巫裕旋 潘國(guó)文 黃少琴

【摘 要】鎂砂價(jià)格上漲導(dǎo)致鎂磚價(jià)格翻倍，窯內(nèi)過(guò)渡帶使用鎂磚增加了生產(chǎn)成本，鎂磚導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)煤耗在117 kg/t。目前市場(chǎng)不斷研發(fā)和推廣新型耐火材料，硅莫紅磚替代窯內(nèi)過(guò)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(duì)此文章主要分析了硅莫紅磚在回轉(zhuǎn)窯過(guò)渡帶中的使用。

【關(guān)鍵詞】硅莫紅磚;筒體溫度;生產(chǎn)成本;使用壽命;節(jié)能降耗

【中圖分類號(hào)】TQ175.71 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2020）10-0121-03

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(jìn)的丹麥?zhǔn)访芩构救债a(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(dǎo)熱系數(shù)高，造成回轉(zhuǎn)窯筒體溫度偏高，從過(guò)渡帶25 m開(kāi)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(wú)形中增加了煤耗。從窯系統(tǒng)能源分布狀況分析來(lái)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(jià)格上漲導(dǎo)致鎂磚價(jià)格翻倍，增加了生產(chǎn)成本。目前市場(chǎng)不斷研發(fā)和推廣新型耐火材料，硅莫紅磚在國(guó)內(nèi)其他回轉(zhuǎn)窯過(guò)渡帶中有部分使用經(jīng)驗(yàn)，如能夠在廣西魚峰水泥股份有限公司回轉(zhuǎn)窯過(guò)渡帶推廣使用，將對(duì)降低生產(chǎn)成本和能耗有很好的促進(jìn)作用，在此進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)探討。

1 生產(chǎn)基本情況

2016年通過(guò)對(duì)外考察和引進(jìn)新技術(shù)，公司統(tǒng)一配磚，二線窯35 m后更換為導(dǎo)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(jī)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(jiàn)表1。

2018年，公司面臨的問(wèn)題如下：①隨著鎂砂價(jià)格上漲，鎂鋁尖晶石磚的價(jià)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(dǎo)熱系數(shù)高，過(guò)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(biāo)準(zhǔn)煤耗在117 kg/t，與行業(yè)先進(jìn)水平差距大;③鎂磚耐磨性能偏低，過(guò)渡帶耐火磚因沒(méi)有窯皮保護(hù)，受到物料磨損嚴(yán)重，運(yùn)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(gè)月，制約檢修運(yùn)行周期1年的目標(biāo)。

2 改造方案

為應(yīng)對(duì)使用鎂鋁尖晶石磚所導(dǎo)致的問(wèn)題，改善回轉(zhuǎn)窯筒體配磚方案，公司進(jìn)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(guò)渡帶使用鎂鋁尖晶石磚，同時(shí)也出現(xiàn)了窯筒體溫度偏高的問(wèn)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(kāi)始使用導(dǎo)熱系數(shù)更低的硅莫紅磚代替鎂鋁尖晶石磚（見(jiàn)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(méi)有出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。

考察過(guò)程中從某廠的筒體掃描圖看，使用硅莫紅磚的過(guò)渡帶溫度顯示最高為272 ℃，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量實(shí)際溫度比筒體掃描高20 ℃，且確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行冷卻，因此過(guò)渡帶實(shí)際溫度應(yīng)為290 ℃左右。公司二線窯1月對(duì)過(guò)渡帶進(jìn)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(kāi)窯后此處溫度也達(dá)到360 ℃，常開(kāi)軸流風(fēng)機(jī)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(duì)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(duì)比（見(jiàn)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(zhǎng)，在過(guò)渡帶使用硅莫紅磚代替鎂鋁尖晶石磚應(yīng)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(yù)計(jì)購(gòu)磚成本將下降50萬(wàn)～60萬(wàn)元，筒體溫度下降40～50 ℃，筒體散熱損失減少，對(duì)降低煤耗有很大的促進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)煤耗均達(dá)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(dāng)然此方案也存在一定風(fēng)險(xiǎn)，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(dá)到40次，反復(fù)停窯對(duì)耐火磚的使用壽命影響很大，這是技改存在的主要風(fēng)險(xiǎn)。

砌筑施工質(zhì)量是提高窯磚使用壽命的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，優(yōu)質(zhì)的耐火磚，如果砌筑質(zhì)量不過(guò)關(guān)，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(zhì)量，通過(guò)選合適的磚和確保砌筑質(zhì)量，改造方案是完全可行的。

4 技改效果

在2018年檢修時(shí)，二線窯按照上述方案對(duì)窯內(nèi)耐火材料配置進(jìn)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(duì)比見(jiàn)表4。由表4可以看出，此次二線窯過(guò)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(zhǎng)窯，于2001年進(jìn)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(yīng)帶及過(guò)渡帶使用抗剝落高鋁磚與高強(qiáng)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(shí)筒體溫度偏高的問(wèn)題外，在每個(gè)生產(chǎn)周期的末期都會(huì)因?yàn)橥搀w溫度異常升高而影響正常生產(chǎn)，甚至還發(fā)生過(guò)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(shí)都會(huì)發(fā)現(xiàn)過(guò)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(jìn)行更換。

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(shí)將窯內(nèi)過(guò)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(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，我們按以下經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行操作，在更換窯磚超過(guò)20 m，烘烤時(shí)升溫速度控制在20～30 ℃/h較為適宜，更換磚襯長(zhǎng)度在20 m以內(nèi)，烘烤升溫速度為40～50 ℃/h[3]。經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的升溫程序投料穩(wěn)定后，一線窯的過(guò)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(biāo)準(zhǔn)煤耗大幅降低，且運(yùn)轉(zhuǎn)周期末期筒體溫度較為平穩(wěn)，同時(shí)購(gòu)磚成本降低了40萬(wàn)元左右。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)二線窯過(guò)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(wàn)元左右，且對(duì)延長(zhǎng)耐火磚使用壽命也有很大促進(jìn)作用，技改后二線窯創(chuàng)造了窯內(nèi)耐火磚連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)13個(gè)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(duì)系統(tǒng)節(jié)能降耗也有很大促進(jìn)作用。對(duì)回轉(zhuǎn)窯耐火磚的換磚方案進(jìn)行調(diào)整與嘗試，尋求更優(yōu)、更合理的方案，對(duì)節(jié)能降耗產(chǎn)生了積極作用。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]齊硯勇，鄧國(guó)亮，柯勝?gòu)?qiáng).中國(guó)水泥工業(yè)燒成系統(tǒng)技術(shù)升級(jí)路線圖之預(yù)熱器現(xiàn)狀與創(chuàng)新性改造[J].新世紀(jì)水泥導(dǎo)報(bào)，2017，23（1）：36-42.

[2]納杰.關(guān)于延長(zhǎng)回轉(zhuǎn)窯耐火磚使用壽命的探討[J].有色金屬設(shè)計(jì)，2017，34（1）：62-64.

[3]張志勇.回轉(zhuǎn)窯耐火磚的使用和維護(hù)經(jīng)驗(yàn)[J].新世紀(jì)導(dǎo)報(bào)，2008，14（2）：38-40.