近几十年来,新型干法水泥生产工艺代表水泥生产的发展方向。熟料产质量高、节能效果好、自动化程度高、环境污染小,并且日益大型化。目前我国已完全自主设计日产2500吨~1.2万吨的新型干法窑,其中耐火材料衬料的应用,有十分重要的经济意义。
由于不定形耐火材料技术的不断进步,一些设备的关键部位,要求苛刻的材质,便有些水泥窑炉的设计者和生产厂家,放弃了传统砖衬的观念,大量采用不定形耐火材料做内衬,如用于旋风预热系统、进料槽、窑尾烟室、窑口、喷煤管、窑头罩、篦冷机等锻烧设备上。由于不定形耐火材料性能和施工方法的改进,使耐火材料衬料的整体成本降低,为大中型水泥生产厂家带来可观的经济效益。
喷涂料施工技术的主要特点
一是喷涂料与砖衬相比,没有砖缝、整体性好、耐磨损、导热系数小、节能效果好;
二是喷涂料的广泛应用,改变了水泥行业的窑炉结构,其使用性能可靠,寿命延长;
三是喷涂料施工速度快,每小时可达6~10吨,施工时垂直距离可输送达80米高,水平距离可输送达200米远。因此每次维修时间短,操作费用低,窑的利用效率高。
新型干法水泥窑各部位用喷涂料
1.旋风式预热器
这套装置包括一系列的立式“旋风式”热交换器,竖式排列。互相间有管子联结均化后的生料下行,同时窑里排出的废气上行。在每个热交换器中废气与生料进行热交换,使生料逐渐加热。然后通过管子落入一级交换器,每台窑具有单系列或双系列热交换器,温度从300℃(第一级交换器入口)到1100℃(最后一级交换器出口)。三次风下部燃烧室喷嘴处附近温度会更高一些。
建议用耐火衬料:重质喷涂料16(1HR-DG16);重质喷涂料18(HR-DG18)。
施工要点:以前这些热交换器绝大多数是用砖砌筑的,施工时间长而且设计复杂。目前一般用浇注料或喷涂料加不锈钢锚固钩的方法进行施工。衬厚150mm~250mm,通常单层,但有时也用50mm的轻质喷涂料10(LG-10)作底衬。
2.进料槽(亦称下料斜坡
物料处热交换器后,温度达1000℃的热物料先通过一个大的进料溜子再进入回转窑。由于燃料或物料本身的原因,在某些水泥厂,这个部位的耐火材料表面很快形成结皮(可达100mm厚)。如果原料的碱含量高或燃料(煤)中氯化物含量高,那么形成黏结堵塞,破坏交换器耐火衬表面,阻碍物料流动和废气排出,可用钢钎敲击或用高压水枪喷射除去结皮。
此外,冲击、磨损、急冷急热现象对任何耐火材料衬料都会产生破坏。但喷涂料要比砖衬持久的多,因为砖衬的缝隙受侵蚀严重。如果结皮己与耐火材料内面起反应,那么清除结皮时很可能要带掉一块衬料表面。因此,这个部位的维修频率高,从而造成停窑抢修,影响窑的周期运转率。
建议用料:高强喷涂料16(HR-DGl6);碳化硅高强喷涂料S2O(HR-S2OG)。
施工要点:衬厚200mm~300mm,在边墙和斜坡上焊接1铬18镍9钛321型不锈钢锚固钩,通常不用绝热层,可以用喷涂的施工方法,也可以采用浇注的方法。HR-DG16、HR-S2OG是一种抗碱性的材料,不与任何堆积物起反应,S2OG是一种含SIC的材料,效果尤其明显。另外两种材料的优点还在于气孔率低,高温下强度大,抗磨性强,耐急冷急热性好。
3.入口锥(进料锥体)
回转窑的进料端通常是锥形的,其衬料以前为形状复杂的砖。但由于换衬困难,现在一般采用浇注料,环境温度900℃~1100℃,磨损严重。粉尘大量沉积在这个部位,同时回转窑转动时该部分受应力影响。
建议用料:重质喷涂料16(HR-DGl6);高强喷涂料18(HR-DGl8)。
施工要点:衬厚200mm~500mm,用铬25镍20“Y”型不锈钢锚固钩焊接。可喷涂施工,也可以采用浇注的施工方法,材料的选择要依据具体条件及使用寿命要求来决定。
4.窑头罩
窑头罩位于回转窑的排料端,喷煤管透过窑头罩伸入窑体内。该部位受一定程度的磨损,耐火材料表面有粉尘结皮并受火焰辐射,操作温度为1100℃~1200℃。
建议用料:莫来石喷涂料16(HR-DG16):莫来石高强喷涂料18((HR-DGl8)。
施工要点:上述喷涂料适用于底部边墙和喷嘴墙及顶部,材料的选择视具体情况而定,一般先喷75mm的LG-10作底层绝热料,然后再喷200mm~250mm的工作层。使用的锚固钩为1铬18镍9钛321型不锈钢锚固钩,间距为250mm~300mm。
5.篦冷机
靠近篦冷机各侧面受到水泥熟料的磨损严重,在墙上部和顶部粉尘沉积量很大,时常需要吹洗或机械清除。后墙(靠近窑体内落下熟料的那一端);受机械磨损较严重,因为熟料先落在后墙上,再到篦板上,熟料温度从1300℃降到250℃。来自风机的大量空气进入篦冷机,形成急冷急热的现象。
建议用料:莫来石喷涂料16(HR-DG16):莫来石高强喷涂料18((HR-DGl8)。
施工要点:工作面厚200mm~300mm,绝热层用轻质喷涂料10、厚75mm~100mm,用321型不锈钢锚固钩,间距300mm,许多厂家已把传统的拱形砖顶改为用锚固砖的平顶喷涂料或浇注料,其好处在于对墙进行定期修理时不影响顶部结构。
新型干法水泥生产线有湿法窑和传统干法窑无法比拟的优势,在不定形耐火材料的选型上也有别与其他类型的水泥窑,建议各位耐火材料供应商要根据每个水泥企业自身设备、原燃材料等的实际情况给出优化配置建议,特别是提供总包服务的情况下,提高水泥窑生产效率的同时,降低企业的生产成本。
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