窯口耐火材料異常損壞的分析及處理

新型窯頭正壓氣密保護(hù)式密封將密封和冷卻效果合二為一，能夠有效解決窯頭漏料、漏風(fēng)問題，同時(shí)外觀美觀，近年來受到不少水泥生產(chǎn)企業(yè)的好評。但在使用過程中，我們發(fā)現(xiàn)了多起因離心風(fēng)機(jī)配置未達(dá)到密封設(shè)計(jì)要求，風(fēng)量和風(fēng)壓偏小，冷卻效果不佳，引起窯口筒體熱變形，進(jìn)而導(dǎo)致窯口耐火材料異常損壞的案例。本文對其中一起窯口損壞的現(xiàn)象和原因進(jìn)行描述、分析，通過增加窯頭離心風(fēng)機(jī)、增加煙囪等手段來改善空氣對流，避免筒體變形的進(jìn)一步惡化，解決了窯口耐火材料異常損壞的問題。

1、情況概述2022年7月18日，某公司2#窯窯口澆注料部分脫落被迫停窯，該窯口于2021年11月使用奧鎂無水泥澆注料整體更換，使用了8個(gè)月就損壞了。冷窯后查看，窯口筒體呈“喇叭”狀（見圖1），窯口澆注料脫落約2/5環(huán)，窯口第1環(huán)磚全部擠碎脫落，第2~4環(huán)磚部分脫落約2/5環(huán)，第5~7環(huán)磚（磚厚度200mm）部分前移，環(huán)縫較大（見圖1和圖2）。圖1窯口損壞整體照片圖2窯口損壞局部照片從窯口未脫落的澆注料可以看出，澆注料表面平整度尚好，脫落的澆注料用錘子敲打，從聲音判斷其強(qiáng)度尚可。同時(shí)，錨固釘從根部剪切而斷（見圖3），而非脫焊。查閱施工質(zhì)量檔案，窯口施工時(shí)使用0Cr25Ni20材質(zhì)的機(jī)制錨固件，錨固件頭部配有膨脹帽，采用A402焊條焊接，錨固件排列方式按照圖紙進(jìn)行施工焊接，焊后對錨固件逐個(gè)進(jìn)行了檢查；無水泥澆注料在澆注過程中，每兩個(gè)窯口護(hù)鐵放置一個(gè)3mm膨脹縫，澆注料與耐火磚之間采用5mm厚的纖維氈進(jìn)行膨脹處理，施工規(guī)范。綜合以上分析，窯口澆注料的損壞原因基本上可以排除澆注料本身質(zhì)量或施工質(zhì)量問題。圖3脫落澆注料從錨固件根部剪斷

2、原因分析（1）停窯后觀察，從窯口護(hù)鐵分布及筒體上可以明顯看出，窯口筒體呈現(xiàn)“喇叭口”，筒體變形現(xiàn)象明顯（見圖2和圖4），分析認(rèn)為筒體變形是受熱應(yīng)力所致。窯口區(qū)域耐火材料由于窯口處筒體出現(xiàn)變形，致使在護(hù)鐵末端部位出現(xiàn)環(huán)向裂縫，如果裂縫變大，必然導(dǎo)致熱氣進(jìn)入，會(huì)加劇其對錨固件根部氧化，也會(huì)造成澆注料與窯筒體產(chǎn)生縫隙。圖4未脫落部位澆注料拆除后照片（2）該窯窯口采用新型窯頭正壓氣密保護(hù)式密封（見圖5），經(jīng)了解，現(xiàn)場配備的離心風(fēng)機(jī)參數(shù)不能滿足冷風(fēng)罩設(shè)計(jì)要求，如離心風(fēng)機(jī)功率18.5kW低于設(shè)計(jì)要求最低值22kW，轉(zhuǎn)速1?450r/min低于設(shè)計(jì)要求最低值1?950r/min，風(fēng)壓2?059Pa低于設(shè)計(jì)要求最低值2?901Pa。冷卻風(fēng)量小、風(fēng)壓不足嚴(yán)重影響了窯口護(hù)鐵及筒體的冷卻效果，是造成窯口筒體變形的主要原因。在運(yùn)行過程中，因窯口筒體變形導(dǎo)致機(jī)械應(yīng)力過大，造成窯口區(qū)域耐火材料所承受的應(yīng)力也隨之增大，從而造成耐火材料的損壞。圖5新型窯頭正壓氣密保護(hù)式密封（3）測量一檔輪帶冷態(tài)間隙約為26.0mm，運(yùn)行中一檔滑移量為19.0mm，對于直徑為4.8m的回轉(zhuǎn)窯來說，冷態(tài)間隙輕微超出正常允許范圍，運(yùn)行過程中的滑移量超出最佳控制范圍（5~15mm/r），必然加大回轉(zhuǎn)窯在運(yùn)行中的機(jī)械應(yīng)力，進(jìn)一步加劇耐火材料的損壞。

3、整改措施及效果（1）冷風(fēng)套增加一臺(tái)風(fēng)機(jī)滿足風(fēng)壓和風(fēng)量的要求（見圖6）。圖6冷風(fēng)套增加一臺(tái)風(fēng)機(jī)（2）在冷風(fēng)套第二連接處增加排氣口，改善空氣流通（見圖7），提高冷卻效果。圖7增加排氣口改善空氣對流（3）在第二連接處增加測溫、測壓裝置（見圖8），以便準(zhǔn)確了解窯頭冷風(fēng)罩內(nèi)部密封溫度和壓力，便于及時(shí)調(diào)整；同時(shí)對一檔輪帶間隙進(jìn)行調(diào)整，檢修過程中增加了1.5mm墊片，點(diǎn)火運(yùn)行穩(wěn)定后一檔滑移量偏小，在0~2.5mm/r。圖8增設(shè)測溫測壓裝置2022年7月?lián)屝奁陂g對窯口擋磚圈進(jìn)行后移，移至無筒體變形位置約1.2m處，對窯口澆注料和1.2~2.2m耐火磚進(jìn)行更換。2022年12月4日臨時(shí)停窯，檢查窯口耐火材料情況良好，窯頭筒體無變形擴(kuò)展現(xiàn)象，2023年5月5日停窯檢修期間檢查窯口澆注料情況良好，問題得到有效解決。

4、結(jié)束語目前我公司發(fā)現(xiàn)了多起在更換使用新型窯頭正壓氣密保護(hù)式密