水泥窑用耐火材料的应用现状与发展
发布时间:2024-05-27 14:29
      浙江圣奥耐火材料有限公司坚持科技创新,依靠科技进步不断提升产品质量和档次,以满足各类大型水泥企业不断追求提高设备运转率、降低生产成本的内在需求,产品在市场上供不应求。2005年以来,公司就瞄准了水泥企业的发展机遇,确立了依靠科技创新,走高端市场的发展思路,与国家级科研单位--洛阳耐火材料研究所、北京建筑科学研究院等国内知名科研院所建立起科研合作关系,对公司产品进行了全面优化和提升。
  圣奥牌耐火材料已形成六大系列60个品种,产品先后进入一些大型水泥企业。去年4月公司产品首次进入国际市场,200余吨水泥使用耐火材料成功进入哥伦比亚,目前公司正在同一些南亚、俄罗斯等国企业洽谈业务。
  为了不断提升圣奥牌耐火材料的内在品质,公司以国外先进指标为参照值,制订出高于国家标准的企业产品标准体系,并以此作为科研开发的方向和产品质量考核的标准。与此同时,公司科研人员联合有关专家,对各种耐火材料的上百种配方进行科学对比研究和性能测试,以提高产品使用效果。在原料选用上,公司坚持选用优质原料组织生产。这些措施的采用使圣奥牌耐火材料的防爆、耐磨及热稳定性能远远优于国家颁布的《水泥窑用耐火材料使用规范》所规定的指标。
  第一部分
  圣奥公司现代机立窑节能型衬里技术与实践
  机立窑水泥企业是中国水泥工业的特色,随着国家产业政策的调整,环保执法的力度加大,以及ISO新标准的实施,对立窑企业将是一个严竣的挑战,因此立窑企业只有加大科技投入力度,依靠合理的生产工艺、先进的生产设备、科学的管理方法,彻底的粉尘治理,才能够以低成本的投入,实现优质、高产低消耗(即各种生产指标、经济效益)达到现代化的水泥生产要求,立窑企业才有生存空间。
  机立窑是我国建材工业中大量消耗能源的窑炉之一,节约能源显得十分重要。十几年来随着机械化立窑的不断发展,对优质耐火材料的需求也日益迫切,这种市场需求,有力地促进了我所在耐火材料方面的研究更进一步,并向优质高效、多品种、系列化发展,在提高质量、发展品种方面又取得了一定的成绩。至今在全国400多机立窑厂家使用实践表明,可降热耗15-20%,且改善操作工况,为高产优质创造良好的条件。
  第一章:立窑窑衬的作用及机理
  一.   窑衬的作用
  1.保护筒体
  立窑是一个高温煅烧设备,料球在烧成带的煅烧温度达到1450℃,然而立窑筒体只是一个用一厘米厚的钢板卷制成的外壳,必须要求具有一定强度和密封性能的窑衬材料来保护它,共同承担来自窑内物料和气体的高温、高压、腐蚀、磨损作用,以完成物料在窑内的一系列物理化学变化过程。
  2.减少热损失
  每生产一吨熟料,需要消耗发热量为5500×4.18KJ/kg的实物煤146~200公斤,这其中真正用于熟料煅烧的用煤约80公斤,即:理论热耗仅占51%;另外,蒸发料球水分的热耗占15.8%、熟料带走6.5%、烟气带走5.2%,其余22.55%为包括“窑壁散热”在内的各种热损失。因此,窑衬材料的隔热保温对于立窑煅烧节能十分重要。
  3.稳定热工制度
  在立窑内,物料主要依靠自重作垂直向下运动,相互之间交叉换位较少,造成料球受热不均;加上窑体结构带来的先天不足,如:“边风过剩、中心通风不良”及窑壁散热损失等原因,使中部需要热量少、边部需要热量多,在立窑的同一断面上,煅烧所需要的热量是不一样的,一般情况下,边部比中部多需要(300~500)×4.18KJ/kg,这给生产工艺及煅烧操作带来难度。从传热角度考虑,优化窑衬材料、强化隔热保温效果、减少窑壁散热损失,是均衡立窑断面热力强度、稳定热工制度的最佳选择。
  4.改善立窑煅烧状态
  窑体内壁的形状由窑衬材料砌筑所决定,它直接影响着窑内风、料、煤的动态三平衡。上部预烧带的喇叭口角度、下部冷却带的倒喇叭口和倒阶梯形式,对控制立窑煅烧过程中的加料速度、上火速度、卸料速度三平衡至关重要。它不仅引导边风向窑中心移动、强化中心通风,而且在冷却带逐步扩大物料之间的空隙率,减小通风阻力、预热底风、改善熟料质量;近年来研制的新型节能窑衬材料,配套合理、热阻增大,还可以适当减薄立窑衬里厚度,在窑体规格不变的情况下,扩大窑内有效容积,提高单机生产能力及熟料台时产量。
  一.   立窑对窑衬材料的要求
  常用的窑衬材料实际上是由三部分组成:耐火材料、隔热保温材料和胶结材料。
  1.耐火材料
  ①抗高温热力损失:耐火度不低于1580℃的无机非金属材料及制品称之为耐火材料。在窑内高温作用下,不软化、不溶化;在正常或不正常的情况下,都能保持一定的结构强度和体积密度的稳定性。这种耐火材料砌筑的窑体衬里,才能维持正常的操作和生产。
  ②抗酸碱化学侵蚀:物料在窑内的煅烧过程,要经过一系列各种复杂的物理化学反应,不同部位产生的酸性气体或碱性熔渣都会侵蚀窑衬。尤其是烧成带,反应物料在高温下出现液相,对耐火材料的化学侵蚀作用更为强烈。因此要求材料不能参与化学反应,不出现粘料现象。
  ③抗物料运动磨损:立窑煅烧过程中,物料从由上到下、从低温到高温、再到低温不停地运动。窑体内壁的衬里始终经受着物料的运动磨损,尤其是煅烧后形成的熟料磨琢性较强,对衬里的磨损更为严重。因此,砌筑在窑体内壁的耐火材料必须具备较强的抗磨能力。
  ④规范的外形尺寸:耐火材料的砌筑质量对立窑煅烧过程有着重要影响。立窑内壁不圆,煅烧时容易引起“偏火”现象;砖面不平、接触不紧密,在窑内底火位置不稳定时,由于热震现象会发生衬里松动,降低使用寿命和窑体热损失增加等等。因此,耐火砖的形状和外形尺寸一定要规范和准确,这是保证砌筑质量最基本的条件。