由喷燃管耐火浇注料保护层损坏的部位、形式和原因的分析可知,有些因素是不可避免的,如工作环境的高温条件,不但不宜降低,反而越高对熟料煅烧约有利,烧成带温度和二、三次风温度等盖都如此。而有些因素通过一定的措施是可以改善的,会大大延长浇注料保护层的使用寿命,如选用质量好的浇注料、改进喷燃管头部的结构、精心科学施工、妥善养护到位、正确操作使用和维护管理等等。
选质量好的耐火浇注料
耐火浇注料的质量是提高喷燃管耐火浇注料保护层使用寿命的基础,表征其质量优劣的一个最重要指标就是“耐火度”,有的称为“最高使用温度”。在同样条件下,质量好的或者说最高使用温度高的浇注料要不质量差的或者说最高使用温度低的耐用。5000t/d熟料线Φ47.74m×74m预分解窑所用的喷燃管,在使用最高温度为1550℃的莫来石浇注料时,其使用寿命仅为3~5个月。改用最高使用温度为1780℃的刚玉-莫来石浇注料,其使用寿命达到了12个月,是原有耐火浇注料使用寿命的3倍多。
当今的耐火材料企业基本上都生产不定型的耐火材料,即耐火浇注料,甚至有的耐火材料厂还生产专门用于煤粉燃烧器喷燃管的耐火浇注料。由于每个厂家所用的原料、配比、设计性能、技术水平和管理能力等都不相同。另外,由于所用原料的品质和生产工艺不同,所以在价格上也会有所差别,低的为5000~6000元/t,高的为8000~9000元/t。因为喷燃器喷燃管耐火浇注料保护层的工作条件比整个烧成系统任何部位所用的浇注料都更加不利,不仅温度变化更加频繁,温差更大,碱性气氛更浓,气流运动更复杂,而且还会受到捅搏头上部推积飞砂料、前端面结焦、前端面下部挂溜等的膨胀甚至击打。因此,使用单位在选型时就应持慎重态度,一定要购买性价比比较高的产品,千万不能只图便宜,舍弃西瓜,只捡芝麻。
为解决喷燃管耐火浇注料保护层损坏过快的问题,曾一度出现过钢纤维耐火浇注料,即在打浇注料时,将碎钢丝按厂家要求混合在浇注料中一起搅拌,然后灌注。成形脱模后,浇注料中便均匀地分布着碎钢丝的骨料,以增强耐火浇注料自身的机械强度,将这种耐火浇注料便称为“钢纤维耐火浇注料”。耐火浇注料的一次购进与妥善保存
用户经过正确选型购买的浇注料送至厂里后,不会马上就使用,因此必须妥善保存。保存不好即使所购买的是上乘产品,由于因保存不善造成的质量降低,在使用时已成优质产品。
喷燃管耐火浇注料的质量保存期很短,一般仅3个月,超过3个月质量就会下降。有的是质量保存期为6个月,认为还是按3个月考虑比较把握。为保证浇注料自身质量不降低,应满足以下条件:
(1)用户经过正确选型购买的浇注料送至厂里后,不会马上就使用,因此必须妥善保存。保存不好即使所购买的是上乘产品,由于因保存不善造成的质量降低,在使用时已成为低质产品。
(2)放置在干燥通风好的库房内,严防在太阳下面暴晒。
(3)不允许淋雨和受潮,袋下应设置50~100mm高的垫木,便于通风。
喷燃管耐火浇注料施工质量对其保护层使用寿命的影响
喷燃管耐火浇注料保护层施工质量是保证其使用寿命很重要的一个环节,包括保护层尺寸和形状的合理确定、模板的设计和制作、耐火浇注料的搅拌、灌注和振捣、养护和脱模等。
(1)喷燃管耐火浇注料保护层尺寸的合理确定。
(2)喷燃管耐火浇注料保护层厚度的合理确定。
喷燃管耐火浇注料保护层的厚度对其使用寿命有影响,过薄过厚均无意。有人曾做过试验,以70mm、80mm、90mm、100、四种不同厚度的保护层在窑内使用,证明以80mm厚的效果最好。70mm厚的较薄浇注料保护层,扒钉端头顶部以外的浇注料层太薄,其强度低,喷燃管外管温度增高,表面磨蚀加重,使用寿命减短。90mm和100mm过厚的浇注料保护层,自身强度增加,但抵抗不住因温差大而产生的内胀力。综合结果是表面容易产生裂纹、裂缝,时间长了便导致剥落而损坏,其使用效果不如80mm厚保护层的使用寿命长。除此之外,保护层过厚时不仅浇注料的用量增大,施工时间增长,而且在使用时还增大了喷燃管弯曲的不利因素。如果采用地轨式移动小车时,不仅会增大窑头平台的负荷,稍不慎还容易发生喷燃管“磕头”的故障或事故,既当移动小车的配重不足或其后部基建断裂时,会发生移动小车后部突然翘起,喷燃管头部砸到窑皮或窑衬上的故障或事故。这就是说,对于设计能力2000t/d熟料及其以上的窑,其喷燃管耐火浇注料保护层最合理的厚度是80mm,这就是国内外当前基本都采用80mm耐火浇注料保护层厚度的原因。因为喷燃管耐火浇注料保护层在其头部损坏的最快,所以有不少厂将浇注料保护层的前头部段加厚到100~120mm。实际上,这不是一种可取的办法。由头部耐火浇注料加厚,重量将增加约300kg,悬臂段长度约为9m,则弯矩M=300×9=2700kg/m,大大增加了喷燃管弯曲的因素。如果喷燃管耐火浇注料保护层上顶面再有飞砂料堆积,喷燃管就更容易弯曲。因此,喷燃管头部的耐火浇注料保护层不应加厚。
②喷燃管耐火教主老保护层长度的合理确定。
喷燃管耐火浇注料保护层的长度与采用大窑头罩或小窑头罩有关,采用大窑头罩时要比采用小窑头罩长1.5~2.0m。现在有人误认为越长越好,实则不然,合理的长度应是够用就行,不要过长。但必须满足烧后圈时的需要。易言之,当在烧窑后结圈时,耐火浇注料保护层的尾端距窑头罩窑门外壁的距离L=200~250mm即可。这样,在正常操作时,耐火浇注料保护层露出窑内外壁的距离L10=1200~1450mm。过短会给烧窑后结圈时造成操作上的困难,过长同时不仅增大了浇注料的用量,增长了施工时间,而且喷燃管的悬臂长度增加,增加了喷燃管弯曲的影响因素。
(2)喷燃管耐火浇注料保护层横断面形状的合理设计。
喷燃管耐火浇注料保护层现在都是采用正圆形的横截面形状,不仅方便模板的制作和耐火浇注料的施工,而且也适应喷燃管的使用条件。但在使用中人们发现,喷燃管耐火浇注料保护层的损坏不论在长度上也不论在圆环形截面上都是不均匀的。在长度上主要集中在喷燃管的前端头部位,在环形截面上一般都是在下面或下侧面。为增强损坏部分浇注料保护层的使用寿命,在修补时均将损坏部部分加厚,造成横截面已不是圆形。
根据这种损坏情况,如果将端头浇注料打成带一个可以分流凸起的形状比打成大范围弧形加厚形状要好得多,可以分流凸起的位置与三次风抽取点的位置有关。
①三次风从篦冷机抽取。
某厂,三次风由篦冷机抽取,所以喷燃管头部耐火浇注料保护层损坏的最严重部位发生在头部正下面。为应对这种损坏部位采用了横截面形状,据报道取得了明显效果。
采用这种形状的原理是使含有熟料粉尘和飞砂料的高温二次风入窑向上流动式遇到下面凸起浇注料后便会分流,避免了直接冲刷头下部的浇注料,这时大窑头罩的技术还没有出现。
②三次风从窑头罩抽取。
大窑头罩技术旨在降低二次风温、提高三次风温,使三次风温接近二次风温,以降低回转窑内的煅烧温度,减少回转窑中氮氧化物NOx的生成。
③为减少或避免喷煤管头部浇注料保护层顶面堆积飞砂料应打成的横截面形状。
为减少和避免喷煤管头部浇注料保护层上易堆积飞砂料的问题,其顶部也打成带有凸起的截面形状,会大大减少甚至避免飞砂料的堆积现象。这样,使飞砂料下落在浇注料保护层上时没有堆积的底面,便会沿中间凸起两侧向下分流,从而可避免飞砂料的堆积。
头部耐火浇注料保护层的损坏过快,绝大部分与捅搏堆积飞砂料误操作的触碰和击打有关。所以有人提出应摒弃采用无缝钢管直接捅搏,应采取压缩空气喷吹清理,但没有提出具体措施。因此开发了一种利用压缩空气自动控制的清理喷燃管头部耐火浇注料保护层上顶部面堆积飞砂料的喷吹系统。
在喷燃管外管外表面的正中部所焊的Φ38mm×4mm一只无缝钢管,不但起输送压缩空气的作用,而且相当于一个加强筋,增强了喷燃管的抗弯强度,同时因为是圆管,所以还增强了浇注料保护层与喷燃管之间结合力。这只输送压缩空气的无缝钢管应放置于两排纵向扒钉的正中间,以保证浇注料保护层的均匀受力。