窯口澆注料脫落造成窯筒體燒穿分析及預(yù)防措施

李修啟

（棗莊市沃豐水泥有限公司，山東 棗莊 277100）

水泥窯口耐火材料由于受高溫、急冷急熱、物料的沖刷、機(jī)械應(yīng)力、施工等因素造成窯口耐火材料使用周期較短，制約了窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率，甚至出現(xiàn)澆注料脫落造成窯筒體燒穿的事故，某水泥廠在運(yùn)行中出現(xiàn)窯頭罩冷風(fēng)套飛砂料較大，并漏出大顆粒熟料的情況，經(jīng)過停窯檢查發(fā)現(xiàn)窯筒體冷風(fēng)套下出現(xiàn)了窯筒體燒穿向外邊漏料的情況。本文通過分析窯口澆注料的品種選擇及施工改進(jìn)，以提高窯口澆注料的使用壽命，提高運(yùn)轉(zhuǎn)率達(dá)到優(yōu)質(zhì)低能耗的目的。

1 窯口筒體燒穿現(xiàn)象

窯口澆注料已經(jīng)局部全部脫落，擋磚圈也已經(jīng)燒掉，窯筒體出現(xiàn)了長約40cm，寬約4cm～7cm的裂口，長約1.5m的筒體變形。

該窯口澆注料施工時(shí)采用的某高強(qiáng)耐磨剛玉莫來石澆注料，最高使用溫度1 650℃，采用模板式半圈整體一次性澆注，鈀釘材質(zhì)為0Gr25Ni20，要求摻入水分﹤6.5%。經(jīng)分析，該窯口筒體燒穿是由于澆注料脫落造成筒體失去保護(hù)，使窯筒體暴露在高溫下灼燒造成擋磚圈燒掉，窯筒體燒穿，見圖1。

2 影響窯口耐火材料使用周期的因素

（1）耐火材料的選擇。生產(chǎn)中窯口澆注料長期受到高溫侵蝕、熟料的長期磨蝕、二次風(fēng)的沖刷及開停窯所造成的急冷急熱，因此窯口澆注料應(yīng)具有耐高溫侵蝕性、耐磨及良好的抗熱震性。

圖1 澆注料脫落造成窯口筒體燒穿現(xiàn)場圖

（2）錨固件的選擇與施工。錨固件的材質(zhì)、形狀、熱膨脹處理、焊接等均直接影響耐火材料的使用周期，材質(zhì)一般不能低于0Gr25Ni20，且必須焊接牢固，錨固件應(yīng)該進(jìn)行膨脹處理，對(duì)錨固件要涂刷瀝青漆或者纏繞膠布。

（3）耐火材料的施工及注水量控制。耐火材料澆注料性能發(fā)揮的高低與澆注料的施工關(guān)系很大，在實(shí)際的生產(chǎn)檢修現(xiàn)場施工過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)施工隊(duì)伍只選擇施工方便的方法，如果技術(shù)人員再跟蹤不到位，很容易造成耐火材料性能下降，使用周期縮短的情況發(fā)生。在施工過程中，施工人員有時(shí)為了使?jié)沧⒘媳阌跐沧?、澆注料流淌的速度加快，便加大了注水量，造成澆注料?qiáng)度性能大大降低。

表1 經(jīng)濟(jì)效益分析表（萬元/年）

（4）耐火材料的烘烤。其對(duì)澆注料性能的發(fā)揮作用很大，如果烘烤不好，很容易使耐火材料在急劇升溫的過程中爆裂，造成澆注料脫落的情況發(fā)生。

3 澆注料改進(jìn)措施

（1）澆注料選擇。經(jīng)過考察采用某進(jìn)口RFT澆注料。該澆注料的抗沖刷、抗熱震性等指標(biāo)較好。選用0Gr25Ni20改造性的錨固件，焊接時(shí)兩邊滿焊，在澆注前全部敲打檢查是否牢固，錨固件涂刷2mm厚的瀝青漆。錨固件排列時(shí)間距控制80mm，交叉布置。不銹鋼焊條要求使用A402焊條進(jìn)行焊接，以保證焊接強(qiáng)度。

（2）澆注料的施工。改變以前的半圈式的整體澆注模式，采用免支模板的敞開式施工方案，根據(jù)窯口36塊護(hù)鐵情況，每一塊護(hù)鐵單獨(dú)澆注，每塊之間使用4mm厚陶瓷纖維紙作為膨脹縫。從窯內(nèi)最底部開始澆注，澆注完每塊后插排氣孔（見圖2），排氣孔要用直徑φ6mm的鉆進(jìn)行鉆孔，要求排氣孔的深度直達(dá)窯筒體，排氣孔的間距100mm×100mm，然后轉(zhuǎn)窯，再澆注下一塊。

圖2 澆注插排氣孔圖

圖3 澆注養(yǎng)護(hù)圖

（3）澆注料注水分的控制。澆注料中水分含量的高低直接決定了澆注料性能的發(fā)揮，施工時(shí)的水必須是干凈的生活用水（如果在環(huán)境溫度低于5℃，要對(duì)水進(jìn)行加熱到水溫50℃左右，澆注時(shí)必須嚴(yán)格控制加水量4.5%～5.5%，攪拌時(shí)間10min～15min。施工時(shí)必須對(duì)澆注料進(jìn)行充分的振搗，使用直徑為50mm的振動(dòng)棒加強(qiáng)振搗，澆注過程中應(yīng)將澆注料放到振動(dòng)棒上便于快速流平，尤其對(duì)每塊護(hù)鐵的四個(gè)角要振搗充分，澆注料表面要進(jìn)行抹平，可采用橡皮錘搗實(shí)或采用震動(dòng)搗實(shí)方式處理表面。若護(hù)鐵為大護(hù)肩結(jié)構(gòu)，先澆注護(hù)鐵端面，模板與護(hù)肩間隙較小因采用直徑30mm的振動(dòng)棒振搗，施工過程中對(duì)護(hù)鐵端面應(yīng)加強(qiáng)振搗。在振搗過程中禁止振動(dòng)棒接觸已施工的澆注料，避免已經(jīng)施工的澆注料下墜，造成結(jié)構(gòu)破壞。

（4）澆注料的養(yǎng)護(hù)。澆注料完成澆注后要進(jìn)行烘烤，以加速澆注料的水分蒸發(fā)，加快其硬化速度，防止?jié)沧⒘显诟G升溫過程中爆裂。

一模施工完成后要采用碘鎢燈進(jìn)行烘烤，碘鎢燈離澆注料表面窯控制在400mm左右，窯口長度在600mm、1 000mm的，采用兩至三盞碘鎢燈加熱烘烤；長度在1m以上的窯口應(yīng)采用四至五盞碘鎢燈烘烤，以確保澆注料能夠快速升溫硬化（見圖3）。

4 效果分析

經(jīng)過對(duì)窯口澆注料品種的選擇、施工的改進(jìn)及養(yǎng)護(hù)等措施，對(duì)窯系統(tǒng)的熱震穩(wěn)定性及耐磨性適應(yīng)性加強(qiáng)，窯口澆注使用周期有原先的10個(gè)月延長到了24個(gè)月（見圖4），不僅延長了澆注料及窯口護(hù)鐵的使用周期，而且保證了窯系統(tǒng)的正常運(yùn)作，減少不必要的停窯次數(shù)，根據(jù)實(shí)際情況做經(jīng)濟(jì)效益分析，見表1。

圖4 使用24個(gè)月后的窯口澆注料

改造后的窯口澆筑料使用周期基本在24個(gè)月以上，使用一年后澆筑厚度還在230cm以上，而且表面很光滑，澆筑時(shí)的模板印還清晰，排氣孔還能清晰看出。通過以上兩種方案的分析，從降低生產(chǎn)成本角度及工藝狀況角度分析都取得了良好的效果。