無(wú)水泥耐火混凝土在水泥窯已損部位的應(yīng)用
無(wú)水泥耐火混凝土(又稱溶膠結(jié)合耐火混凝土),不含水泥中的低熔融溫度的化合物及結(jié)合水,無(wú)需干燥,加熱速度快,燃料消耗低,節(jié)省加熱時(shí)間及費(fèi)用。此外,抗熱、機(jī)械、化學(xué)應(yīng)力均有所提高,此類產(chǎn)品尤其適用于水泥窯的窯口、燃燒器前端、窯門罩、冷卻機(jī)進(jìn)料口和頂部耐火混凝土易損壞部位。此類產(chǎn)品2008年上市以來(lái),得到推廣應(yīng)用,現(xiàn)將希臘Titan公司下屬埃及的兩家水泥廠使用情況簡(jiǎn)介如下:
圖1 低水泥耐火澆注料使用3個(gè)月后損壞情況
圖2 無(wú)水泥耐火澆注料施工設(shè)計(jì)方案圖
圖3 無(wú)水泥耐火澆注料檔圈及錨釘施工狀況
圖4 無(wú)水泥耐火澆注料使用12個(gè)月后情況
圖5 低水泥耐火澆注料燃燒器使用2個(gè)月后損壞情況
圖6 無(wú)水泥耐火澆注料燃燒器使用6個(gè)月后情況
該廠1號(hào)窯規(guī)格為φ4.6m,4400t/ d熟料,2號(hào)窯規(guī)格為φ4.5m,4000t/d熟料。窯口所在部位的襯體,主要承受高溫二次空氣粉塵的磨蝕、熱震以及窯內(nèi)襯磚向下的推力、窯筒體變形產(chǎn)生的橢圓度等機(jī)械應(yīng)力。低水泥耐火混凝土在使用2~3個(gè)月后,即出現(xiàn)碎裂和剝落而需停窯修補(bǔ),最長(zhǎng)使用壽命為6個(gè)月(見(jiàn)圖1)。
工廠調(diào)研后決定使用RHI耐火材料公司開(kāi)發(fā)的CARSITSOLM10-6(簡(jiǎn)稱M10-6)無(wú)水泥耐火混凝土?;炷潦┕し桨福ㄒ?jiàn)圖2)采用三角形擋板,不設(shè)膨脹縫,在RHI公司監(jiān)督下,由埃及本地的公司施工,原計(jì)劃施工時(shí)間為48h,由于模板制備筒體內(nèi)雜物清掃和錨釘焊接等原因,拖延至72h,今后估計(jì)60h即可。
M10-6無(wú)水泥耐火混凝土所用的原料為粘土、莫來(lái)石、鋁礬土和管狀氧化鋁,混凝土內(nèi)含有不同孔徑的微孔,可迅速排出溶膠混合物內(nèi)吸附水。采用回轉(zhuǎn)窯襯體加熱曲線進(jìn)行加熱,推薦時(shí)間為36h。和低水泥(LCC)耐火混凝土相比,其柔韌性、耐火度、抗硫堿等化合物對(duì)襯體的化學(xué)侵蝕等性能均優(yōu),使用壽命可延長(zhǎng)至18個(gè)月。
窯口安裝使用M10-6無(wú)水泥耐火混凝土約17t,凝結(jié)時(shí)間僅需2h,無(wú)需硬化時(shí)間,拆模時(shí)間短,上述情況均不影響產(chǎn)品的物理性能。
M10-6無(wú)水泥混凝土在使用12個(gè)月后(中間無(wú)修補(bǔ)),殘留襯體經(jīng)檢測(cè)磨蝕不大(見(jiàn)圖4),還可使用6~12個(gè)月,預(yù)計(jì)使用時(shí)間為18~24個(gè)月,較低水泥混凝土延長(zhǎng)約10倍。工廠計(jì)劃擴(kuò)大至冷卻機(jī)前端、頂部及拐彎部位襯體。
窯規(guī)格為φ4.55m×71m,4800t/d,天然氣燃燒器。
窯頭燃燒器承受高溫二次空氣粉塵磨蝕及火焰、熟料的高溫?zé)彷椛湟约案G氣和窯料中的堿、硫等化合物的侵蝕。使用的低水泥耐火混凝土(LCC)最長(zhǎng)使用壽命為2~3個(gè)月,燃燒器前端襯體損壞情況見(jiàn)圖5。
在最前端的500mm處,工廠采用RHI公司SOLM10-6無(wú)水泥澆注料?;炷恋哪Y(jié)時(shí)間為3h,拆模時(shí)間快,不影響產(chǎn)品物理性能,在投入生產(chǎn)六個(gè)月后檢測(cè),僅有微量磨蝕,襯體無(wú)裂紋,鋼板完整(見(jiàn)圖6),壽命為以前使用的低水泥耐火混凝土的2倍。
在試用取得成功的基礎(chǔ)上,Titan公司決定擴(kuò)大其下屬水泥廠的應(yīng)用范圍。
(陳友德編譯自No.8/2013WorldCernent)