低导热多层复合莫来石砖在回转窑上过渡带的应用

阮晓锋，罗云海，涂永红

（云南水泥建材集团有限公司，云南 昆明 650034）

0 引言

迪庆香格里拉昆钢鸿达水泥有限公司有一条2 500 t/d （Ф4.3 m×62 m） 新型干法水泥熟料生产线，带4.5 MW 纯低温余热发电，项目为EPC 总包工程，2014 年 8 月开始建设，2016 年 5 月建成投产。

回转窑内耐火砖为常规配置， 烧成带使用镁铁晶尖石砖，上过渡带使用硅莫砖。 自投运以来，上过渡带的筒体及托轮温度一直偏高， 为保证连续运行， 公司采取增加压缩空气管吹扫冷却和托轮水池放水冷却降温的方式，减少热损、降低煤耗以及减少筒体由于长时间高温造成的金属疲劳和压缩空气的耗气量等，与耐火材料供应商共同讨论决定，将回转窑上过渡带23~33 m 处的耐火砖由原来的硅莫砖更换为低导热多层复合莫来石砖，降低筒体温度。

1 硅莫砖与低导热多层复合莫来石砖的性能指标对比

硅莫砖与低导热多层复合莫来石砖的理化指标见表1。

表1 硅莫砖与低导热多层复合莫来石砖的性能指标对比

（1）硅莫砖主要材质为碳化硅、莫来石、红柱石、铝矾土，导热率为 1.7~2.8 W/（m·k），低导热多层复合莫来石砖分为三层：工作层、保温层、隔热层，工作层主要材质为硅莫质、导热率为2.69 W/（m·k），综合层导热率为 1.58 W/（m·k）。

（2）在重量方面，低导热多层复合莫来石砖的重量比硅莫砖轻10%， 在降低筒体温度的同时又减轻了回转窑的整体重量，降低负载，一定程度上延长筒体的使用寿命。

2 硅莫砖与低导热多层复合莫来石砖的效果对比

2.1 筒体温度对比

换砖前后的温度变化较为明显， 筒体温度由280~340 ℃降为 250~300 ℃。

2.2 二档轮带托轮

换砖后二档轮带托轮取消了水冷的方式。

2.3 指标对比

检修前后一个月的数据进行对比，结果见表2。

表2 检修前后数据对比

2.4 效益

通过在回转窑23~33 m（上过渡带）处使用低导热多层复合莫来石砖替代原来的硅莫砖后，筒体平均温度降低了40 ℃，二档轮带托轮瓦温下降10 ℃，取消了原来压缩空气吹扫筒体和托轮采取水池放水冷却的方式，取得了较好的效果。 具体如下：

（1）减少热损后产生的节煤效益见式（1）：

式中：Q—回转窑23~33 m 筒体表面减少的散热损失，kJ／h；￡—ε=0.95，风速 w= 1.20 m/s，冲击角 φ≤25 °回转窑筒体表面散热系数 kJ/㎡·h·℃；F—回转窑 23~33 m 筒体表面积，㎡；△T—温差，℃；ξ—冲击角 φ≤25 °，修正系数 ξ=0.86。

换算成标煤=580 272÷29 270=18.41（kg/h）。

换算成实物煤=29 300×19.8/21 978=24.54（kg/h）。

以现煤价 1 050 元/t 计算：24.54×24×1 050÷1 000=618.41（元/d）。

以窑年运行 300 d 计算：738.36×300÷100 00=18.55 万元。

（2）取消4 台轴流风机后的节电效益如下：

按 4 台风机每台 11 kW 运转 300 d 计算 （4×11×24×300×0.48），每年节约电费 15.21 万元。

每年节煤节电产生的经济效益为33.76 万元。

（3）低导热多层复合莫来石砖和硅莫砖比，每米重量约轻0.6 t，能有效降低主传电机工作电流。

（4）降低轮带磨损及筒体变形速率：低导热多层复合莫来石砖由于导热率低、重量轻，降低了轮带受压磨损及筒体高温变形和氧化锈蚀的速度，延长了拖轮及筒体使用寿命。

（5）延长耐火材料使用周期：普通耐火砖使用到后期，厚度剩余120 mm 时，会因筒体温度过高不能使用。低导热多层复合莫来石砖在耐火砖厚度剩余120 mm 时， 筒体温度依然比普通耐火砖低50~80 ℃，可继续安全使用3 个月以上，减少耐火材料消耗。

3 结论

低导热多层复合莫来石砖在同一部位使用与原硅莫砖相比，导热系数更低，保温性能更好，窑筒体散热较少，对窑系统降低热耗有一定贡献，对轮带温度降低、保护托轮瓦有一定帮助，值得推广。但砌砖时此砖无法加工， 加工砖只能用硅莫砖代替，对此应做改进。