- 时间：2023.10.25
水泥窑口，在生产过程中，窑口浇筑料，使用周期，长则四个多月，短则2-3月就得被迫停窑修补或者重新更换浇注料，既增加了维修成本，也影响产能。
通过数年的研究，我们已经找到了导致这一问题出现的原因，并采取了行之有效的方法来显著延长窑口浇筑料的使用周期。
一、窑口耐材工况
由于窑口部位没有窑皮保护，它裸露在1700℃的火焰辐射下。这一区域面临多重挑战，包括来自回转窑高温熟料的冲刷以及1200℃的二次风和气流对粉状熟料的冲击。此外，机械力引起的筒体变形、护铁松动、挡砖圈开焊，以及频繁开停窑造成的极冷极热循环等因素，都使得该区域的环境条件极其苛刻。
窑口浇注料的损坏原因相当复杂。有时是由某一特定原因单独引起的，有时是几个原因同时作用，还有时是几个原因交替作用的结果。所有这些因素相互关联，共同导致了窑口浇注料的破损。
二、改进策略
1. 浇注料的选择
高质量的浇注料是延长使用周期的重要保证，随着水泥窑窑径不断增大，窑口出口料的增加，这不仅使机械力变大，窑内热力强度也大幅度提高，热应力的破坏更加明显，浇筑料单位面积受热负荷也相应增加，窑口浇注料需要满足足够的耐火度，机械强度，热震稳定和耐磨性高的指标。
参考《水泥回转窑用耐火材料使用规程》，窑口确定使用刚玉质浇注料或刚玉碳化硅质耐高温耐火浇注料。针对窑口薄弱特性，真金公司研发的窑口专用浇注料，以优质刚玉、碳化硅、进口红柱石和粘结剂制成。具有体积稳定性好，抗热震，耐磨性能好的优点，正常操作中，窑口专用浇注料寿命可以达到12个月以上。
2. 增加窑口浇注料的长度
以4.8×72m的4500d/t水泥窑为例，当窑口浇注料长度为0.6m时，长度过短会导致浇注料在窑纵向上整体性不强，无法有效抵抗熟料冲刷力。然而，若将浇注料长度增加至0.8m，则能够提高其纵向整体性，增强抵抗冲刷的能力，同时减少浇注料的损坏情况。
3. 增加挡砖圈
72m长的水泥窑原本设置有三道挡砖圈，分别在距窑口0.8m、50.4m和64.6m处，分担全窑670多吨耐火砖的下移压力。在每次检修换耐火砖和浇注料时都发现0.8m处挡砖圈有被挤掉的现象，说明此挡砖圈承受的压力较大。而且挡砖圈的掉落使得耐火砖的下移力直接作用到窑口上，导致了窑口浇注料的损坏。
鉴于以上因素，在窑28m处增加了一道挡砖圈。4道挡砖圈共同来承担耐火砖的前移的压力，减少对0.8m处挡砖圈的压力，减轻了对窑口浇注料的损坏。
挡砖圈设置示意
4. 由单体扒钉改为组合扒钉
单体扒钉直接焊接在窑口护铁或窑筒体上，无法移动，并且焊接面积较小。当浇注料受热膨胀时，单体扒钉容易脱落。相比之下，组合扒钉采用方形底座直接焊接在护铁或窑筒体上，具有较大的焊接面积和强度，不易掉落的优势。
单体扒钉与组合扒钉
5. 改变窑口浇注料的施工方法
窑口浇注料的施工由原来先把护铁安装在窑口，再整体浇筑浇注料，改为先在窑下把每块护铁端面的浇注料单独浇筑好，再把护铁安装上窑口，然后再浇筑内弧面的浇注料。
这样就使每块护铁端面与内弧面的浇注料分开，也使每块护铁的浇注料各自分开，克服了窑转动过程中对浇注料产生的机械应力，减少窑转动对浇注料的破坏。
窑口护铁端面浇注料施工
6. 对窑尾烟室进行改造
观察窑头及窑尾烟室的压力发现，窑头经常出现正压，同时烟室的负压又偏高（-400~-700 Pa），分析认为是烟室上缩口的直径a及下料舌头至上碹弧的距离b偏小，致使窑内风量少，造成回火产生正压。
将a处由2300 mm增至2400 mm，b处由1850 mm增至2000 mm，改善了窑内的气流环境，使窑口出现正压的情况减少，烟室负压降为-200~-400 Pa，从而改善了窑口温度状况，减少了对窑口浇注料的破坏。
烟室截面图
7. 提高窑系统运转率
窑系统综合运转率表征了生产是否正常，管理是否精细与稳定，故障开停机频次等全部问题。一般情况下，窑系统综合运转率达到85%算基本正常，超过90%算正常生产，表征生产线非计划检修情况较少。
窑综合运转率越高，窑口浇注料的使用寿命越长。如出现分解炉缩口堵塞等事故，窑口内衬表面温度将在10多个小时内从1400℃左右降低到100-200℃，堵塞排队后，又需要快速升温到正常温度，如此强烈的冷热交替反复进行，窑口浇注料内部组织受到破坏，易断裂脱落，对使用寿命产生很大的负面作用。
窑系统耐火材料受开停窑的损伤极大，窑口浇注料是开停窑损伤的最严重部位。
通过了解窑口耐材的工况，选择适合且高质量的窑口耐材和增加浇注料长度、增加挡砖圈并改为组合扒钉等策略，根据自身情况制定适合的改进方案 。可实现维修成本的降低、延长窑口浇注料的使用寿命，从而提高生产效率和经济效益，不断为水泥企业经济效益赋能，促进其可持续发展，并在竞争激烈的市场中保持竞争力。
