解決水泥窯用耐火澆注料爆裂問(wèn)題的建議

　　為提高回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率和生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，大多數(shù)水泥制造企業(yè)存在著生產(chǎn)任務(wù)重、停窯檢修時(shí)間短的問(wèn)題。對(duì)水泥生產(chǎn)企業(yè)而言，中修、大修的時(shí)間一般控制在8~15天，而我國(guó)水泥窯多使用以水硬性結(jié)合為主的低水泥系列耐火澆注料，其施工、養(yǎng)護(hù)和烘烤必須滿(mǎn)足一定的周期。因此，在工期短、烘窯快的情況下，容易出現(xiàn)澆注料的爆裂現(xiàn)象。尤其是一些特殊部位的澆注料，在生產(chǎn)線(xiàn)烘烤投料中發(fā)生爆裂，不得不停窯重新澆注，給企業(yè)帶來(lái)不必要的損失。

　　1.產(chǎn)生爆裂的原因
　?、俑魉嗌a(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)任務(wù)重，一條日產(chǎn)5000噸水泥的生產(chǎn)線(xiàn)，一天的生產(chǎn)額約100萬(wàn)元。因此，大部分水泥廠存在著檢修就要搶時(shí)間的情況，為了早日開(kāi)窯生產(chǎn)，不得不壓縮澆注料的養(yǎng)護(hù)和烘烤時(shí)間。②目前，我國(guó)的水泥窯用耐火澆注料材質(zhì)以SiO2、Al2O3系統(tǒng)為主，其結(jié)合劑是以鋁酸鹽水泥為主的快硬早強(qiáng)型水泥。這就要求澆注料在施工完畢后有充足的養(yǎng)護(hù)時(shí)間和合理的烘烤制度，其所需的時(shí)間較長(zhǎng)。③我國(guó)水泥行業(yè)的檢修基本上委托筑爐公司來(lái)進(jìn)行，施工隊(duì)伍的專(zhuān)業(yè)水平、施工是否規(guī)范都對(duì)耐火澆注料的施工質(zhì)量和使用效果有較大的影響。④水泥窯的一些特殊部位，如前窯口、窯頭罩、篦冷機(jī)頂部和側(cè)墻等，存在著烘烤難度大的問(wèn)題。

　　對(duì)這些部位，有些水泥企業(yè)根本不用木柴烘烤，部分企業(yè)只是進(jìn)行短時(shí)間的烘烤，在使用燃燒器烘窯階段，由于水泥窯工藝參數(shù)的控制，熱氣流都以一定的速度向窯尾系統(tǒng)傳播和輻射，而對(duì)窯頭罩和篦冷機(jī)只有部分輻射的熱能，這部分熱量不足以使?jié)沧⒘现械淖杂伤浞值呐懦觯_(kāi)始投料生產(chǎn)時(shí)，系統(tǒng)中的熱氣流在短時(shí)間內(nèi)向窯頭回流；同時(shí)，高溫熟料（1300℃以上）開(kāi)始在窯頭罩底部堆積，導(dǎo)致窯頭罩、篦冷機(jī)部位溫度急劇升高，此時(shí)，最容易發(fā)生澆注料爆裂、脫落的現(xiàn)象。以上多方面的因素造成各水泥廠家在檢修期間澆注料的爆裂問(wèn)題比較突出，我國(guó)每年都有水泥廠由于澆注料防爆措施未做好、烘烤制度不合理造成窯頭罩、篦冷機(jī)澆注料發(fā)生爆裂、坍塌的情況。

　　2.爆裂的機(jī)理分析
　　目前，我國(guó)水泥生產(chǎn)線(xiàn)的窯頭罩、篦冷機(jī)熱段及前窯口部位澆注料容易產(chǎn)生爆裂的現(xiàn)象。分析其原因，主要是在烘窯階段，由于升溫過(guò)快導(dǎo)致窯內(nèi)溫度迅速攀升，耐火材料內(nèi)的自由水在短時(shí)間內(nèi)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，并隨著襯里溫度的升高，形成一定的蒸汽壓，當(dāng)襯里內(nèi)部的水蒸氣不能及時(shí)擴(kuò)散時(shí)，就會(huì)造成壓力的增加，當(dāng)襯里內(nèi)部的水蒸氣壓力失去平衡時(shí)，就會(huì)發(fā)生澆注料剝落、脫皮甚至爆裂的現(xiàn)象。

　　對(duì)澆注料的爆裂問(wèn)題，耐火材料制造商在水泥行業(yè)普遍采用加入0.1%～0.3%的有機(jī)纖維，來(lái)防止爆裂現(xiàn)象的發(fā)生。有機(jī)纖維在約160℃受熱熔化或燃燒后形成貫穿，并均勻分布的微細(xì)狹長(zhǎng)氣孔，它的形成增加了襯里材料的透氣性，起到加速排水、緩沖水蒸汽壓力的作用，防止在烘烤和開(kāi)窯投料階段，溫度急劇變化引發(fā)襯里爆裂現(xiàn)象。但是，使用有機(jī)纖維存在著澆注料不易分散、加入量多、影響強(qiáng)度等問(wèn)題。

　　3.解決爆裂問(wèn)題的5點(diǎn)建議
　　應(yīng)該指出的是，只要水泥廠家合理安排水泥窯各部位的施工時(shí)間，嚴(yán)把耐火澆注料的施工質(zhì)量關(guān)，按照升溫曲線(xiàn)進(jìn)行烘窯和投料，耐火澆注料的剝落、脫皮及爆裂現(xiàn)象是完全可以避免的。結(jié)合水泥窯耐火澆注料施工作業(yè)指導(dǎo)書(shū)和筆者的經(jīng)驗(yàn)，提出下面5點(diǎn)建議：

　?、儆捎诟魉嗌a(chǎn)企業(yè)在檢修期間均存在著設(shè)備維修、澆注料施工等各方的交叉作業(yè)，因此各部門(mén)必須協(xié)調(diào)好，做好水泥窯各部位澆注料施工進(jìn)度時(shí)間安排。對(duì)一些難于烘烤部位（篦冷機(jī)、窯頭罩和前窯口）的澆注料，要優(yōu)先澆注施工，預(yù)留足夠的養(yǎng)護(hù)時(shí)間；同時(shí)要做好對(duì)施工單位的監(jiān)督工作，澆注料的攪拌、加水量、支模、養(yǎng)護(hù)等各方面要嚴(yán)格按照施工說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。②窯頭罩部位施工時(shí)，最好留出排氣孔，具體打孔要求：間距300mm×300mm，并用Ф5mm木條嵌入，深度為澆注料的一半。③窯頭罩澆注孔封閉以后，要保留8個(gè)通氣孔并做好防水。同時(shí)，為確保前窯口部位耐火澆注料在烘烤中不出現(xiàn)爆裂的現(xiàn)象，施工中最好也要用Ф3mm的竹棍留好排氣孔，排氣孔的布置為每平方米100個(gè)。④對(duì)水泥窯的中修、大修，在使用燃燒器噴油烘窯以前，一些特殊部位（窯頭罩、篦冷機(jī)、前窯口）最好使用木柴進(jìn)行烘烤，烘烤時(shí)間不低于12小時(shí)。同時(shí)，在烘窯的過(guò)程中升溫速度不能過(guò)快，對(duì)低水泥系列耐火澆注料，內(nèi)襯厚度在200mm～400mm時(shí)，最佳升溫速度每小時(shí)不大于15℃就完全可以滿(mǎn)足內(nèi)襯升溫的需要。⑤在搶修、事故停窯檢修無(wú)烘烤時(shí)間時(shí)，可以采用磷酸鹽結(jié)合耐火澆注料，如PA-852磷酸鹽澆注料（理化指標(biāo)見(jiàn)表）。

　　此類(lèi)產(chǎn)品具有免烘烤的優(yōu)點(diǎn)，隨著溫度的上升，強(qiáng)度不斷增加。但需要指出的是，該類(lèi)產(chǎn)品也具有自身的弱點(diǎn)，如耐磨性能差、使用壽命短等缺點(diǎn)。澆注料的爆裂問(wèn)題是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，與許多因素密切相關(guān)，尤其是在冬季施工時(shí)，更應(yīng)注意。

　　總之，在澆注料中加入0.1%～0.3%的防爆纖維，可以改善產(chǎn)品的防爆性能。前窯口、篦冷機(jī)、窯頭罩等易發(fā)生澆注料爆裂的部位，只要做到合理安排施工，做好施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制、預(yù)留排氣孔、烘烤等各環(huán)節(jié)，耐火襯里的爆裂現(xiàn)象是完全可以避免的。