?????? 整體上,硅莫磚因性價比優勢,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,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題,滿足了水泥行業在新形勢下對無鉻堿性耐火材料的市場需求,還改變了進口堿性耐火材料的需求彈性,實現了水泥窯用無鉻的國產化,在水泥行業得到了廣發認可。

            ?????? 在實踐過程中,真金公司結合燒成帶與過渡帶銜接區域采用鎂鐵尖晶石磚與硅莫磚因溫度場變化頻繁,極容易出現剝落損毀的行業現狀,對鎂鐵尖晶石磚工藝進行了優化改良,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,研發生產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良特性進行互補,該產品具有較好的抗堿侵蝕能力和耐磨性,在溫度較高時可以快速粘掛一層窯皮保護襯磚不受高溫火焰沖刷,在低溫時又具有良好的耐磨性不被磨損,可適用于整個回轉窯。

            (4)冷卻帶耐火材料的選用

            ?????? 在大型干法窯生產中,冷卻帶窯襯是大型回轉窯中最薄弱窯襯之一,在冷卻帶,雖然環境溫度沒有高溫帶高,也沒有煙氣腐蝕,但受生產工藝限制,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行砌筑,且大多采用鎂鋁尖晶石磚和硅莫磚進行砌筑。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,如果用戶的原料中的堿硫成分不高,用硅莫磚即可,如果經常出現堿硫成分過高引起的剝落現象,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窯口排往篦冷機,窯筒體與水平線成3.5%~4%的傾斜,窯內物料在窯運轉時從窯尾向窯頭方向運動,在運動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生位移,所以窯口部位只能采用澆注料進行整體施工,這里指的窯口僅指出料端0-1米位置,又稱前窯口。

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

            4、篦冷機和窯門罩耐火材料的選擇

            ?????? 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氣流作用,而篦冷機區域內的施工面很不規則,無法用耐火磚進行砌筑,因此只能用澆注料進行整體澆注施工。

            ?????? 窯門罩是對篦冷機進行密封的砌筑結構,用于防止篦冷機及回轉窯散發出的熱量損失,將熱風收集并通過三次風管輸送進入預熱器。窯門罩主要承受高溫氣體的沖刷作用,因形狀不規則,大多用高鋁質澆注料或鋼纖維澆注料進行砌筑,與三次風管銜接位置,由于風速較高,含有熟料顆粒的熱風會對該區域產生嚴重磨損,用高耐磨澆注料進行砌筑。為了降低熱量損失,篦冷機、窯門罩澆注料施工前,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、三次風管耐火材料的選用

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

            ?????? 雖然三次風管長期處于靜止狀態,但風管內的風速最高可達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,所以三次風管一般采用高強耐堿磚或1550硅莫磚進行砌筑,使用周期為2-3年。三次風管彎頭部位,采用鋼纖維澆注料進行砌筑。

            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入回轉窯進行燃燒。噴煤管由內部精密風道鋼管構成,暴露于接近1700度的火焰下,且長期處于窯內二次風的強烈沖刷環境下工作,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下會產生收縮、裂紋,在高壓風的沖刷下會很快脫落,高溫性能不能滿足噴煤管的工況條件,所以必須需用高溫性能優良的噴煤管專用澆注料。真金公司研發的噴煤管澆注料主要以剛玉和碳化硅復合生產,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個月以上。

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            應用案例

            行業:水泥行業

            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:水泥行業

            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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