浅谈延长窑口浇注料寿命的措施

吴君山（宜宾瑞兴实业有限公司，四川 宜宾，644400）

0 前言

某厂1号窑设计生产能力为2000t/d生产线，回转窑规格为Φ4.0m×60m、三档支撑。自2001年投产以来，窑口浇注料寿命一直在5～7个月，最短不足4个月，成为制约回转窑运转周期的关键因素。后经技术人员不断摸索改进，从结构优化、耐火材料和锚固件选用、施工管控，以及工艺管理多方面采取措施，取得了较好效果。

1 优化窑口结构

1.1 加大窑口护铁螺栓

该窑口由36块护铁组成，每块护铁靠3颗M24×110mm的不锈钢螺栓与回转窑筒体连接。起初窑口浇注料寿命短是由于频繁掉护铁，而掉护铁的原因是热应力导致护铁螺栓折断。很长一段时间内，为了避免护铁螺栓频繁断而掉护铁，在安装护铁时，人为使护铁螺栓稍松些，这样做解决了螺栓折断问题，也相对延长了窑口浇注料寿命，但松动的护铁必然影响浇注料寿命。根据以上情况，又参照同规格回转窑窑口护铁螺栓规格，采取护铁螺栓加大到M30×120mm。同时把窑筒体和护铁的螺栓孔也相应地扩大，彻底解决了因窑口护铁螺栓断、护铁松动造成的掉浇注料问题。

1.2 增大浇注料体积

原设计窑口浇注料轴向长度650mm，浇注料质量为7.3t。窑系统运转一段时间后经常发生靠窑砖侧的窑口浇注料局部脱落，以及第一环窑砖（异型砖）、第二环窑砖挤碎的现象。再加上受窑口挡砖圈位置限制，每次窑口浇注料施工都要同时砌筑第一环窑砖，给窑口浇注料施工带来困难，也造成第一环砖不耐久。鉴于此将第一环窑砖改为浇注料，使窑口浇注料轴向长度延长到850 mm，浇注料质量为8.8t（见图1）。浇注料体积和质量都得以增大，有效地提高了窑口浇注料整体强度，从而达到减少运转过程中机械应力的破坏作用[1]。同时，取消了异型砖，使每次浇注料施工时间缩短6h。

图1 窑口浇注料示意图

1.3 改变窑口挡砖圈形式

窑口挡砖圈是阻止回转窑旋转时后部窑砖对窑口浇注料的推力，该窑口挡砖圈原设计尺寸是宽25mm、高50mm，窑口浇注料轴向延长后的一个使用周期发现窑口挡砖圈有脱焊、变形现象，说明该道挡砖圈强度不足，不能够承受后部窑砖的推力，进而影响窑口浇注料寿命。接下来的年度大修时，将窑口挡砖圈尺寸更换为宽50mm、高50mm，整体更换挡砖圈之后，其再未出现过脱焊、变形问题。

2 选用优质材料

2.1 选用优质浇注料

随着耐火材料技术的不断进步，各耐材企业开发出一系列优质浇注料，特别是针对工作条件恶劣的窑口更是耐材生产企业重点探索部位。从某耐材企业了解到窑口专用浇注料后，将原来沿用数年的莫来石质高强耐火浇注料替换掉。两种浇注料的主要性能指标中，窑口专用浇注料的多项指标均优于莫来石质高强耐火浇注料（见表1），优质浇注料的选用必然延长窑口浇注料寿命。

表1 两种浇注料性能对比表

2.2 升级锚固件材质及规范焊接

初期为了使锚固件更耐用，把材质1Gr18Ni9的锚固件直径由Φ10 mm，逐渐加大到Φ12 mm、Φ14 mm，并未取得预期效果。随后将锚固件材质升级为0Gr25Ni20，锚固件直径选用Φ12mm，基本解决了锚固件易烧蚀不耐用问题。为控制锚固件轴向膨胀量,以前的做法是缠上几圈绝缘胶布,由于人工操作厚度不匀,不能保证质量，后改用厚度2mm的塑料帽,套在锚固件头部，较好地消除了锚固件的热膨胀应力[2]。

选用牌号为A402的不锈钢焊条焊接锚固件，焊接完后逐个敲击检查焊接强度，避免焊接不牢而造成浇注料成块脱落问题。同时，严格遵守不锈钢焊条使用要求，主要是：（1）焊前清理焊件上的油污、氧化层和残余浇注料等杂物。（2）电焊机采用直流反接，保证焊接烧熔深度；（3）控制焊接电流不过大，防止损伤锚固件。

另外，窑口浇注料施工过程中严格遵守工艺规程，保证用水清洁、控制加水量、正确振捣、合理预留膨胀缝和排气孔等各个施工环节，保证施工质量。

3 注重日常工艺管理

3.1 减缓飞砂料形成量

飞砂料形成量过大会加剧窑头罩、喷煤管和窑口浇注料损坏。经过不断摸索，控制熟料三率值KH：0.89±0.01、SM：2.4±0.05、IM：1.55±0.05时，形成的飞砂料量适中，熟料结粒较为理想，熟料质量也比较好。

3.2 控制窑头负压

合理的窑头负压能保持窑炉用风与入窑头罩风量的平衡。窑头负压过小容易造成周边设备受损、窑头无法看火、对窑头的比色高温计、高温摄像头等仪表正常工作不利，飞溅的高温物料易造成人身伤害，也影响环境卫生[3]。生产中窑头负压一般保持在-30～-50 Pa，有利于缓解飞砂料对高温下耐火材料的磨损。

3.3 防止窑口圈频繁结掉

窑口圈过高的主要危害：（1）减少窑内的通风面积，影响入窑的二次风量，影响正常的火焰形状，加剧煤粉的不完全燃烧。（2）熟料在烧成带内停留时间过长，容易结大块、磨损与砸伤窑皮，影响窑衬使用寿命[4]。（3）频繁结掉窑口圈更容易损坏窑口浇注料。生产中采取热烧法防止形成窑口圈，具体做法是：（1）控制煤粉的细度5%～6%、水分＜1.2%，（2）喷煤管拉到窑口以外100～200mm，（3）控制二次风温≥1100℃，经实践这种控制方式基本不会形成窑口圈。

另外，无论是计划，还是非计划开停窑均严格按工艺要求冷窑、烘窑，减少异常工况对窑口浇注料的损伤，这也是日常工艺管理的重点内容之一。

4 效果及不足

通过以上改进措施，窑口浇注料寿命延长到12个月，取得了较好效果。同时，也有两点不足：（1）窑口浇注料施工有待进一步规范；（2）窑口的护铁与浇注料未形成统一周期，还需再优化。