防水之家讯：水泥工业是基础工业中最重要的原材料工业之一，新型干法窑的出现为水泥工业的发展提供了先进的技术和优良的设备，进入21世纪以来， 2000--2500t/d的大型新型干法窑尤如雨后春笋般在全国迅速发展起来， 5000t/d到10000t/d的新型干法窑也相继出现。新型干法窑不断向大型化发展，大型的新型干法窑一天的产量就相当于几台或十几台湿法窑或立窑的产量，如何提高大型新型干法窑的运转率是关系到水泥产量、质量和企业经济效益的大问题，因此对与窑相配套的设备及耐火材料就提出了更高的要求。为了适应这一新形势，我公司采用了新理念、新途径为水泥工业研究开发了几种新设备、新材料提供给水泥界同行门参考。
1、日产2000t/d熟料以上的新型干法窑三次风管上用的GHD高温陶瓷风阀
众所周知进入分解炉的三次风，其风量和风速是保证分解炉内燃料充分燃烧，提高碳酸钙分解率的重要因素。因此新型干法窑三次风管上的风量调节阀，就是用来调节和控制进分解炉的三次风风量和风速的重要设备，同时也是调节窑内通风量与分解炉用风量，保证窑、炉风量平衡的关键设备。过去由于没有好的三次风阀，大部分1000t/d以下的新型干法窑，三次风管上都采用在风管内砌一个缩口的办法来解决。这种办法在窑正常运转时是可以满足工艺要求的，但在开、停窑或遇到掉窑皮、塌料等非正常情况时，由于窑和分解炉用风量无法及时调整，这将会严重影响系统热工制度的稳定性，继而影响熟料的产量及质量。因此2500t/d以上的新型干法窑三次风管上，都装有耐热钢闸阀。
2500t/d以上的新型干法窑，三次风温很高一般都在900—1100℃之间，同时在三次风中含有大量熟料细粉，而阀体部位气流速度又很高，因此对阀板的磨损作用非常严重，耐热钢阀板一般二三个月就会因变形或磨损而不能用了。就需要停窑更换阀板或整个风阀，即浪费人力和物力又影响生产。有的厂家在三次风阀坏了之后，在原风阀的位置上用耐火材料砌筑一个缩口来维持生产，其实这也是个误区，当窑在开、停时或遇到护掉窑皮、塌料等非正常情况时，也同样对熟料的产量、质量产生严重的影响。
耐热钢虽然有许多优良的特性，但它的许用温度与耐火材料相比仍是有很大差距的，在它的许用温度之下，它具有很高的强度、不易氧化、耐磨性好等优点，但在超过或接近其许用温度时它的特性会迅速下降，很容易变形、耐磨损性能也大大降低，使阀板很快损坏。而陶瓷耐火材料许用度一般都1400--1500℃以上，而三次风温度则远远低于陶瓷耐火材料的许用温度，此时陶瓷耐火材料具有的耐磨性好，抗氧化、不变形等优良特性就充分显现出来了。为此我们急用户之所急，研究开发了陶瓷耐火材料的三次风闸阀。由于陶瓷材料耐火度及高温下的耐磨性、抗氧化性、热变形小等特性都优于耐热钢制品，用陶瓷耐火材料制成的产品耐高温、耐磨性好使用寿命长，不会因阀板变形而卡死阀体或因磨损严重使三次风阀报废，阀板可以使用一年以上，阀体可以使用十年左右，是目前三次风管上调节风量、风速较理想的设备。目前已有数十个厂家使用都取得良好的效果。
2、陶瓷内筒在预热器旋风筒上的应用
进入21世纪以来我国水泥工业迅猛发展，日产2500吨、5000吨甚至10000吨熟料的预分解生产线在全国各地拔地而起。然而这些窑的预热器内筒至今仍采用耐热钢制造。而耐热钢在600—1000℃之间有较好的机械性能，当使用温大于1000℃时其机械性能大大降底，即使是王牌耐热钢Gr25Ni20最高使用温度可以到1200℃，但在1000℃以上其机械性能也会大大降底，而预热器内筒特别4级及5级内筒要长时间经受800—1200℃高及高物料浓度气流的冲刷，同时气体中还有大量的K、Na、CL、S等有害份，这对耐热钢来讲非常不利的。因此4级及5级内筒使用耐热钢材料常常会因材料耐不了高温而发生变形影响内筒的通风面积、挂接处断裂挂板脱落或整个内筒脱落堵塞下料管而被迫停窑，即使不发生上述现象也会因在高温下机械性能的降底，变软和受到Na腐蚀而很快破磨损，其使寿命也只有一年左右。
鉴于上术情况寻找一种更好材料来替代耐热钢就成为我们为水泥工业服务的企业一项义不容辞的工作。陶瓷材料它是耐火材料一种因此具有良好的高温性，它具有耐高温，它的耐火度一般都在1600℃以上其荷重软化温度也都在1400℃，这对预热器内800—1200℃是绝对没有问题的，另外它耐磨性及抗氧化性也是耐热钢所无法此拟的。而且陶瓷内筒的原材料资源丰富价格低，同规格窑内筒的造价要比耐热钢内筒低30--40 ％，我们知道热钢中的Ni和Gr都是重要的战略物资，特别是Ni，，我国是缺Ni的国家，每都花大量的外汇来从国外进口。如果采用陶瓷内筒替代耐热钢内筒每年可节约大量的优质耐热钢Gr25Ni20，以一条生产线每年内筒用耐热钢6吨计，现在我国1110条新型干法生产线，一年就要消耗6660吨优质耐热钢Gr25Ni20，用采用陶瓷内筒替代耐热钢内筒可为企业为国家带来具大经济效益和予社会效益。
上世纪90年代末我们在有关科院所及专家的帮助和指导下开始研制开发陶瓷内筒，经过两年多的反复试验，终于在2001年研制出陶瓷内筒，由于陶瓷内筒内部有纳米弥散相的存在，产生了优异的强韧化效果，使其具有耐高温、强度高、高温时抗拉、抗折性能好、耐冷热急变性能好等特点，得到科研部门及专家的肯定、并获得国家专利。
本产品经徐州霸王山水泥厂、杭卅水泥厂等多家试用证明纳米陶瓷内筒具有耐高温、耐磨、不氧化、不变形、耐冷热急变性能好1# 、2#、3# 使用一年后无任何变化，4#、5# 内筒表面稍有磨损、再用3—5年是没有问题的，实践己证明了这一点2006年停窑检查1# 2# 3# 4# 5#内筒均完好无损，再用数年是完全可以的，但由于该厂已停产无法得到进一步验证。与此同时为了适用于日产2500吨熟料及以上的大窑，我们又从提高耐冷热急变性能、高温抗拉强度及耐碱性等方面入手，不断改变材料配方，及挂接方式，以更好的适用大型窑形旋风筒内筒。
目前纳米陶瓷内筒以在浙江裕廊、辽宁抚顺、杭州南方、湖北京兰、永兴等许多厂家推广使用，都取得良好的经效益及社会效益。实践证明纳米陶瓷内筒生产工艺及安装工艺己经成熟，利用纳米陶瓷内筒的时代己经到来，但我们决不满足现状，我们将与更受科研单位及专家及水泥生产厂家密切合作努力提高产品质量，生产出质量更高、更适应市场的产品，为水泥工业的非速发展作出我们应有的贡献。
3、回转窑窑口的专用浇注料
新型干法窑由于没有冷却带或冷却带很短，出窑熟料温度很高一般在1300——1400℃，当窑口部位的衬料接触到熟料时，其衬料表面温度迅速提高，接近熟料的温度，而当窑体旋转后熟料不再接触衬料时，衬料表面温度会降到800-1000℃左右，与二次风温度接近，其温差有500—600℃，这虽然算不上急冷急热，但窑每转一周这这种冷热变化就有一次，每天就有几千次的冷热变化，对窑口衬料无疑也会有很大的破坏作用的，另外熟料也具有较高的硬度，对处在高温状态下的窑口衬料的磨损作用也是不允忽视的，在这种恶劣条件下工作的窑口衬料就需要有耐高温、耐磨、抗冷热急变性强及具有较高的高温强度。
为使窑口衬料能达到上述要求，通常作法是选用高质量的碱性砖、耐磨磷酸盐砖等材料砌筑窑口，或选用高纯度的氧化铝骨料(白刚玉、棕刚玉)、高铝细粉为原料做成低水泥浇注料。这些材料耐火度很高、强度高、气孔率低、质地很坚硬耐磨性好，但忽略了材料抗冷热急变性能差的缺点，因此使用时间不可能很长一般只有三四个月。我们知道任何材料都具有二重性，质地坚硬气孔率低，耐磨性就好，反过来气孔率低其抗冷热急变性能就必然差，单从提高材料的密度、机械强度并不能解决问题，只有更新理念，另辟新径才能开发出具有耐高温、耐磨、抗冷热急变性强及具有较高的高温强度要求的窑口衬料。
我们在综合上述分析的基础上，研究开发了一种新的窑口专用浇注料，这种窑口浇注料即不用白刚玉、棕刚玉等优质原材料作骨料，Al2O3含量也只有80％左右，这种窑口浇注料有较好的抗冷热急变性能和耐高温性能，耐磨性虽比不上优质碱性砖或刚玉质浇注料，但它在1300—1400℃左右时表面会产生少量的液相，与熟料中的细粉结合形成很薄的窑皮，起到了自身保护的作用。使坚硬的熟料不直接磨到衬料本身，从而大大地提高口衬料的使用寿命，其使用周期可达一年以上，最长一个厂使用周期长达18个月。目前这一产品已在十几省数十家企业中使用，都取得令人满意的效果。
4、回转窑燃烧器专用浇注料
燃烧器是熟料烧成的关键设备，它对回转窑产量、质量及运转率影响非常大。然而它处在回转窑内，环境非常恶劣，周围气体温度很高一般可达1500——1600℃左右，而且由于燃烧器外风风速很高一般可达200——300m/s，甚至更高，因此在燃烧器的头部周围形成一个负压区，将含有大量熟料细粉的二次风以很高的速度吸到燃器喷口附近，它对燃烧器外面的衬料有很强的磨损作用，因此燃烧器表面浇注料应具有较高的耐火度、较高的荷重软化温度及高温耐磨性好，同时要便于浇注，流动性要好。在这样恶劣的条件下浇注料使用周期都比较短，一般只有二三个月，最多也只有四五个月，在这种情况下各耐火材料厂家都在努力寻求解决的途径，并取得一定的效果。
我公司在总结各方面经验的基础上，经上百次试验研究，开发的燃烧器专用浇注料已取得了可喜的成绩，在数十条日产2500t/d吨熟料的新型干法窑上，使用周期己达到八个月，在十几条日产5000t/d吨熟料的新型干法窑上，使用周期己超过六个月。我们仍将继续努力探索，研究开发更优良的产品，争取在今后不长的时间内，使回转窑燃烧器专用浇注料的使用周期达到一年以上。
5、结束语
以上几种产品是我公司近几年在更新理念、另劈新径的思想指导下研究开发的独具特色的产品，为水泥工业解决了一些实际困难，今后我们将继续努力研究开发更多、更好的产品，为水泥工业做更大的贡献。
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