也談?wù)劯G口澆注料的特性及使用
2010-12-10 00:00
一、引言
隨著水泥行業(yè)的不斷發(fā)展，先進(jìn)的大型生產(chǎn)線相繼應(yīng)運(yùn)而生，產(chǎn)能飛速增長(zhǎng)，目前我國(guó)的水泥年產(chǎn)量人均1噸多，可謂水泥盛世了。淘汰落后的產(chǎn)能勢(shì)在必然，水泥回轉(zhuǎn)窯朝大型化發(fā)展，使用條件越來(lái)越苛刻，窯的熱負(fù)荷加大，轉(zhuǎn)速變高，工作溫度也高，生料成分容易變化，這就要求我們耐火材料行業(yè)相應(yīng)配套。用于回轉(zhuǎn)窯窯口專(zhuān)用澆注料成了各家耐火材料供應(yīng)商首推產(chǎn)品之一，其性能各異，效果也不盡相同，但近幾年也確實(shí)得到了很好的推廣使用。過(guò)去關(guān)于窯口所用耐火材料的探討和報(bào)道文章很多，涉及的內(nèi)容廣泛，技術(shù)含量也很高，在這里把我們公司多年來(lái)在研制和生產(chǎn)窯口用耐火材料過(guò)程中的一點(diǎn)體會(huì)寫(xiě)出來(lái)與大家共享，以期得到共識(shí)。
窯口（尤其前窯口）是回轉(zhuǎn)窯的關(guān)鍵部位之一，其內(nèi)襯耐火材料性能好壞勢(shì)必會(huì)影響窯的運(yùn)轉(zhuǎn)周期。
二、窯口的使用環(huán)境和條件
2.1、回轉(zhuǎn)窯是動(dòng)態(tài)運(yùn)行，與整體一樣，窯口也在高度不穩(wěn)定的條件下操作，易變形性是其明顯的弊端之一。如何克服這一弊病，就只能從耐材的選材和正確的設(shè)計(jì)、施工和使用上做文章，使窯口內(nèi)襯充分形成一個(gè)整體，各方向熱應(yīng)力作用均衡，進(jìn)而能保護(hù)窯口筒體不產(chǎn)生變形。
2.2、前窯口是出料口同時(shí)也是冷卻部位，一方面承受來(lái)自燒成帶高溫熟料的熱負(fù)荷和沖刷作用，另一方面又迎接著來(lái)自冷卻機(jī)的高風(fēng)量壓力的作用，溫度從1100℃~1400℃之間反復(fù)的變化，這就要求耐火材料必須具有良好的高溫耐磨性、耐沖刷性和抗熱震性。
2.3、窯口是正壓操作，氧化性氣氛強(qiáng)，為此其內(nèi)襯材料必須能足夠保證穩(wěn)定性而不會(huì)因此而遭受性能的改變。
2.4、化學(xué)物質(zhì)的作用（主要是堿性物質(zhì)的侵蝕），為避免內(nèi)襯材料不會(huì)過(guò)早的受到損害，就必須有較強(qiáng)的抗侵蝕性能?？傊?，窯口的工作環(huán)境是比較復(fù)雜的，其內(nèi)襯的損壞也是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，我們?cè)谠O(shè)計(jì)和使用的時(shí)候，只要掌握了一定的規(guī)律，而又去遵循這些規(guī)律，肯定能讓窯口內(nèi)襯發(fā)揮最佳的效果。
三、窯口內(nèi)襯的設(shè)計(jì)要素及注意事項(xiàng)
3.1、窯口內(nèi)襯的發(fā)展變革是隨干法水泥生產(chǎn)線的技術(shù)進(jìn)步同步的，從過(guò)去使用砌磚方式到現(xiàn)在的整體澆注，經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的實(shí)踐過(guò)程，現(xiàn)在整體澆注已成為共識(shí)，使用壽命大大提高。但是，不同廠家生產(chǎn)澆注料時(shí)為了追求高額利潤(rùn)，往往在用材方面大打折扣，使得市場(chǎng)上的產(chǎn)品優(yōu)劣不等，所以我們?yōu)榱吮ＷC窯口用耐材的正常發(fā)展，生產(chǎn)企業(yè)必須樹(shù)立起品牌意識(shí)，真正做到企業(yè)的品牌與企業(yè)的榮譽(yù)緊密相連，只有這樣耐材的使用性能才能得到發(fā)展和不斷完善。我們公司是一個(gè)長(zhǎng)期立足服務(wù)于水泥行業(yè)的老牌耐火材料生產(chǎn)企業(yè)，三十多年來(lái)主要致力于水泥窯用耐火材料的研究和生產(chǎn)，從過(guò)去單一的機(jī)立窯到水泥干法生產(chǎn)線，再到現(xiàn)在的大型現(xiàn)代化水泥干法生產(chǎn)線，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)品配套齊全。尤其在窯口內(nèi)襯上有自己獨(dú)特的一面，也投入了大量的人力物力去研究和開(kāi)發(fā)這一相關(guān)課題，以滿足用戶(hù)的需求，從過(guò)去單一的產(chǎn)品發(fā)展如今高鋁質(zhì)、莫來(lái)石質(zhì)和剛玉質(zhì)三大系列，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)、正確配比，以適用于不同的回轉(zhuǎn)窯窯口。
3.2、現(xiàn)行服役的水泥回轉(zhuǎn)窯仍然還有為數(shù)不少上世紀(jì)末建造的1000t/d產(chǎn)左右的小窯。這些窯生產(chǎn)的工藝特點(diǎn)遠(yuǎn)不于現(xiàn)在的大型生產(chǎn)線那么先進(jìn)，但企業(yè)都一味追求高產(chǎn)化，這就使得窯口內(nèi)襯在設(shè)計(jì)上不同于正常的要求，必須在滿足一般鋼纖維高強(qiáng)高鋁質(zhì)澆注料性能的同時(shí)，要增強(qiáng)澆注料結(jié)體的耐磨性。我們公司產(chǎn)品HBLC-160、HBGJ-15B是在總結(jié)多年經(jīng)驗(yàn)，正常的操作使用，壽命都在10個(gè)月以上。
3.3、2500t/d產(chǎn)水泥窯在我國(guó)較多，工藝非常穩(wěn)定成熟，也是目前我國(guó)生產(chǎn)水泥的主要設(shè)備之一。盡管水泥窯不斷的大型化是發(fā)展的趨勢(shì)，但由于地域等因素，這些窯將來(lái)仍然水泥生產(chǎn)的主力軍之一。其窯口澆注料使用壽命比較穩(wěn)定，一般都在10個(gè)月以上，完全可以與燒成帶用磚同步。這類(lèi)澆注料在材質(zhì)上與小窯就有了差異，高純材料的加入量明顯增多，同時(shí)添加的有效組分也得到了非常好的發(fā)揮，這類(lèi)產(chǎn)品有HBGJ-17S、HBGJ-18S等。
3.4、5000t/d產(chǎn)以上的大窯窯口用澆注料的開(kāi)發(fā)使用，近幾年得到了穩(wěn)固的發(fā)展。通過(guò)添加有效的賽隆成分使結(jié)體在高溫狀態(tài)下結(jié)合性質(zhì)發(fā)生了改善，從而使?jié)沧⒘辖Y(jié)體在使用過(guò)程中高溫狀態(tài)下的耐磨性、抗侵蝕性等有了很好的提高，窯口的使用壽命都能與燒成帶用磚配套，我們的產(chǎn)品有HBC-180S。
3.5、為了保證澆注料結(jié)體的致密性，必須考慮澆注料的配比、水分加入量、施工泥料的流動(dòng)性等方面，只有科學(xué)配比、水分加入量小、流動(dòng)性好，才能保證澆注料結(jié)體緊密堆積，強(qiáng)度高，使用效果好。
澆注料主料和輔料合理的顆粒配比，在生產(chǎn)的實(shí)際過(guò)程中不太好控制。一般生產(chǎn)廠家容易忽視這方面，只注意生產(chǎn)前的半成品原料的顆粒形態(tài)，而對(duì)成品的顆粒結(jié)構(gòu)不再加以測(cè)試，這兩者是不同的，有很大的差異，如果原料的選擇不好，勢(shì)必會(huì)給澆注料成品留下難以想象
的后遺癥。
現(xiàn)行的窯口澆注料都是以水為介質(zhì)，使各種物料通過(guò)水介質(zhì)相連接，起到一定的流動(dòng)性，同時(shí)耐火水泥結(jié)合劑也需要水分去進(jìn)行物化反應(yīng)。但是，水分在澆注料結(jié)體使用前是要完全蒸發(fā)掉的，水分加入量太多，必然造成結(jié)體疏松、氣孔率大、強(qiáng)度低。為了保證有很好的流動(dòng)性，而又不過(guò)多的加入水分，這就必須添加減水劑，過(guò)去添加的那些低效的無(wú)機(jī)減水劑，已不適應(yīng)現(xiàn)在高性能窯口澆注料的使用了，取而代之的是高效減水劑，性能非常好。
3.6、結(jié)合劑的作用在澆注料中是非常明顯的，主要是是澆注料結(jié)體在低、中溫時(shí)有足夠的強(qiáng)度，但其缺點(diǎn)是同時(shí)帶人了有害成分，主要是鈣，采用低鈣或無(wú)鈣的結(jié)合方式，一直是我們努力去研究的主要方向，同時(shí)結(jié)合劑的使用量也非常關(guān)鍵，只要在基質(zhì)組分里控制鈣含量以及其他有害于澆注料高溫性能的物質(zhì)，就能達(dá)到較好的使用效果。在這里值得一提的是結(jié)合劑在施工過(guò)程中是一個(gè)水化過(guò)程，必然會(huì)產(chǎn)生一定的水化熱，如何控制好水化熱量是在生產(chǎn)窯口澆注料的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，所以根據(jù)不同的窯型必須選擇合適的結(jié)合劑和合理的結(jié)合劑加入量。
四、窯口澆注料的表觀要求
窯口澆注料是水泥回轉(zhuǎn)窯的關(guān)鍵用材之一，雖然其用量相對(duì)較少，但對(duì)窯的正常運(yùn)行起著非常關(guān)鍵的作用，所以我們用戶(hù)在選擇是應(yīng)注意一些表觀上的要求，主要體現(xiàn)在：
4.1、澆注料混合物中顆粒級(jí)配是否合理，顆粒偏大、顆粒偏析、粉料偏多等，在采購(gòu)驗(yàn)收時(shí)是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)直觀檢查出來(lái)的，也可要求進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，做到萬(wàn)無(wú)一失。
4.2、一般的情況下，窯口澆注料的添加成分比較多，尤其是基質(zhì)粉料，這就要求這些混合料必須是均勻的，從表觀上看，應(yīng)該不能有不同顏色的物料參雜其中，如果顏色是五顏六色，這說(shuō)明混合不均，勢(shì)必對(duì)使用壽命有影響。
4.3、要正確的掌握結(jié)合劑的種類(lèi)和用量。從窯口澆注料分包情況去看，就可以觀察結(jié)合劑的用量及種類(lèi)，一般高檔的結(jié)合劑，其用量較少，且分包要求非常嚴(yán)實(shí)。
4.4、包裝物的標(biāo)識(shí)是不容忽視的，生產(chǎn)日期、使用期以及其他事項(xiàng)必須明了清晰。
五、窯口澆注料施工時(shí)的注意事項(xiàng)
現(xiàn)在許多用戶(hù)對(duì)耐火材料的施工，通常是要求材料供方直接施工的，這種服務(wù)方式非常好，起碼避免了在施工過(guò)程中造成的不必要的缺陷和遺漏。但窯口澆注料的施工，有時(shí)用戶(hù)是突擊搶修，這必須要掌握好所購(gòu)窯口澆注料的施工特點(diǎn)。
5.1、窯口澆注料盡可能的不用存放時(shí)間較長(zhǎng)的材料，也就是說(shuō)一般要求用戶(hù)不要庫(kù)存太多，掌握好使用周期，最好是選擇與燒成帶磚使用壽命能同步的材料，這樣就能較好的掌握了。大部分用戶(hù)在采購(gòu)時(shí)是把澆注料與磚分開(kāi)給不同供方的，我們建議窯口澆注料應(yīng)該與燒成帶用磚選擇同一個(gè)供方。一方面為供方的服務(wù)到位提供了條件，另一方面在施工時(shí)就能避免一些受影響的因素。
5.2、錨固件的標(biāo)準(zhǔn)化及焊接質(zhì)量、鉚接方式等都會(huì)影響窯口澆注料結(jié)體的使用壽命，有時(shí)是致命的，為此，在施工前必須認(rèn)真做好這一準(zhǔn)備工作。還有通常合理的支模方式是為了能使?jié)沧⒘系倪B續(xù)施工，符合窯口澆注料的施工特點(diǎn)，進(jìn)而使窯口整體性好。
5.3、一般供方的包裝，主料與結(jié)合劑都是分包的，在施工時(shí)就必須把結(jié)合劑和主料干混均勻后才能加水?dāng)嚢?。這一點(diǎn)，很多用戶(hù)在實(shí)際操作中被淡化了。水分加入量控制也是用戶(hù)在實(shí)際過(guò)程中被一笑的，在保證流動(dòng)性的同時(shí)控制加水量是必須的，如果水分的加入量過(guò)多，超過(guò)了供方提供的數(shù)值，那就有問(wèn)題了，必須檢查澆注料的質(zhì)量了，更應(yīng)該與供方聯(lián)系。
5.4、我們一般主張?jiān)跐沧⒘鲜褂们?，都?yīng)該進(jìn)行試塊檢驗(yàn)。
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