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水泥窑耐火浇注料发生爆裂的机理分析和避免爆裂的方法

01爆裂的机理分析

我国水泥生产线上的窑头罩、篦冷机热段及前窑口部位的浇注料常常出现爆裂现象,让人不禁忧心。经过深入分析,我们发现这主要是因为在烘窑阶段,升温过快导致窑内温度迅速飙升,耐火材料内的自由水在短时间内由液态变为气态,并随着衬里温度的升高,形成一定的蒸汽压。当衬里内部的水蒸气不能及时扩散时,就会造成压力的增加。当衬里内部的水蒸气压力失去平衡时,就会发生浇注料剥落脱皮甚至爆裂的现象。

针对浇注料爆裂问题,耐火材料制造商在水泥行业中普遍采取加入0.1%~0.3%的有机纤维的方法,以防止爆裂现象的发生。有机纤维在约160℃受热熔化或燃烧后形成贯穿并均匀分布的微细狭长气孔,这些气孔能有效提升衬里材料的透气性,加速排水,缓冲水蒸汽压力,从而在烘烤和开窑投料阶段,防止因温度急剧变化而引发衬里爆裂现象。然而,使用有机纤维也存在一些问题。比如浇注料不易分散,加入量多,可能影响强度等。这些问题需要我们在使用有机纤维时加以留意,寻找更优的解决方案。

应当明确的是,只要水泥厂家明智地规划水泥窑各部位的施工时刻,严格控制耐火浇注料的施工质量,遵循升温曲线进行烘窑和投料,耐火浇注料的剥落、脱皮及爆裂现象是可以完全避免的。

回转窑.png

02避免爆裂的方法

结合水泥窑耐火浇注料施工作业指导书和施工经验,提出下面5点建议:

由于各水泥生产企业在检修期间都需要进行设备维修、浇注料施工等各方交叉作业,因此各部门必须密切配合,合理安排水泥窑各部位浇注料施工进度时间。对于一些难以烘烤的部位,如篦冷机、窑头罩和前窑口,需要优先进行浇注施工,并预留足够的养护时间。同时,必须加强对施工单位的监督,确保浇注料的搅拌、加水量、支模、养护等各方面都严格按照施工说明书进行。


②当进行窑头罩部位的施工时,最好预留出排气孔,并按照以下要求进行打孔:孔间距为300mm×300mm,使用φ5mm的木条嵌入,深度为浇注料的一半。如此,便可确保窑头罩部位在施工过程中的排气顺畅,避免因气体滞留而引发的问题,确保施工质量和安全。


③窑头罩浇注孔封闭后,八个通气孔被保留下来,并且每个都做好了防水措施。同时,为了防止前窑口部位的耐火浇注料在烘烤过程中出现爆裂,施工时最好使用03mm的竹棍预留出排气孔。这些排气孔每平方米布置100个,既保证了窑内的气体能够及时排出,又确保了窑头罩的安全使用。


④对水泥窑的中修、火修,在使用燃烧器喷油烘窑之前,最好对特殊部位(窑头罩、篦冷机、前窑口)使用木柴进行烘烤,确保烘烤时间不低于12小时。同时,在烘窑过程中,升温速度不能过快。对于低水泥系列耐火浇注料,内衬厚度在200mm至400mm之间时,最佳的升温速度每小时不大于15℃,这样完全可以满足内衬升温的需要。


在这个过程中,我们需要注意细节和掌握技巧。首先,使用木柴进行烘烤可以更好地控制温度,确保特殊部位得到充分的烘烤。其次,升温速度不能过快,否则可能会对窑体和内衬造成损害。最后,对于低水泥系列耐火浇注料,内衬厚度不同时,最佳的升温速度也不同,需要仔细控制。


通过这样的烘烤和升温方式,我们可以更好地保护水泥窑能够承受高温和保持稳定性。同时,也可以延长水泥窑的使用寿命,提高生产效率和质量。


⑤在抢修、事故停窑检修没有烘烤的时间时,可以使用磷酸盐结合耐火浇注料。

此类产品拥有免烘烤的优点,其强度随着温度的升高而不断增加,然而,需要指出的是,这个产品也有其自身的不足之处,如耐磨性能较差、使用寿命较短等缺点。

浇注料的爆裂问题是一个复杂的问题,它与众多因素密切相关尤其是在冬季施工时,这个问题更应引起我们的注意。


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