淺談延長(zhǎng)窯口澆注料壽命的措施

吳君山（宜賓瑞興實(shí)業(yè)有限公司，四川 宜賓，644400）

0 前言

某廠1號(hào)窯設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為2000t/d生產(chǎn)線，回轉(zhuǎn)窯規(guī)格為Φ4.0m×60m、三檔支撐。自2001年投產(chǎn)以來(lái)，窯口澆注料壽命一直在5～7個(gè)月，最短不足4個(gè)月，成為制約回轉(zhuǎn)窯運(yùn)轉(zhuǎn)周期的關(guān)鍵因素。后經(jīng)技術(shù)人員不斷摸索改進(jìn)，從結(jié)構(gòu)優(yōu)化、耐火材料和錨固件選用、施工管控，以及工藝管理多方面采取措施，取得了較好效果。

1 優(yōu)化窯口結(jié)構(gòu)

1.1 加大窯口護(hù)鐵螺栓

該窯口由36塊護(hù)鐵組成，每塊護(hù)鐵靠3顆M24×110mm的不銹鋼螺栓與回轉(zhuǎn)窯筒體連接。起初窯口澆注料壽命短是由于頻繁掉護(hù)鐵，而掉護(hù)鐵的原因是熱應(yīng)力導(dǎo)致護(hù)鐵螺栓折斷。很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，為了避免護(hù)鐵螺栓頻繁斷而掉護(hù)鐵，在安裝護(hù)鐵時(shí)，人為使護(hù)鐵螺栓稍松些，這樣做解決了螺栓折斷問(wèn)題，也相對(duì)延長(zhǎng)了窯口澆注料壽命，但松動(dòng)的護(hù)鐵必然影響澆注料壽命。根據(jù)以上情況，又參照同規(guī)格回轉(zhuǎn)窯窯口護(hù)鐵螺栓規(guī)格，采取護(hù)鐵螺栓加大到M30×120mm。同時(shí)把窯筒體和護(hù)鐵的螺栓孔也相應(yīng)地?cái)U(kuò)大，徹底解決了因窯口護(hù)鐵螺栓斷、護(hù)鐵松動(dòng)造成的掉澆注料問(wèn)題。

1.2 增大澆注料體積

原設(shè)計(jì)窯口澆注料軸向長(zhǎng)度650mm，澆注料質(zhì)量為7.3t。窯系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后經(jīng)常發(fā)生靠窯磚側(cè)的窯口澆注料局部脫落，以及第一環(huán)窯磚（異型磚）、第二環(huán)窯磚擠碎的現(xiàn)象。再加上受窯口擋磚圈位置限制，每次窯口澆注料施工都要同時(shí)砌筑第一環(huán)窯磚，給窯口澆注料施工帶來(lái)困難，也造成第一環(huán)磚不耐久。鑒于此將第一環(huán)窯磚改為澆注料，使窯口澆注料軸向長(zhǎng)度延長(zhǎng)到850 mm，澆注料質(zhì)量為8.8t（見(jiàn)圖1）。澆注料體積和質(zhì)量都得以增大，有效地提高了窯口澆注料整體強(qiáng)度，從而達(dá)到減少運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中機(jī)械應(yīng)力的破壞作用[1]。同時(shí)，取消了異型磚，使每次澆注料施工時(shí)間縮短6h。

圖1 窯口澆注料示意圖

1.3 改變窯口擋磚圈形式

窯口擋磚圈是阻止回轉(zhuǎn)窯旋轉(zhuǎn)時(shí)后部窯磚對(duì)窯口澆注料的推力，該窯口擋磚圈原設(shè)計(jì)尺寸是寬25mm、高50mm，窯口澆注料軸向延長(zhǎng)后的一個(gè)使用周期發(fā)現(xiàn)窯口擋磚圈有脫焊、變形現(xiàn)象，說(shuō)明該道擋磚圈強(qiáng)度不足，不能夠承受后部窯磚的推力，進(jìn)而影響窯口澆注料壽命。接下來(lái)的年度大修時(shí)，將窯口擋磚圈尺寸更換為寬50mm、高50mm，整體更換擋磚圈之后，其再未出現(xiàn)過(guò)脫焊、變形問(wèn)題。

2 選用優(yōu)質(zhì)材料

2.1 選用優(yōu)質(zhì)澆注料

隨著耐火材料技術(shù)的不斷進(jìn)步，各耐材企業(yè)開(kāi)發(fā)出一系列優(yōu)質(zhì)澆注料，特別是針對(duì)工作條件惡劣的窯口更是耐材生產(chǎn)企業(yè)重點(diǎn)探索部位。從某耐材企業(yè)了解到窯口專用澆注料后，將原來(lái)沿用數(shù)年的莫來(lái)石質(zhì)高強(qiáng)耐火澆注料替換掉。兩種澆注料的主要性能指標(biāo)中，窯口專用澆注料的多項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于莫來(lái)石質(zhì)高強(qiáng)耐火澆注料（見(jiàn)表1），優(yōu)質(zhì)澆注料的選用必然延長(zhǎng)窯口澆注料壽命。

表1 兩種澆注料性能對(duì)比表

2.2 升級(jí)錨固件材質(zhì)及規(guī)范焊接

初期為了使錨固件更耐用，把材質(zhì)1Gr18Ni9的錨固件直徑由Φ10 mm，逐漸加大到Φ12 mm、Φ14 mm，并未取得預(yù)期效果。隨后將錨固件材質(zhì)升級(jí)為0Gr25Ni20，錨固件直徑選用Φ12mm，基本解決了錨固件易燒蝕不耐用問(wèn)題。為控制錨固件軸向膨脹量,以前的做法是纏上幾圈絕緣膠布,由于人工操作厚度不勻,不能保證質(zhì)量，后改用厚度2mm的塑料帽,套在錨固件頭部，較好地消除了錨固件的熱膨脹應(yīng)力[2]。

選用牌號(hào)為A402的不銹鋼焊條焊接錨固件，焊接完后逐個(gè)敲擊檢查焊接強(qiáng)度，避免焊接不牢而造成澆注料成塊脫落問(wèn)題。同時(shí)，嚴(yán)格遵守不銹鋼焊條使用要求，主要是：（1）焊前清理焊件上的油污、氧化層和殘余澆注料等雜物。（2）電焊機(jī)采用直流反接，保證焊接燒熔深度；（3）控制焊接電流不過(guò)大，防止損傷錨固件。

另外，窯口澆注料施工過(guò)程中嚴(yán)格遵守工藝規(guī)程，保證用水清潔、控制加水量、正確振搗、合理預(yù)留膨脹縫和排氣孔等各個(gè)施工環(huán)節(jié)，保證施工質(zhì)量。

3 注重日常工藝管理

3.1 減緩飛砂料形成量

飛砂料形成量過(guò)大會(huì)加劇窯頭罩、噴煤管和窯口澆注料損壞。經(jīng)過(guò)不斷摸索，控制熟料三率值KH：0.89±0.01、SM：2.4±0.05、IM：1.55±0.05時(shí)，形成的飛砂料量適中，熟料結(jié)粒較為理想，熟料質(zhì)量也比較好。

3.2 控制窯頭負(fù)壓

合理的窯頭負(fù)壓能保持窯爐用風(fēng)與入窯頭罩風(fēng)量的平衡。窯頭負(fù)壓過(guò)小容易造成周邊設(shè)備受損、窯頭無(wú)法看火、對(duì)窯頭的比色高溫計(jì)、高溫?cái)z像頭等儀表正常工作不利，飛濺的高溫物料易造成人身傷害，也影響環(huán)境衛(wèi)生[3]。生產(chǎn)中窯頭負(fù)壓一般保持在-30～-50 Pa，有利于緩解飛砂料對(duì)高溫下耐火材料的磨損。

3.3 防止窯口圈頻繁結(jié)掉

窯口圈過(guò)高的主要危害：（1）減少窯內(nèi)的通風(fēng)面積，影響入窯的二次風(fēng)量，影響正常的火焰形狀，加劇煤粉的不完全燃燒。（2）熟料在燒成帶內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，容易結(jié)大塊、磨損與砸傷窯皮，影響窯襯使用壽命[4]。（3）頻繁結(jié)掉窯口圈更容易損壞窯口澆注料。生產(chǎn)中采取熱燒法防止形成窯口圈，具體做法是：（1）控制煤粉的細(xì)度5%～6%、水分＜1.2%，（2）噴煤管拉到窯口以外100～200mm，（3）控制二次風(fēng)溫≥1100℃，經(jīng)實(shí)踐這種控制方式基本不會(huì)形成窯口圈。

另外，無(wú)論是計(jì)劃，還是非計(jì)劃開(kāi)停窯均嚴(yán)格按工藝要求冷窯、烘窯，減少異常工況對(duì)窯口澆注料的損傷，這也是日常工藝管理的重點(diǎn)內(nèi)容之一。

4 效果及不足

通過(guò)以上改進(jìn)措施，窯口澆注料壽命延長(zhǎng)到12個(gè)月，取得了較好效果。同時(shí)，也有兩點(diǎn)不足：（1）窯口澆注料施工有待進(jìn)一步規(guī)范；（2）窯口的護(hù)鐵與澆注料未形成統(tǒng)一周期，還需再優(yōu)化。