1 窑体保温材料结构改造
窑体保温有内保温和外保温,外保温即在窑体外部,将较厚的岩棉或保温涂料绑缚或紧箍在窑体外表面,外保温容易对窑筒体产生不良后果:一是简体受热易产生变形,对窑房安全不利;二是简体在高温下氧化过快,影响设备使用寿命。内保温是在耐火砖和窑简体之间加保温材料,内保温使窑的有效内径变小,影响提高产量。窑体保温的方法有很多,下面仅介绍两种比较认可的方法。
(1)通体保温实例
窑体保温不良,容易造成边部散热过大,使配煤量增加,导致中部热量过剩,煅烧带延长,底火下移。窑体扩径后,必须加强窑体隔热保温措施,减少散热损失。可以选择窑体保温层采用由磷酸盐耐磨砖、隔热浇注料、硅酸铝纤维毡和硅钙板组成的耐火保温结构,隔热浇注料采用珍珠岩、轻质陶粒、矿渣粉、耐火泥按比例混合而成。
研究认为增加隔热保温层的高度,可以提高入窑空气的预热温度,加速物料反应。
由铁砖向上至腰风管处,保温层结构由内向外分别是磷酸盐耐磨砖、隔热浇注料、硅酸铝纤维毡和一层硅钙板;特别是要注意窑平面往下4m位置内的窑体保温,从腰风管向上至窑平面往下1.8m位置,保温层结构在上述基础上增加一层硅钙板,变为两层硅钙板;窑平面往下至1.8m是烧成带位置,保温特别重要,从内向外由磷酸盐耐磨砖、隔热浇注料、硅酸铝纤维毡和三层硅钙板组成保温层结构。采用新型保温层结构后,窑壁的总热阻在3.0~3.5之间,高温带筒体表面温度为40℃左右,一般情况下窑筒体温度与环境温度之差小于15℃,节能效果明显,熟料热耗可降低507kJ/kg熟料。
(2)内保温实例
立窑煅烧的特点是窑内温度变化大,中部通风不良,温度较高,熔体出现较多,结构致密,容易形成还原气氛。边部由于物料在煅烧过程中收缩而产生“边壁效应”,边部风速较高带走一部分热量,加上窑体表面散热,使该部热量散失严重,温度较低,熔体出现较少,部分物料生烧、欠烧,此时如果保温较差,窑内中边部温差更大,边部温度可降至1200℃以下,而中部可能高达1500℃或更高,这样会使生烧料和黄球与未经充分冷却的炽热熔块同时卸出窑外,造成熟料质量大幅度下降。
为此,对窑体进行保温是非常必要的。
在窑内加一层80mm厚的陶粒浇注料,在浇注料与耐火砖之间加一层20mm厚的硅钙板,在硅钙板与浇注料之间加一层20mm厚的硅钙纤维板。
内保温改造后,经过实测:冬季高温带窑体表面温度在40℃左右,使窑内温度变化幅度减少,稳定了热工制度,降低了热耗,提高了熟料质量。
2 窑体保温和衬料选择
一般窑体散热损失较小,因而保温隔热措施应做好。现在窑体热损失都不很大,前面说的任何一台窑其保温都是满足要求的。
机立窑的耐火材料主要是用磷酸盐砖和高铝砖。也有在喇叭口内镶砌抗结皮高铝砖或改性尖晶石砖,烧成带用高铝砖或碱砖,主要是防止窑皮粘结、炼边。
在耐火材料和窑体钢板间设保温砖、硅酸铝纤维毡、硅钙板、珍珠岩保温层和岩棉隔热层。
这样厚度达900mm以上,简体温度比环境温度只高5~IO℃。也有单位只用耐火材料、保温砖和硅酸铝纤维共三层,但耐火材料和保温砖厚度加厚,硅酸铝纤维毡也用了两层(每层厚40~50mm)。在烧成带可以扩径,加厚保温层。
3 强化通风。减少化学不完全燃烧损失
立窑通风不仅影响燃料燃烧,还影响窑内传热和熟料冷却。尤其对于扩径后,原来风量仅为160m3/min、压力35000Pa的罗茨风机已远远不够,虽然改造时并联了一台附属铁厂闲置的风量为80m3/min、压力30000Pa的罗茨风机,但是,由于其并联方式不当和风机压力的差异,致使立窑的通风仍明显不足。经过反复研究实践,对供风系统进行了再次改造。即将原来风量160m3/min、压力35000Pa的罗茨风机作为底部通风机,其主要作用为熟料冷却和平衡全窑用风;将风量80m3/min、压力30000Pa的罗茨风机改造为腰部通风机,其主要作用为熟料烧成和调整偏火用风。经实践检验,这种配置两风机功能明确,各司其职,易于操作,对于高挥发分烟煤有上火快、降低化学不完全燃烧和热耗低等特点,窑工反映良好。
4 严格控制生料中的含煤
煤在立窑煅烧水泥熟料中的作用与影响主要有三:①供应热量;②煤灰掺入熟料,成为其组成部分;③制造窑内气氛。由此可见煤在立窑煅烧水泥熟料中的作用与影响,以及控制生料中的含煤量的重要性。
近年来中国建筑材料科学研究院等单位研制成功了“黑生料发热量测定仪”,将一定量(1g左右)的样品置于氧弹中充氧点火燃烧,通过氧弹外水浴筒中的介质温升来测定样品的燃烧热。氧弹法能直接测出黑生料的真实热含量,反映了黑生料在立窑内热工过程的热行为,且测量周期短(15min)、测量精度高(误差≤3%),完全适用于生产过程的检测分析和质量控制。
“黑生料发热量测定仪”除黑生料外,还可直接测出煤和煤矸石等可燃物质的真实发热量。
经过实践检验,黑生料发热量作为~项控制检验项目对立窑水泥厂的提高熟料产质量、减低煤耗、稳定操作好处很多。
5 采用小料球煅烧
小料球成球技术得到了众多立窑水泥厂的赞许和推广应用,并获得了显著的增产节能效果,从根本上提高了熟料的烧成质量和立窑的生产能力,改善了煅烧条件,辅以矿化剂或金属尾矿配料,烧成热耗明显下降。粒度均齐的小料球,由于均齐,因此球间的空隙率增加,再加上单个料球重量轻,在窑内煅烧时呈微沸腾状态,料层阻力小,反应速度快,鼓风机电流降低。应用小料球成球技术后,一般最起码可降低热耗418~627kJ/kg(100~150kcal/kg),节能效果显著。
一定成分的生料粉,成球水分随粒径增加而增加。因此,粒径减小,蒸发水分而损失的热量可减少。若是平均比常规水分低2%~3%,热损失可减小lOOkJ/kg。另外,不同粒径的料球,其收缩率随粒径的减少而增大。料球收缩率越大,有助于熟料的冷却,也提高了熟料质量,减小热损失。
窑体保温有内保温和外保温,外保温即在窑体外部,将较厚的岩棉或保温涂料绑缚或紧箍在窑体外表面,外保温容易对窑筒体产生不良后果:一是简体受热易产生变形,对窑房安全不利;二是简体在高温下氧化过快,影响设备使用寿命。内保温是在耐火砖和窑简体之间加保温材料,内保温使窑的有效内径变小,影响提高产量。窑体保温的方法有很多,下面仅介绍两种比较认可的方法。
(1)通体保温实例
窑体保温不良,容易造成边部散热过大,使配煤量增加,导致中部热量过剩,煅烧带延长,底火下移。窑体扩径后,必须加强窑体隔热保温措施,减少散热损失。可以选择窑体保温层采用由磷酸盐耐磨砖、隔热浇注料、硅酸铝纤维毡和硅钙板组成的耐火保温结构,隔热浇注料采用珍珠岩、轻质陶粒、矿渣粉、耐火泥按比例混合而成。
研究认为增加隔热保温层的高度,可以提高入窑空气的预热温度,加速物料反应。
由铁砖向上至腰风管处,保温层结构由内向外分别是磷酸盐耐磨砖、隔热浇注料、硅酸铝纤维毡和一层硅钙板;特别是要注意窑平面往下4m位置内的窑体保温,从腰风管向上至窑平面往下1.8m位置,保温层结构在上述基础上增加一层硅钙板,变为两层硅钙板;窑平面往下至1.8m是烧成带位置,保温特别重要,从内向外由磷酸盐耐磨砖、隔热浇注料、硅酸铝纤维毡和三层硅钙板组成保温层结构。采用新型保温层结构后,窑壁的总热阻在3.0~3.5之间,高温带筒体表面温度为40℃左右,一般情况下窑筒体温度与环境温度之差小于15℃,节能效果明显,熟料热耗可降低507kJ/kg熟料。
(2)内保温实例
立窑煅烧的特点是窑内温度变化大,中部通风不良,温度较高,熔体出现较多,结构致密,容易形成还原气氛。边部由于物料在煅烧过程中收缩而产生“边壁效应”,边部风速较高带走一部分热量,加上窑体表面散热,使该部热量散失严重,温度较低,熔体出现较少,部分物料生烧、欠烧,此时如果保温较差,窑内中边部温差更大,边部温度可降至1200℃以下,而中部可能高达1500℃或更高,这样会使生烧料和黄球与未经充分冷却的炽热熔块同时卸出窑外,造成熟料质量大幅度下降。
为此,对窑体进行保温是非常必要的。
在窑内加一层80mm厚的陶粒浇注料,在浇注料与耐火砖之间加一层20mm厚的硅钙板,在硅钙板与浇注料之间加一层20mm厚的硅钙纤维板。
内保温改造后,经过实测:冬季高温带窑体表面温度在40℃左右,使窑内温度变化幅度减少,稳定了热工制度,降低了热耗,提高了熟料质量。
2 窑体保温和衬料选择
一般窑体散热损失较小,因而保温隔热措施应做好。现在窑体热损失都不很大,前面说的任何一台窑其保温都是满足要求的。
机立窑的耐火材料主要是用磷酸盐砖和高铝砖。也有在喇叭口内镶砌抗结皮高铝砖或改性尖晶石砖,烧成带用高铝砖或碱砖,主要是防止窑皮粘结、炼边。
在耐火材料和窑体钢板间设保温砖、硅酸铝纤维毡、硅钙板、珍珠岩保温层和岩棉隔热层。
这样厚度达900mm以上,简体温度比环境温度只高5~IO℃。也有单位只用耐火材料、保温砖和硅酸铝纤维共三层,但耐火材料和保温砖厚度加厚,硅酸铝纤维毡也用了两层(每层厚40~50mm)。在烧成带可以扩径,加厚保温层。
3 强化通风。减少化学不完全燃烧损失
立窑通风不仅影响燃料燃烧,还影响窑内传热和熟料冷却。尤其对于扩径后,原来风量仅为160m3/min、压力35000Pa的罗茨风机已远远不够,虽然改造时并联了一台附属铁厂闲置的风量为80m3/min、压力30000Pa的罗茨风机,但是,由于其并联方式不当和风机压力的差异,致使立窑的通风仍明显不足。经过反复研究实践,对供风系统进行了再次改造。即将原来风量160m3/min、压力35000Pa的罗茨风机作为底部通风机,其主要作用为熟料冷却和平衡全窑用风;将风量80m3/min、压力30000Pa的罗茨风机改造为腰部通风机,其主要作用为熟料烧成和调整偏火用风。经实践检验,这种配置两风机功能明确,各司其职,易于操作,对于高挥发分烟煤有上火快、降低化学不完全燃烧和热耗低等特点,窑工反映良好。
4 严格控制生料中的含煤
煤在立窑煅烧水泥熟料中的作用与影响主要有三:①供应热量;②煤灰掺入熟料,成为其组成部分;③制造窑内气氛。由此可见煤在立窑煅烧水泥熟料中的作用与影响,以及控制生料中的含煤量的重要性。
近年来中国建筑材料科学研究院等单位研制成功了“黑生料发热量测定仪”,将一定量(1g左右)的样品置于氧弹中充氧点火燃烧,通过氧弹外水浴筒中的介质温升来测定样品的燃烧热。氧弹法能直接测出黑生料的真实热含量,反映了黑生料在立窑内热工过程的热行为,且测量周期短(15min)、测量精度高(误差≤3%),完全适用于生产过程的检测分析和质量控制。
“黑生料发热量测定仪”除黑生料外,还可直接测出煤和煤矸石等可燃物质的真实发热量。
经过实践检验,黑生料发热量作为~项控制检验项目对立窑水泥厂的提高熟料产质量、减低煤耗、稳定操作好处很多。
5 采用小料球煅烧
小料球成球技术得到了众多立窑水泥厂的赞许和推广应用,并获得了显著的增产节能效果,从根本上提高了熟料的烧成质量和立窑的生产能力,改善了煅烧条件,辅以矿化剂或金属尾矿配料,烧成热耗明显下降。粒度均齐的小料球,由于均齐,因此球间的空隙率增加,再加上单个料球重量轻,在窑内煅烧时呈微沸腾状态,料层阻力小,反应速度快,鼓风机电流降低。应用小料球成球技术后,一般最起码可降低热耗418~627kJ/kg(100~150kcal/kg),节能效果显著。
一定成分的生料粉,成球水分随粒径增加而增加。因此,粒径减小,蒸发水分而损失的热量可减少。若是平均比常规水分低2%~3%,热损失可减小lOOkJ/kg。另外,不同粒径的料球,其收缩率随粒径的减少而增大。料球收缩率越大,有助于熟料的冷却,也提高了熟料质量,减小热损失。
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