回转窑烧成带耐火砖的保护
耐火材料的使用维护：水泥窑窑皮的维护要点
耐火材料的使用维护：水泥窑窑皮的维护要点窑皮是黏附于窑内高温带耐火材料表面的水泥熟料，对保护窑衬，延长耐火材料寿命起非常重要的作用。
大型新型干法水泥窑的火焰温度高达1700℃以上。
如无窑皮保护，耐火材料表面就会在很高的温度下工作。
耐火材料很快就会因高温和侵蚀的作用而损毁。
窑皮的热导率为1.16w/(m•K)，碱性砖的热导率为2.70w/(m•K)。
如有150mm厚的窑皮存在，碱性砖的热面温度从1500℃降至600～700℃，热端膨胀从105％降至006％～007％。
工作负荷大为缓和。
从而，耐火材料的侵蚀得以减慢，窑衬寿命得以保持。
水泥回转窑中，火焰不断对窑衬和窑料表面加热。
随窑体的运转，窑料在不断地翻滚。
当窑料埋住衬料时，衬料就将吸收的热量传给窑料，窑料的温度增高，衬料的温度降低，部分窑料黏附在窑衬上。
当窑料被提升到最高位置后，窑料在重力的作用下下落，窑料和窑衬分离，撕下部分黏附在窑衬上的窑料。
这一过程如图所示。
随时间的延续，耐火材料表面开始“发汗”，即出现液相。
这时，窑料埋住窑衬，窑衬把热量传给窑料后温度降低，就能黏附一部分窑料，并把其中一些细粒窑料“冻结”在窑衬上。
如果“冻结”的窑料多，“撕裂”掉落的窑料少，窑皮就会缓慢增厚。
随厚度的增长，窑皮表面的温度增高，达到“冻结” “撕裂”平衡后，窑皮就不再增长。
如果窑内温度或窑料成分急剧变化，或因“冻结”-“撕裂”平衡破坏，或因窑体膨胀/收缩产生很大应力．或因窑料中β-C2S转化成γ-C2S使窑皮粉化，窑皮就会大面积脱落。
不过，只要烧成条件保持稳定，窑皮又会慢慢形成，对耐火材料又会起到保护作用。
如烧成条件变化过快，窑皮频繁脱落，耐火材料的寿命就会受到很大影响。
通过上述分析可知，挂上窑皮的基本条件是：①窑料有液相；②窑料有细粒；③耐火材料表面发汗；④耐火材料窑皮反应层不被烧流；⑤随后粘上的窑皮也不被烧流。
当半熔融态的窑料和窑皮接触时，其中的一部分细粒部分粘连在窑皮上，形成窑皮。
影响窑皮的因素
浅谈影响窑皮的因素及解决措施2007-1-5 作者:作者：孙伟卿单位：德州大坝集团旋窑厂长期以来，一些水泥厂只注重熟料的产量和质量，而对窑皮的保护和它的均匀性不太重视，并认为窑内掉点窑皮是正常的事，只要不对熟料质量产生较大影响就无关紧要。
而事实上恰恰相反，窑皮是回转窑的重要组成部分，适宜的窑皮，不但能够提高窑内的传热效率，稳定窑内的热工制度，保证熟料的煅烧，稳定熟料的产量和质量，并且能延长窑衬的使用寿命，提高窑的安全运转周期。
本文结合我厂2500T/d熟料生产线(φ4．0 m×60m回转窑、双系列五级旋风预热器、T DF型分解炉)在生产过程中所遇到的问题谈一点对窑皮的认识和体会。
1窑皮的作用众所周知，窑皮是由熟料或粉尘通过液相粘挂在窑衬上形成的具有一定厚度的物料层。
它的作用主要有以下几方面：(1)保护烧成带耐火砖，使耐火砖不直接受机械、高温和化学侵蚀；(2)储存热能，减少窑筒体向周围的热损失，提高窑的热效率；(3)作为传热介质，当窑皮在上部与高温气体接触时，通过辐射或对流的方式吸收热量；当窑皮在下部与物料接触时，以传导的方式传热给物料；(4)由于窑皮的表面比较粗糙，它产生的阻力可以降低粉料的流动速度，延长物料在窑内的反应时间，使物料的物理化学反应充分进行，有利于熟料中各矿物的形成。
2影响窑皮形成的因素窑皮的形成主要受物料的特性、窑衬的种类、窑内温度和窑内火焰形状等因素的影响。
2．1物料的特性从熟料的三率值讲，KH值高，C3S的含量就增多，C2S的含量相对减少，物料不易煅烧，形成的液相量就少，不易挂窑皮，反之则易挂窑皮；SM值大，煅烧温度就高，形成液相量较少，窑内不易结粒，不易挂窑皮，反之SM值太小时，液相量较多，烧成带窑皮易挂易于脱落，就不能保持相对稳定；IM值大时，熟料液相的粘度增大，物料难烧，但挂上的窑皮相对牢固，不易脱落。
2．2窑衬的种类不同的耐火砖其性能各不相同，挂窑皮的性能也有很大的差异。
回转窑耐火材料
回转窑耐火材料回转窑是一种重要的冶金设备，能够在高温环境下将原材料烧结成成品。
然而，这种设备的高温环境和长期的运行时间，需要选择适合的耐火材料进行维护和保护。
本文将介绍回转窑耐火材料的种类、特点、应用及选型原则。
1.耐火砖：尤其是高铝砖、质量偏硅砖、碳化硅砖和氧化铝碳化硅砖等。
高铝砖具有高的抗渣性、高强度和耐火性能；质量偏硅砖耐高温氧化性能好，但抗热震性能差；碳化硅砖耐热、硬度高、热传导率小，但脆性大；氧化铝碳化硅砖综合性能好，但价格高昂。
2.浇注料：主要包括高铝浇注料、硅质浇注料和球墨铸铁浇注料等。
高铝浇注料具有较高的热稳定性和抗渣性能，但抗热震性较差；硅质浇注料具有较好的抗热震性能和氧化性能，但不耐渣蚀；球墨铸铁浇注料价格低廉，但抗渣性能较差。
3.喷涂料：适用于回转窑转筒内壁的防腐蚀喷涂。
常用的喷涂料包括氧化铝、氧化铬和碳化硅等。
氧化铝喷涂料具有良好的耐磨性和耐腐蚀性；氧化铬喷涂料能够提高表面硬度和耐磨性，但价格昂贵；碳化硅喷涂料能够提高硬度、抗磨损性和抗化学腐蚀性。
4.其他耐火材料：如陶瓷纤维、硅酸盐纤维等，可用于回转窑的隔热、密封和填缝等部位。
1.高温抗性：回转窑工作温度高达1500℃以上，耐火材料需要具有良好的高温抗性，才能保证设备的正常运行。
通常采用高铝、硅酸盐和碳化硅等耐火材料。
2.抗磨性：回转窑内筒和滑枕的运动摩擦会导致设备的磨损，因此需要选择具有较好抗磨性的耐火材料。
常用的材料包括高铝、碳化硅和氧化铝等。
4.抗热震性：回转窑在工作时会受到轮轴、支承和窑身的冲击，因此需要耐火材料具有一定的抗热震性能。
常用的材料包括浇注料和球墨铸铁浇注料等。
回转窑耐火材料主要应用于窑筒、滑枕、支承砖、窑头、窑尾及衬板等部位。
不同部位的应用要求也不同，如支承砖需要良好的抗渣性和高抗压强度，而窑头、窑尾和衬板等需要耐热震性好的材料。
1.根据设备工作条件选用：不同的工作环境和温度需要选择不同的耐火材料。
回转窑窑皮的作用及影响因素
回转窑窑皮的作用及影响因素根据温度与化学反应的不同，可以将整个回转窑分为四个温度带，它们分别是煅烧带、过渡带、烧成带及部分的冷却带。
一般烧成带位于从窑头到5倍的窑直径处，在这段区域内有一层比较稳定的窑皮存在，窑皮对延长窑砖寿命及有非常关键的作用，回转窑的维护成本中，耐火砖所占的比例特别大，如果掉窑砖造成停窑，耐火砖的费用不算，产量的损失会更大。
由此可见保护窑皮对延长耐火砖寿命有重要作用。
但如果窑皮过厚也会造成窑的有效空间减小，不利于烧成的进行，甚至会造成结圈。
窑皮是由熟料或粉尘自液相或半液相变成固体，它的主要作用有：1. 保护耐火砖，使耐火砖不直接受高温及化学侵蚀。
2. 储存热能，减少窑壳向周围的热损失，提高回转窑的热效率。
3. 充当传热介质，在窑皮暴露于空气中，与高温的空气接触时，通过辐射或者是对流的方式吸收热量，当窑皮在下部与料接触时，以传导的方式传热给生料。
4. 窑皮的表面粗糙，它可以降低粉料流动速度，延长物料料在窑内反应时间。
影响窑皮生成的主要因素有：（1）物料的化学成份窑皮是由液相变成固相的过程的产物。
铝质与铁质的成份比较多，液相量就多，容易形成窑皮。
铝质与铁质的成份比较少，液相量少，形成窑皮比较困难。
原料中铝质较多，液相的粘度大，形成窑皮比较困难，但一旦形成就比较坚固。
原料中铁质原料多，液相的粘度就比较小，窑皮容易形成，但形成的窑皮也容易掉落。
（2）火焰的温度火焰温度低，料所形成的液相就比较少，不易形成窑皮，火焰温度过高，会使窑皮温度高过液相的凝固温度，窑皮容易脱落。
（3）火焰的形状窑皮的温度受火焰形状、以及窑壳筒体散热等情况的影响。
一般来说，太短、太急、太粗阔的火焰对窑皮的侵蚀比较厉害，长火焰对窑皮较为有利，但会使窑的热量分散，对烧成不好。
因此在操作时，一定要保持一定合理的火焰形状与位置，严格控制熟料的结粒，防止结大块冲刷窑皮，稳定窑内的热工制度，防止结圈，发现有大块或者是结圈要及时处理。
回转窑的安全操作
回转窑的安全操作一、概述：回转窑生产的各项经济技术指标，除与设备规格、生方式、燃料性能有关外，看火操作起着极其重要的作用。
客观条件虽差，通过主观努力，进行认真操作，能取得较好的生产效果；反之客观条件虽好，操作跟不上，生产效果未必好。
看火工操作的主要任务是：根据不同的情况，采取不同的操作措施，实行合理经济煅烧，确定风、煤（天然气）、料窑速合理操作参数，稳定热工制度，具体任务为：1、不断提高看火技术水平，坚持前后兼顾，预打小慢车，克服大变动的操作方法。
保持火焰顺畅有力，预防顶火逼烧，提高快转速度[基准爻速下的运转时间占全部运转时间的百分率]，各班要达到百分之八十五以上，严禁跑黄料，防止停烧。
2、经常保持燃料完全燃烧，减少黄心料，做到结粒细小均齐，提高熟料易记性能。
3、控制熟料游离演化钙含量，熟料升重控制在正负75克以内，力争正负50克以内。
4、努力降低燃料消耗。
每公斤熟料热耗，干法中空窑，58521克。
5、积极降低废气温度，缩小波动范围，爻尾过剩空气条纹要控制在1.05---1.15范围内.6、努力延长回转爻安全运转周期，提高材料及砌砖质量，各带爻衬应相应配套，加强看火操作延长烧成衬料使用寿命，达200天以上。
7、烧成带要有完整的爻皮，建立检测爻车温度刻度，发现‘窑皮’蚀落式脱落，要及时补挂，预防红爻。
回转窑看火操作一般包括：掌握安全生产基本知识；开爻点火与停爻；挂‘爻皮’与保护‘爻皮’；正常运转时操作和非正常时的操作有几个主要环节。
各个环节操作较复杂、而且多是彼此相互联系的。
因此看火工操作既是脑力劳动，又是体力劳动。
二、安全生产的基本知识5、运转中的设备不能跨区域修理。
对设备是否在运转，当判断不清时，不允许用手脚接触的方法来测验，以免被运转中的机器碰伤。
6、不准在高空中向下乱扔东西，以免碰伤人或机器。
7、检修设备使用照明灯，一律用36伏以下工作灯，严禁使用220伏照明。
8、非电工不得乱动电器设备。
延长回转窑系统耐火材料使用寿命的措施
中图分类号 ：Ｔ ７ ．２ ．６ Ｔ ４ Ｑ１２６２２ ； Ｕ５
延长回转窑系统耐火材料使用寿命的措施
张玉利 孙 伟 卿 方大 龙 德 州 中联 大 坝 水 泥 有 限 公 司 （５０ ４ ２ ３２ ）
回转窑系统耐火材料 的使用周期直接影 响到回 （ ）采 用 新 型 窑 口专 用 浇 注料 ，其 突 出 的特 １ 转窑的运转率 ， 频繁的停窑检修耐火衬里 ，不仅增 点是强度 高、耐磨性能好 、抗热震性能强 ，烧后线 加 了检 修 的强度 ，也 影响 了 回转 窑 的正 常运转 ，更 变化率低 ，在较高的温度下不易产生裂纹。 是给水泥生产企业带来 巨大的经济损失。我公司生 （ ２）根 据 浇 注料 的厚 度不 同 ，窑 口扒 钉 由原 产 线 （西４０ｍｘ６ ． ０ｍ回转 窑 、双 系列 五 级旋 风 预 来 的２ 型号 改为 ４ 型号 ，靠近 挡砖 圈 的简 体扒 钉 种 种 热 器 、Ｔ Ｆ Ｄ 型分 解 炉 ）自运 行 以来 ，在 窑 系统耐 火 为 Ｉ ，其单 边长 度 为 １０ｍ 型 ６ Ｅ，直 径为 １ Ｅ； ０ｍ 材 料 的使 用 上经过 不 断改进 、总结 ，使 用 情况一 年 在 窑 口护 铁 平 面焊 接 的扒 钉 为 Ⅱ型 ，其 单 边 长 度 比一年好 。 为 ２０ｍｍ，直 径 为 １ １ ０ｍｍ；在 窑 口护 铁 斜 面 焊 １前窑 口浇 注料 接 的扒钉 为 Ⅲ型 ，其单边长度 为５ ｍ，直径为 ０ｍ 前窑 口浇注料原设计为刚玉质浇注料 ，使用寿 中６ｍ ｍ；在窑 口护铁端面焊接 的扒钉为Ⅳ型，其 命 仅６ 多月 。该 部位 浇 注料 使 用 与 窑砖 不 同步 ， 个 单 边长 度 为 １０ｍｍ，直径 为 中８ｍｍ。扒 钉 布置 见 ０ 容 易加速 窑 口护铁 磨蚀 和烧 毁 ，进而影 响整 个窑 系 图ｌ ，扒 钉结 构见 图２ 。 统 的运转 。我公 司的做 法是 ： （ ３）施 工前 ，扒 钉 表 面 、第 一 环 耐火 砖 侧 面
浅谈窑皮的保护措施
浅谈窑皮的保护措施在干法水泥回转窑中，耐火材料的使用周期直接影响到回转窑系统的安全运转周期，尤其是窑内耐火砖的使用周期。
现在大多数水泥厂都是以窑系统内窑砖的使用周期作为一个大修周期，而窑砖最容易损坏的部位则经常发生在烧成带和过渡带部位，尤其是一档轮带和二档轮带附近。
按说这些部位有窑皮的保护，应该更牢固才对，但是现在很多新上岗的窑操作工由于缺乏经验，操作中不能很好地保护好窑皮，造成这些部位红窑事故频繁。
窑皮就是粘附在回转窑烧成带窑砖内表面的一层烧结的熟料层。
熟料进入烧成带后形成液相，分层粘挂在窑砖的内表面，形成窑皮。
窑皮的作用首先保护烧成带的窑砖，使窑砖不直接与火焰和高温物料接触，减少了高温、化学侵浊和磨损对耐火砖的损害，延长耐火砖的使用寿命。
其次，窑皮起到隔热层的作用，可以减少筒体表面的散热损失，提高窑系统的热效率。
可见保护好窑皮对延长耐火砖的使用寿命至关重要，但是，在回转窑操作中怎样才能有效的保护好窑皮呢？（1）首先，挂好窑皮是关键。
在大修换砖后投料初期，一定要高度重视挂窑皮的操作，应尽可能地让经验丰富的窑操作工来做，这样才能准确地掌控好窑内温度及熟料结粒大小，调整恰当的生料成分，确定合理的喂料速度和回转窑转速，正确调整喷煤管的火焰形状及位置，从而使窑皮挂地长短适宜、厚度适中，且坚固、平整、均匀。
无瘤痂现象。
（2）保护好窑皮的前提是要保证热工制度的稳定，因为窑内每次较大的温度波动都会对窑皮造成不同程度的伤害，因此掌握好窑内的温度，正确判断温度的高低，避免窑内温度烧的过高或过低，加强操作的预见性，防止烧流或跑生料现象的发生是至关重要的；根据经验找出正确的回转窑操作参数，总结风煤料的最佳匹配值，使风、煤、料和窑速达到合理匹配，确保回转窑的热工制度的稳定，从而提高窑的快转率和系统的运转率，达到熟料产量高、质量好及煤耗少的目的。
（3）操作过程中要细心观察、正确判断，防止结圈或结蛋现象的发生，如果发现窑皮长而厚或有轻度圈根时，要及时调整处理，谨防长大成圈。
窑coating的形成和防止
窑coating 的形成和防止一．窑Coating 的生成过程和防止对策水泥回转窑的烧成带往往粘有Coating ，此Coating 叫Ring 。
所有烧成带部位都粘有Coating ，并且其表面维持着凹凸状态。
Kiln 的Coating 对窑的运转相当重要。
1) Coating 不但保护耐火砖，而且防止耐火砖的溶解。
2) Coating 表面成凹凸状，使配合的原料更加均匀并提高热效。
3) Coating 本身带有的热量，使烧成更加容易。
如上，窑内的Coating 虽有着非常有益一面，但当Coating 发生不正常时，也防碍稳定地窑运转，成为生产量下降，热原单位上升的原因。
Coating 中一部分向圆锥方向连续形成的Coating 叫Ring.大部分Ring 都在窑内部40M~60M 处形成，不同情况时也在窑尾形成。
40M~60M 处形成的Ring 不能在窑运转中观察，只能靠窑Shell 的表面温度进行预测。
一)．Ring 的形成要素1. 窑内原料管理(化学构成及不均匀)。
IM,特别注意Fe2O3含量SMo Alkali, S 含量2. 运转条件1) 窑内非正常的原料流程a. 窑回转速度的变动b. 窑内GAS 速度的变动c. 窑内GAS 温度分布情况的变动2) 燃烧条件a. 一次空气比例b. 2 次空气比例c. 过剩空气比例d. Burner Nogile 位置e. 一次空气旋回及与燃料的混合度3) 窑的结构及其他a. 窑的倾斜度b. 耐火砖材质等诸多原因但是随着原料配合技术的发展已大大减少了化学成分的变动幅度，又继Burner 性能的改善和窑运转技术的提高及发展Ring 的生成次数和大小正逐步下降。
二．Ring 的生成结构Ring 生成的必要条件是温度和原料，窑内Ring 生成处往往是高温段，而其他地方的生成应属于特殊情况。
窑内温度中加温度〉炉壁温度〉原料温度〉。
一般情况下比高温GAS 炉壁表面加热后，易变成液相并带有粘性，原料贴于表面形成第一层Ring 。
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回转窑烧成带耐火砖的保护
回转窑耐火砖的主要作用是保护窑筒体不受高温气体和高温物料的损害，保证生产的正常进行。
在工业生产中，烧成带耐火砖的使用寿命很短，往往导致计划外停窑检修，是影响水泥窑优质、高产、低耗和年运转率的关键因素。
一、耐火砖的侵蚀机理
无论是湿法窑，还是新型干法回转窑，在熟料煅烧过程中，由于窑内气体温度比物料温度高得多，窑每旋转一圈，窑衬表面受到周期性的热冲击，温度变化幅度为150～250℃，在窑衬10～20mm表层范围内产生热应力。
窑衬还承受由于窑的旋转而产生的砖砌体交替变化的径向和轴向机械应力，以及煅烧物料的冲刷磨损。
由于同时产生硅酸盐熔体，在高温环境下很容易与窑衬耐火砖表面相互作用形成初始层，并同时沿耐火砖的孔隙渗入到耐火砖的内部，与耐火砖黏结在一起，使耐火砖表层10～20mm范围内的化学成分和相组成发生变化，降低耐火砖的技术性能。
当物料的烧结范围较窄或者形成短焰急烧产生局部高温时，会使窑皮表面的最低温度高于物料液相凝固温度，窑皮表面层即从固态变为液态而脱落，并且由表及里深入到窑皮的初始后又形成新的窑皮初始层。
当这种情况反复出现时，烧成带窑衬就逐渐由厚变薄，甚至完全脱落，导致局部露出窑筒体而红窑。
实际上烧成带窑衬损坏情况正是如此，在高温区域残砖厚度大体上呈曲率半径较大的弧线分布，有时弧底就落在窑简体的内表面上。
二、耐火砖的保护
1.耐火砖物理性能的影响
抗渣性是指耐火材料抵抗化学侵蚀的能力，在形成窑皮初始层以及当物料粘性大或产生局部高温促使窑皮脱落情况下，抗渣性就显得非常重要。
孔隙率及导热系数，对于形成窑皮初始层有着重要的作用，并且在窑皮局部脱落时，孔隙率和导热系数较大的耐火材料有助于窑皮的及时补挂。
但同时又有可能表现出极大的破坏作用，使耐火砖剥离的薄层脱落。
耐火砖在其生产过程中，其物理化学变化一般都未达到烧成温度下的平衡状态。
也有烧成不充分的耐火砖，因而在回转窑作用中再受高温作用时，大多数的耐火砖由于其本身液相的产生及孔隙的填充，发生不可逆的重烧收缩。
因此，高温体积稳定性，在选用烧成带耐火砖时必须予以考虑。
热表面层状勅离是回转窑烧成带窑衬经受热震后损坏的主要形式；若同时发生局部窑皮脱落，就会使耐火砖使用寿命大为缩短。
2.燃烧与燃料喷嘴对耐火砖的影响
用煤作燃料时，煤的挥发分和灰分起着决定性的作用，直接影响火焰形状。
挥发分较高而灰分较低的煤粉，可使黑火头缩短，形成低温长焰煅烧。
对保护窑衬一般是有利的，但挥发分过高，着火太快，使出窑熟料温度高达260℃以上，二次风温超过900℃，极易烧坏喷嘴，使其变形或烧破出现缺口，产生紊乱的火焰形状，在其被更换之前就损害了窑衬。
煤的挥发分过低（小于0%），灰分太高（大于28%），大量煤粉的不完全燃烧就会沉降在物料内燃烧并放出大量的热也会损伤窑皮。
燃料喷嘴结构在生产中往往没受到足够的重视，喷嘴形状和出口尺寸主要影响煤粉同一次风的混合程度与喷出速度，有时为加强风煤的混合，还可在喷嘴内加装风翅，但要注意旋流风旋转幅度过大扫伤窑皮。
3.生料成分波动对耐火砖的影响
当铝率过高，液相黏度大时，窑皮大量垮落，操作上不易控制，对保护窑衬不利，生产实践中铝率一般控制在1.3～1.6；当釆取高饱和比、高硅率、低液相配料时易产生黏散料冲刷、磨蚀窑皮使窑薄严重时损伤窑衬，生产实践中硅2.5时，饱和比不宜超过0.92，当硅率
2.8时，饱和比不宜超过0.90。
生料喂料量的波动对窑衬的危害较大。
当窑内来料太多时，就不得不关小窑尾排风量，加大煤粉用量进行逼火强烧，使烧成带热负荷迅速增加，使窑衬受到严重损害。
当窑内来料太少时，煤粉火焰明显下倾，该区的窑皮在高温下就会脱落、变薄，扑向较薄的料层，若不及时调整风量和用煤量，极易烧坏窑皮和耐火砖。
另外，生料喂料量的波动又会导致窑内热工制度不稳定温度过大使窑皮脱落或受损。
通过以上分析，当出窑熟料温度高达1260℃以上，二次风温超过900℃时，极易烧坏喷嘴，使其变形或烧破出现缺口，产生紊乱的火焰形状，使窑衬极易损坏。
熟料三率值一般控制在KH0.91±0.01，硅率2.6±0.1，铝率控制在1.3～1.6之间，对保护耐火砖使用寿命和提高熟料强度极有益处。