大型干法回转窑窑衬优化配置的探讨与应用

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1、大型干法回转窑窑衬优化配置的探讨与应用· 作者:师美高，徐金福单位:海螺建安公司[2009-9-14]关键字:回转窑-窑衬·摘要:　　0前言　　随着国家基础建设对水泥需求的持续增长及“十一五规划”明确淘汰落后产能（立窑、1000t/d以下）的要求，给大中型旋窑水泥工业的发展带来了新机遇。至目前全国新型干法生产线已突破1000台，其产能所占总量已达60%以上；而且旋窑规模的大型化以及窑转速的加快，对耐火砖的热震稳定性、抗机械应力、抗化学侵蚀的要求较高。因此，耐火砖的选用、配置优化和管理，是影响窑系统运行效率的一个重要因素。本文就海螺集团大型回转窑耐火砖的使用和优化情况作一分析探讨。　　1

2、海螺集团回转窑窑衬使用概况　　海螺集团目前拥有近60台2000t/d到10000t/d水泥熟料生产线，回转窑窑衬的配置经历了不断实践、总结、摸索和优化的过程。以前海螺水泥回转窑砖型配置设计主要为：烧成带和过渡带分别采用进口镁砖系列、尖晶石系列，使用周期为10个月左右；预热带采用国产抗剥落砖，使用周期为20个月左右。这一配置方案基本能满足回转窑运行要求，但进口砖价格较贵，每年每条窑需购置300～500t进口碱性砖；而且进口碱性砖都是集中采购和到达，造成库存居高不下，同时在海上运输时间较长，加上订购、生产、存放等环节周期等原因，必然都对碱性砖的使用及其效果产生一定影响。　　随着国产碱性砖质

3、量的不断提高，海螺也通过多年不断对国产碱性砖进行试用跟踪和总结，在取得一定使用经验基础上以后，逐步摸索全窑国产化配置。在2005年第一次实现了全窑国产化配置，从2006年以后，日产5000t回转窑内衬全部实现了国产化配置（见表1），表15000t/d回转窑目前国产化内衬配置方案部位前窑口烧成带上过渡带下过渡带预热带后窑口内衬名称浇注料G-17k高耐磨砖镁铬砖尖晶石砖镁铬砖抗剥落砖高铝质浇注料使用寿命/月10128-108-10102024　　使用寿命在保持或超过进口碱性砖的前提下，实现了每台5000t/d回转窑每年能节省内衬近100万元的直接成本。但随着环保和节能降耗的需要，表1的窑衬

4、配置的一些不足之处也日趋明显。如用于上过渡带的尖晶石砖导热系数大，窑筒体外壁温度高，窑中部托轮瓦温度升高，影响设备的正常运行，具体分析如下。　　（1）表1窑内用砖品种比较多，增加了平时耐火砖的管理难度，尤其是窑内砖使用寿命达不到同步效果，协调性差，为了降低直接成本，只得分段更换维修，使检修间隔时间一般在4～6个月。这样，整窑耐火砖检修频率一般为2～3次/年，个别窑达4次/年以上。因此表1配置方案，既增加了检修时间和劳动强度，又增加了熟料成本，同时含铬废砖对环境还会产生一定的隐患。　　（2）使用时存在主要问题：前过渡带使用的尖晶石砖在施工时易碎，易造成内衬成本上升；而且尖晶石砖或烧成带使

5、用的镁铬砖的导热系数大（≥2.7W/m·K），使得窑筒体外壁温度较高（大约在380℃左右，高温时能达420℃）。筒体外壁温度较高，一方面使窑筒体散热增加，从而加大熟料热耗，引起熟料单位成本增加；另一方面极易使筒体受热膨胀，致使窑中部托轮瓦温度升高，尤其是在使用后期或夏季给设备的正常运行带来较大隐患。镁铬砖或尖晶石质量密度较大（2.9～3.0g/cm3），相比较硅莫红砖要重10％（约每米增加1.35t），显然这增加了窑筒体的承重，也增加窑支承系统的负荷。此外镁铬砖、尖晶石砖均属于碱性材料，在南方地区极易吸湿而发生内部晶相转化，从而造成砖的粉化、水化，轻则影响使用，重则失去使用价值。　　（

6、3）预热带存在的问题：大型水泥窑预热带所使用的耐火材料传统设计为抗剥落砖，抗剥落砖具有热震稳定性高、使用周期长（达2年以上）的特点。　　但近年来原材料，特别是抗剥落砖主要组成成分锆英砂价格猛增。其中国产锆英砂原材料价格从3000元/t左右涨到9600元/t，进口锆英砂更是达到了12000元/t，而抗剥落砖销售价格并没有同步上涨，造成抗剥落砖生产厂家为了降低成本不得不使用替代材料，从而影响了使用寿命。现在抗剥落砖使用寿命一般在一年半左右。　　2大型回转窑窑衬的优化配置　　2.1优化配置方案　　为降低生产成本，提高经济效益，实现节能减排，需要进一步提高科学管理水平，实现回转窑窑衬三年二次大

7、修的安全使用寿命目标。围绕这个目标，经对窑用耐火材料品种性能的研究分析和业已取得的经验总结，进行了窑用耐火材料的优化配置探索与实践并取得了一定经验。　　为使各段耐火材料在整条窑上同步使用，延长耐火材料的使用寿命，海螺相关专业人员与国内外一些专业耐火材料生产厂家做了大量的研究和使用跟踪工作，并曾与国际知名耐火砖生产厂家（如雷法和奥镁公司）成功合作使用无铬（镁铁尖晶石砖、纯镁砖和白云石）或低铬耐火砖；近年又跟踪开发、使用了更具有技术优势的替代产品硅