淺談耐火磚在回轉窯過渡帶的使用經(jīng)驗

巫裕旋，潘國文，黃少琴

（廣西魚峰水泥股份有限公司，廣西 柳州 545008）

【摘  要】鎂砂價格上漲導致鎂磚價格翻倍，窯內(nèi)過渡帶使用鎂磚增加了生產(chǎn)成本，鎂磚導熱 系數(shù)高造成筒體溫度偏高， 筒體散熱大， 能耗偏高， 熟料標準煤耗在 117 kg/t。目前市場不 斷研發(fā)和推廣新型耐火材料，硅莫紅磚替代窯內(nèi)過渡帶鎂鋁尖晶石磚推廣使用，能降低企業(yè) 生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品使用性能，對此文章主要分析了硅莫紅磚在回轉窯過渡帶中的使用。   【關鍵詞】硅莫紅磚；筒體溫度；生產(chǎn)成本；使用壽命；節(jié)能降耗

     廣西魚峰水泥股份有限公司現(xiàn)有 4 條規(guī)模不同的水泥熟 料生產(chǎn)線，二線窯是 1986年引進的丹麥史密斯公司日產(chǎn)熟料 3 200 t/d 的新型干法生產(chǎn)線，窯規(guī)格為 4.55 m ×68 m， 2011 年之前窯內(nèi) 50～68 m使用抗剝落磚和粘土磚，2012— 2016 年更換為鎂鋁尖晶石磚。 由于鎂鋁尖晶石磚導熱系數(shù)高， 造成回轉窯筒體溫度偏高，從過渡帶 25 m 開始至45 m，筒 體溫度基本在 33～350 ℃，筒體散熱造成的熱量損失較大， 無形中增加了煤耗。 從窯系統(tǒng)能源分布狀況分析來看，系統(tǒng)表 面散熱能耗約為 8.6 kgce/t， 占系統(tǒng)熱耗 6%[1]。而筒體表面 散熱為系統(tǒng)散熱主要部分， 因此降低筒體表面散熱為節(jié)能降耗 重要環(huán)節(jié)，另外鎂砂價格上漲導致鎂磚價格翻倍，增加了生產(chǎn) 成本。目前市場不斷研發(fā)和推廣新型耐火材料，硅莫紅磚在國內(nèi)其他回轉窯過渡帶中有部分使用經(jīng)驗，如能夠在廣西魚峰水 泥股份有限公司回轉窯過渡帶推廣使用，將對降低生產(chǎn)成本和 能耗有很好的促進作用，在此進行相應的技術探討。

1 生產(chǎn)基本情況

2016年通過對外考察和引進新技術， 公司統(tǒng)一配磚，二 線窯 35 m 后更換為導熱系數(shù)低的硅莫1680 耐火磚，更換后 筒體溫度下降 30～50 ℃，卓有成效。 但因考慮到兩種耐火磚 的性能及窯內(nèi)不同部位耐火材料損壞機理的差異，二線窯內(nèi)仍 有一些部位繼續(xù)使用鎂鋁尖晶石磚。 技改后二線窯內(nèi)配磚方案 見表 1。

2018 年，公司面臨的問題如下：①隨著鎂砂價格上漲，鎂鋁尖晶石磚的價格也隨之翻倍，極大地增加了檢修及生產(chǎn)成 本； ②鎂鋁尖晶石磚導熱系數(shù)高， 過渡帶筒體溫度偏高，維持 在 330～350 ℃，筒體散熱大， 能耗偏高， 熟料標準煤耗在 117 kg/t，與行業(yè)先進水平差距大； ③鎂磚耐磨性能偏低，過 渡帶耐火磚因沒有窯皮保護，受到物料磨損嚴重，運行后期偏 薄后容易出現(xiàn)高溫和掉磚，使用壽命基本維持在 9～ 10 個月， 制約檢修運行周期 1 年的目標。

表 1  二線窯窯內(nèi)配磚方案

2 改造方案

為應對使用鎂鋁尖晶石磚所導致的問題，改善回轉窯筒體 配磚方案，公司進行了多次考察。 廣西某水泥有限公司擁有兩 條產(chǎn)能為 5 000 t/d、 規(guī)格為4.8 m×72 m 的新型干法水泥熟 料生產(chǎn)線，其窯內(nèi)配磚方案曾與公司類似，即在過渡帶使用鎂 鋁尖晶石磚，同時也出現(xiàn)了窯筒體溫度偏高的問題。 因此，從 降低筒體溫度和熟料煤耗等方面考慮，2015 年該公司開始使 用導熱系數(shù)更低的硅莫紅磚代替鎂鋁尖晶石磚（見表 2） ，換 磚后窯筒體溫度下降40～50 ℃，耐火磚使用周期不變，且沒 有出現(xiàn)質量問題。

考察過程中從某廠的筒體掃描圖看， 使用硅莫紅磚的過渡 帶溫度顯示最高為 272 ℃，現(xiàn)場測量實際溫度比筒體掃描高 20 ℃，且確認現(xiàn)場沒有軸流風機進行冷卻，因此過渡帶實際 溫度應為 290 ℃左右。 公司二線窯 1 月對過渡帶進行定檢換 磚，從 23.2 m 更換為 29.4 m，所使用的耐火磚為奧鎂的鎂鋁 鐵尖晶石磚，開窯后此處溫度也達到 360 ℃，常開軸流風機 冷卻后下降到330 ℃（如圖 1所示）。相比之下可以看出，使 用硅莫紅磚代替鎂鋁尖晶石磚對于降低窯筒體溫度、 減少散熱 損失的作用是顯著的。

3 可行性分析

綜合廣西某水泥有限公司與公司二線窯耐火材料成本及使 用周期對比（見表 3） ，硅莫紅磚與鎂鋁尖晶石磚相比較，成 本更低，使用壽命更長，在過渡帶使用硅莫紅磚代替鎂鋁尖晶 石磚應該是可行的。 如果將公司二線窯 21～35 m 的耐火磚更 換為硅莫紅磚，預計購磚成本將下降 50 萬～60 萬元，筒體溫 度下降40～50 ℃，筒體散熱損失減少，對降低煤耗有很大的 促進作用。 另外，公司 4 條窯普遍存在窯筒體溫度高的現(xiàn)象， 熟料標準煤耗均達到 117 kg/t， 如果此方案在二線窯試用成 功，以后推廣到其他3 條窯，其降本效果很可觀。 當然此方案 也存在一定風險，尤其是二線窯全年停窯次數(shù)比廣西某公司高 很多，甚至達到40 次，反復停窯對耐火磚的使用壽命影響很 大， 這是技改存在的主要風險。

砌筑施工質量是提高窯磚使用壽命的關鍵環(huán)節(jié)， 優(yōu)質的耐火磚，如果砌筑質量不過關，其使用壽命必然大大縮短[2]。因 此，在確定好耐火磚方案之后，還要保證砌筑質量，通過選合 適的磚和確保砌筑質量，改造方案是完全可行的。

表 2  某水泥窯內(nèi)耐火磚技改前后對比

 4 技改效果

在 2018年檢修時，二線窯按照上述方案對窯內(nèi)耐火材料 配置進行改善，將 21～35 m 由鎂鋁尖晶石磚更換為硅莫紅 磚，技改前后對比見表4。 由表4 可以看出， 此次二線窯過渡 帶耐火材料技改取得圓滿成功。

5 技改推廣

廣西魚峰水泥股份有限公司一線窯始建于 1958年，原為 濕法長窯，于 2001 年進行改造，目前為4 m×56 m 日產(chǎn)熟 料 2 350 t/d 的半干法窯，2014 年之前窯內(nèi)固相反應帶及過 渡帶使用抗剝落高鋁磚與高強耐堿黏土磚，2014—2018 年由 鎂鋁尖晶石磚替代。在使用鎂鋁尖晶石磚期間，除面臨成本及 正常生產(chǎn)時筒體溫度偏高的問題外，在每個生產(chǎn)周期的末期都 會因為筒體溫度異常升高而影響正常生產(chǎn)，甚至還發(fā)生過多次 掉磚紅窯事故，且每年停窯大修入窯檢查耐火材料使用情況時都會發(fā)現(xiàn)過渡帶的鎂鋁尖晶石磚損耗較大， 耐火磚剩余厚度較 薄，不得不進行更換。

表3  廣西某水泥有限公司與公司二線窯耐火材料成本及使用周期對比

表 4  二線窯技改前后部分參數(shù)對比

因此，在二線窯技改取得成功后，一線窯也隨之在 2019 年檢修時將窯內(nèi)過渡帶的部分鎂鋁尖晶石磚替換為硅 莫紅磚。 新?lián)Q磚后，升溫是最關鍵的一個環(huán)節(jié)，我們按以下 經(jīng)驗進行操作，在更換窯磚超過 20 m，烘烤時升溫速度控 制在 20～30 ℃/h 較為適宜，更換磚襯長度在 20 m 以內(nèi)， 烘烤升溫速度為 40～50 ℃/h[3]。經(jīng)過嚴格的升溫程序投料 穩(wěn)定后，一線窯的過渡帶筒體溫度由 340 ℃降至 300 ℃左 右，筒體散熱損失減少，全年熟料標準煤耗大幅降低，且運 轉周期末期筒體溫度較為平穩(wěn)，同時購磚成本降低了 40 萬 元左右。

6 結語

通過對二線窯過渡帶耐火磚技改并推廣，廣西魚峰水泥股份有限公司不僅每年節(jié)約耐火材料成本 100 萬元左右，且對  延長耐火磚使用壽命也有很大促進作用，技改后二線窯創(chuàng)造了  窯內(nèi)耐火磚連續(xù)運轉 13 個月的歷史記錄。 另外，筒體表面溫 度大幅下降，降低體表散熱對系統(tǒng)節(jié)能降耗也有很大促進作  用。對回轉窯耐火磚的換磚方案進行調整與嘗試，尋求更優(yōu)、 更合理的方案，對節(jié)能降耗產(chǎn)生了積極作用。

參 考 文 獻

［1］ 齊硯勇，鄧國亮，柯勝強.中國水泥工業(yè)燒成系統(tǒng)技術

升級路線圖之預熱器現(xiàn)狀與創(chuàng)新性改造［J］. 新世紀水 泥導報，2017，23（ 1）：36-42.

［2］ 納杰.關于延長回轉窯耐火磚使用壽命的探討［J］. 有

色金屬設計，2017，34（ 1）：62-64.

［3］ 張志勇.回轉窯耐火磚的使用和維護經(jīng)驗［J］. 新世紀

導報，2008，14（ 2）：38-40.