頻繁開停機,溫度波動大,紅窯裂窯風險高,金隅冀東、台泥有高招

水泥人網 發佈 2020-06-18T04:45:07+00:00

正常生產時段的臨時性「停窯」對水泥生產企業而言是「重大事件」,迴轉窯因發生故障而停窯,一般來說經濟損失都較大,以5000t/d熟料生產線為例,實際產能絕大多數都能達到6000-6800t/d,理論值甚至可達到7200t/d。

正常生產時段的臨時性「停窯」對水泥生產企業而言是「重大事件」,迴轉窯因發生故障而停窯,一般來說經濟損失都較大,以5000t/d熟料生產線為例,實際產能絕大多數都能達到6000-6800t/d,理論值甚至可達到7200t/d。按照目前市場價格來計算,熟料價格在380-400元/噸,一日損失達228萬-272萬。這還不包括企業管理費用和設備折舊費用。所以大窯一停損失的就不僅僅是這二百多萬了。

任何停機和開機,都會導致溫度的大幅度波動,進而影響耐火磚的使用,嚴重時甚至導致耐火磚爆頭、開裂,造成「紅窯」事故。而且,頻繁開停設備,對設備的損耗遠遠大於連續開機運行,每次的啟動都對設備的磨損,電氣控制設施的衝擊,以至於埋下隱患。

上面所說的「紅窯」事故。就是窯筒體鋼板被燒紅了,直接原因為窯內溫度失控,間接原因可能是窯內耐火磚較薄或脫落導致。

所以要儘量避免發生各類事故和故障,以減少停窯的次數和時間,這對穩定窯的熱工制度,提高熟料的產量、質量,減少檢修勞動強度,增加經濟效益都有重要的意義。

也就是說,制定恰到好處的檢修計劃、對耐火磚、窯皮厚度的有效監控是避免「紅窯」事故最直接的辦法。同時也是為全窯熱管理、能耗機制建設提供有效的數據支撐。

紅窯是因為溫度沒控制好,傷到了「磚」

在水泥生產熟料燒制過程中,窯內氣流溫度達到1600~1800℃,物料溫度達1450℃左右,窯筒體的表面溫度達到200-400℃,正常工作時窯內砌築的耐火磚及粘掛的窯皮起到了保護筒體的作用,窯筒體不被高溫燒壞及防止或減少窯內的熱量由筒體內向外擴散。

迴轉窯的生產中,筒體的溫度高低能較直接反映出窯內的熱工狀況。當窯內火焰活潑有力、窯皮平整、料層翻滾較好、流速均勻、熟料結粒均勻、沒有大塊和太多的粉料時,正常的筒體溫度顯示大致為:燒成帶360~400℃、冷卻帶300~360 ℃、過渡帶 200~350℃。

溫度偏高或偏低都會影響窯皮,導致裂窯事故

若筒體溫度偏高或偏低,說明窯內狀況不佳,若筒體溫度超過450"C,說明窯內窯皮很薄或已發生露磚、磚薄情況,如不及時採取措施,很易發生「紅窯」事故,嚴重的會導致窯筒體受傷,甚至出現裂窯。

水泥人網曾報導過一例與此類似的窯體裂縫緊急修復的案例。當工程師給出內外同補方案時,企業相關負責人仍堅持僅從外部緊急修復,且表示待年底停窯檢修時再換掉全部窯磚和裂縫處筒體。

相關行業專家表示,這種修補的方法,只是臨時恢復生產的措施,不會堅持很長時間,內部窯磚不換,假以時日窯體可能還會再次出現問題。因為處於兩段筒體連接處的過渡帶,被腐蝕、脆化、變薄不可避免。

通常一條正常運轉的窯筒體的壽命在40年左右。近兩年發生斷裂的窯體均不到這個年份。之所以出現壽命不足,未老先裂的窯體主要原因還是窯運轉不規律、超負荷運轉、紅窯不停、中心線偏離運轉蹩頸、物料中有害元素侵蝕脆化變薄,還有就是應力集中與疲勞等。

預防「紅窯」事故,最大程度的避免窯裂,磚的作用不可忽略

預防「紅窯」事故,最大程度的避免大窯裂紋甚至斷裂,這中間窯磚起到了決定性作用。水泥人網市場人員在調研華北區域水泥企業時,了解到金隅冀東下屬企業普遍採用金隅通達特種矽莫紅磚產品。

據企業負責人介紹,金隅通達研發生產的特種矽莫紅磚是針對水泥窯過渡帶特殊工藝要求開發新型高性能低導熱產品,該產品可替代鎂鋁尖晶石磚,降低筒體溫度和載荷,並延長使用壽命到18個月以上。特種矽莫紅磚(TD-HSM)通過採用高純原料體系,強化基質,塑性相增韌等舉措改善製品的使用性能。

圖1 特種矽莫紅磚(TD-HSM)

特種矽莫紅磚具有低氣孔率、良好的耐高溫性能(荷重軟化溫度高、高溫耐磨優良)和高溫機械韌性、良好耐鹼侵蝕性能等特點。提高材料在過渡帶高溫,高機械應力工況下的適應性。

1)塑性相增韌。金屬塑性相引入,一方面優先氧化,封閉氣孔,保護碳化矽氧化,降低氣孔率,另一方面高溫軟化提高材料高溫韌性。

2)低氣孔率。氣孔率低於16%,可改善材料的抗硫鹼侵蝕性能。

3)耐高溫性能優良。高純原料體系採用使得製品荷重軟化溫度可達1700℃,接近鎂鋁尖晶石磚荷重軟化溫度,明顯優於普通矽莫紅磚。

4)導熱係數(1000℃)2.3 W/(m·K),與普通矽莫紅磚基本一致,明顯低於鎂鋁尖晶石磚2.8 W/(m·K)。

表1 產品性能指標


圖2 台泥5000t/d水泥窯上過渡帶8個月後照片

特種矽莫紅磚在台泥項目使用8個月後照片,耐火磚整體比較完整,磨損(侵蝕剝落)量小於20mm。

目前,該產品已在金隅冀東水泥(鼎鑫,唐縣,煙臺等多條水泥窯)及台泥(凱里)等熟料項目使用,其可替代鎂鋁尖晶石磚應用於水泥窯過渡帶,筒體溫度能降低50℃以上,同時筒體載荷降低,節能效果顯著,使用壽命可達18個月以上。

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