回转窑前窑口浇注料使用情况不理想,检修和抢修次数频繁,严重时需要整体更换窑口筒体段节和护板。窑口浇注料与耐火砖使用周期不能同步,极大地限制了综合运转率的提高,增加了单位熟料消耗的耐火材料成本及其相关经济技术指标。
水泥熟料煅烧过程中,前窑口处于极为特殊的异形部位,它是快速的转动设备,承受着高温、高磨损侵蚀、高冷热交替频率等工况的综合作用,因此是生产中始终重点关注和维护的部位。
窑口浇注料实际工况分析:预分解窑前窑口部位,约有1400℃左右的出窑熟料对浇注料有强烈的磨蚀性和碱侵蚀,入窑二次风温在900~1200℃之间进行无规律地变化,并携带有大量的颗粒型窑灰冲刷。以3.5~4.7r/min的速率转动,具有较强的机械剪切应力,裸露于高温下的窑口护板热膨胀,对浇注料产生强大的挤压破坏应力,1600~1700℃的窑头火焰对其产生较强的热辐射。窑口筒体椭圆度变形,加大了浇注料脱离窑体的可能性。窑口浇注料在生产中还要经受频繁故障开停窑的急冷急热冲击。
影响窑口浇注料寿命的主要因素
①窑头压力控制的影响。 窑头压力大小表明了窑炉内用风与入窑头罩热风量之间的平衡情况。增大窑尾高温风机的排风量,窑头负压增大,反之则减小。采用篦冷机的生产线,在窑尾高温风机风量相对固定的情况下,关小窑头余风风机风量,或者增加篦冷机各室冷却风量,都会导致窑头形成正压。
窑头正压的危害主要表现:首先,正压即表明窑头罩内风量过剩、窑尾高温风机排风量不足或窑系统通风欠佳,促使风速高、含细粒熟料的过剩热烟气从窑头各个缝隙直往外冒出,窑口筒体外表面受高温热气烧蚀变形,进而导热至内侧筒体及其锚固钉受热脱焊、膨胀,导致浇注料炸裂脱落;其次,由于热气流飞出,窑口筒体低压冷却风机鼓入的冷风难以对其产生有效的冷却保护作用,窑头密封圈被磨损及烧损;正压使窑门烧损和窑头罩内衬磨刷加剧,需要经常维修处理,甚至将窑头罩烧垮塌;正压带来较为恶劣的作业环境,窑头无法看火,烧损附近的设备,污染环境。
②窑系统综合运转率的影响。运转率表明了生产是否正常,操作是否精细与稳定,故障开停机次数多少等一系列问题。一般情况下,运转率超过82%才算基本正常;达到90%以上算正常生产,说明生产线故障停机情况较少。预分解窑生产线耐火材料最怕开停窑,尤其窑口浇注料是开停窑最大的受害部位,窑连续运转率越高,寿命越长。一旦出现预热器堵塞等异常故障,窑口内衬表面温度将在10多小时内从1400℃左右降低到100~200℃,故障排除后,又急剧升温到正常温度,如此强烈的冷热交替反复进行,浇注体高温组织结构遭到破坏,易炸裂剥落,会对使用寿命产生极大的影响。
③窑口护板结构形式的影响。窑口结构一般由筒体、护板和浇注料组成。护板需要靠浇注料来降低工作温度及磨蚀,保证高温下保持良好的结构稳定性。浇注料为工作层,窑体振动、护板松动、筒体烧变形等三个方面是浇注料结构破坏的重要因素。窑体振动会使浇注料与窑筒体和扒钉脱离,扒钉拉力减弱,造成浇注料整体结构强度降低,局部断裂脱落。
护板松动和筒体烧变形往往同时出现,主要原因是窑口外筒体及其连接固定螺栓被高温热气流侵蚀膨胀,向外成喇叭型,导致护板和筒体间产生间隙而松动,护板上方的浇注料也跟着分块断裂。另外,窑口护板端面与窑头罩直墙的相对位置也较为关键,窑口端面应缩在直墙浇注料里面100~200mm,以避免来自篦冷机的含尘热烟气烧损冲刷。
④浇注料材质及施工技术质量的影响。如前所述,前窑口工况较为特殊,采用的耐火浇注料应具备足够的耐高温性能、机械强度、耐磨蚀性、热震稳定性和耐碱性。浇注料产品质量是关键,但施工质量同等重要。在施工中影响质量的因素很多:锚固钉结构不合理,分叉处采用对头焊接,高温下易烧融;扒钉为单角,焊接点较少,不易焊牢,且易损伤底部弯头;扒钉布局不科学,盲区多,特别是护板和挡砖圈上方浇注料拉不住。浇注时对膨胀缝留设的重要性认识不够,实际施工中留设过少或不留,形成浇注料爆裂。不制模,直接在周向六点位置施工,浇注体密实度差。搅拌不规范,干料未充分拌匀就加水,考虑施工便捷,加水量过多。搅拌和制模施工衔接不力,搅拌好的浇注料不能及时被使用。浇注振打不均匀,久振或重振现象突出。养护时间短,急于点火投入生产。
窑口浇注料由于特殊的工况条件对浇注料的质量要求比较严格,在采购是不要因价格而盲目去选择商品,要根据具体的工况信息:使用温度、使用部位、耐压强度、施工方式等多方面进行考虑。