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频繁开停机,温度波动大,红窑裂窑风险高,金隅冀东、台泥有高招!

正常生产时段的临时性“停窑”对水泥生产企业而言是“重大事件”,回转窑因发生故障而停窑,一般来说经济损失都较大,以5000t/d熟料生产线为例,实际产能绝大多数都能达到6000-6800t/d,理论值甚至可达到7200t/d。按照目前市场价格来计算,熟料价格在380-400元/吨,一日损失达228万-272万。这还不包括企业管理费用和设备折旧费用。所以大窑一停损失的就不仅仅是这二百多万了。

任何停机和开机,都会导致温度的大幅度波动,进而影响耐火砖的使用,严重时甚至导致耐火砖爆头、开裂,造成“红窑”事故。而且,频繁开停设备,对设备的损耗远远大于连续开机运行,每次的启动都对设备的磨损,电气控制设施的冲击,以至于埋下隐患。

上面所说的“红窑”事故。就是窑筒体钢板被烧红了,直接原因为窑内温度失控,间接原因可能是窑内耐火砖较薄或脱落导致。

所以要尽量避免发生各类事故和故障,以减少停窑的次数和时间,这对稳定窑的热工制度,提高熟料的产量、质量,减少检修劳动强度,增加经济效益都有重要的意义。

也就是说,制定恰到好处的检修计划、对耐火砖、窑皮厚度的有效监控是避免“红窑”事故最直接的办法。同时也是为全窑热管理、能耗机制建设提供有效的数据支撑。

红窑是因为温度没控制好,伤到了“砖”

在水泥生产熟料烧制过程中,窑内气流温度达到1600~1800℃,物料温度达1450℃左右,窑筒体的表面温度达到200-400℃,正常工作时窑内砌筑的耐火砖及粘挂的窑皮起到了保护筒体的作用,窑筒体不被高温烧坏及防止或减少窑内的热量由筒体内向外扩散。

回转窑的生产中,筒体的温度高低能较直接反映出窑内的热工状况。当窑内火焰活泼有力、窑皮平整、料层翻滚较好、流速均匀、熟料结粒均匀、没有大块和太多的粉料时,正常的筒体温度显示大致为:烧成带360~400℃、冷却带300~360 ℃、过渡带 200~350℃。

温度偏高或偏低都会影响窑皮,导致裂窑事故

若筒体温度偏高或偏低,说明窑内状况不佳,若筒体温度超过450"C,说明窑内窑皮很薄或已发生露砖、砖薄情况,如不及时采取措施,很易发生“红窑”事故,严重的会导致窑筒体受伤,甚至出现裂窑。

曾报道过一例与此类似的窑体裂缝紧急修复的案例。当工程师给出内外同补方案时,企业相关负责人仍坚持仅从外部紧急修复,且表示待年底停窑检修时再换掉全部窑砖和裂缝处筒体。

相关行业专家表示,这种修补的方法,只是临时恢复生产的措施,不会坚持很长时间,内部窑砖不换,假以时日窑体可能还会再次出现问题。因为处于两段筒体连接处的过渡带,被腐蚀、脆化、变薄不可避免。

通常一条正常运转的窑筒体的寿命在40年左右。近两年发生断裂的窑体均不到这个年份。之所以出现寿命不足,未老先裂的窑体主要原因还是窑运转不规律、超负荷运转、红窑不停、中心线偏离运转蹩颈、物料中有害元素侵蚀脆化变薄,还有就是应力集中与疲劳等。

预防“红窑”事故,最大程度的避免窑裂,砖的作用不可忽略

预防“红窑”事故,最大程度的避免大窑裂纹甚至断裂,这中间窑砖起到了决定性作用。市场人员在调研华北区域水泥企业时,了解到金隅冀东下属企业普遍采用金隅通达特种硅莫红砖产品。

据企业负责人介绍,金隅通达研发生产的特种硅莫红砖是针对水泥窑过渡带特殊工艺要求开发新型高性能低导热产品,该产品可替代镁铝尖晶石砖,降低筒体温度和载荷,并延长使用寿命到18个月以上。特种硅莫红砖(TD-HSM)通过采用高纯原料体系,强化基质,塑性相增韧等举措改善制品的使用性能。

图1 特种硅莫红砖(TD-HSM)

特种硅莫红砖具有低气孔率、良好的耐高温性能(荷重软化温度高、高温耐磨优良)和高温机械韧性、良好耐碱侵蚀性能等特点。提高材料在过渡带高温,高机械应力工况下的适应性。

1)塑性相增韧。金属塑性相引入,一方面优先氧化,封闭气孔,保护碳化硅氧化,降低气孔率,另一方面高温软化提高材料高温韧性。

2)低气孔率。气孔率低于16%,可改善材料的抗硫碱侵蚀性能。

3)耐高温性能优良。高纯原料体系采用使得制品荷重软化温度可达1700℃,接近镁铝尖晶石砖荷重软化温度,明显优于普通硅莫红砖。

4)导热系数(1000℃)2.3 W/(m·K),与普通硅莫红砖基本一致,明显低于镁铝尖晶石砖2.8 W/(m·K)。

表1 产品性能指标

图2 台泥5000t/d水泥窑上过渡带8个月后照片

特种硅莫红砖在台泥项目使用8个月后照片,耐火砖整体比较完整,磨损(侵蚀剥落)量小于20mm。

目前,该产品已在金隅冀东水泥(鼎鑫,唐县,烟台等多条水泥窑)及台泥(凯里)等熟料项目使用,其可替代镁铝尖晶石砖应用于水泥窑过渡带,筒体温度能降低50℃以上,同时筒体载荷降低,节能效果显著,使用寿命可达18个月以上。

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