正常运行时窑内火焰是什么形状(窑头火焰长度主要取决于)

前言

水泥窑很多部位使用不定形耐火材料，特别是在结构复杂的预分解系统内。但新型干法水泥窑温较高、转速较快、结构复杂，水泥厂为了提高产量和生产效率，多采用强化煅烧工艺、提高窑体转速、加大喷煤量等措施，使窑内火焰温度升高、温度波动较大、热应力增加，加上窑载荷增大，碱、氯、硫等有害物质富集，给水泥窑用耐火材料的正常使用带来了严重的挑战。尤其是篦冷机、窑头罩、三次风管弯头、烟室等部位采用的浇注料经常受到损毁，需要停窑检修，严重影响水泥窑运行效率。开发长寿、高效、节能的耐火材料制品，解决水泥窑运行因为浇注料损毁修炉而制约运行效率，成为水泥行业迫切需要的解决的共性难题。

为了解决该难题，研发使用复合节能结构件，通过工艺优化解决材料间的热失配及界面结合的问题，提高产品的整体强度；复合结构件在成型过程中直接成型出锁扣状结构，使结构件可适用于水泥窑系统各种复杂形状部位，便于现场快速安装。

这种复合结构方案具有节能、长寿、高效等特点，可替代浇注料施工方案，解决浇注料寿命不稳定、维修、烘窑工期长等缺点，为水泥行业提高运行效率和节能减排的整体技术进步提供物质支撑。针对复合节能结构件使用部位不同，对结构件材料性能要求也有些许不同，主要分为三大类：高耐磨材料、抗结皮材料和耐碱材料。

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复合节能结构件的制备

1.1 原料选择

碳化硅作为人们早已知晓的一种优质耐火材料。具有强度高、导热系数大、抗震性好、抗氧化、耐磨损、抗侵蚀等优良的高温性能。在冶金、能源、化工等行业有许多用途。随着生产技术的进步，SiC制品按照不同工艺制成多种用途的耐火材料，其高温性能也因此更加优良。水泥窑由于固体物料对耐火材料的冲刷而造成耐火炉衬的破坏，因此选择抗热震性能好、高导热率、低膨胀系数的碳化硅质材料较为合适。

以M70矾土基莫来石为主要原料，红柱石细粉，碳化硅和广西白泥为基质，制备出高密致耐火砖，其显气孔率明显降低热震稳定性明显提高。其显气孔率较低可抑制有害物质的渗入从而具有良好的抗结皮性、抗侵蚀性。

综合考虑最终选用细度为5～3mm、3～1mm、小于1mm的细度均<0.074mmM70矾土基莫来石、80均化料、碳化硅和广西白泥、木质硫磺钙为原料，各原料配比如表1。

表1 原料配方

1.2 制备工艺

将选用物料混合均匀，加入结合剂，在搅拌机中搅拌15min后，将混合均匀的泥料，用压力机压制成特定尺寸的砖型。然后坯体进干燥洞48h，干燥后转运至隧道窑进行高温烧结，出窑后进行成品包装。

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复合节能结构件的结构组成与性能优势

根据GB/T 5988-2004、GB/T 2997-2000、GB/T 5072.2-2004、YB/T 370-1995分别测试试样烧后的线变化率、耐压强度、体积密度、气孔率、荷重软化温度(T₀.₆)，按YB/T 376.1-1995测标砖的热震稳定性(1100℃，水极冷法)；经检测，各项性能指标都达到可用于实际水泥窑生产。检测指标见表2。

表2 检测指标

图1 复合节能结构件组件

复合节能结构件属于多组件复合产品，配套组件种类较多，主要组件包括结构件、锚固结构、轻质保温浇注料、保温板。根据安装部位的不同，其主要结构件外型、锚固方式也不尽相同，复合节能结构组件见图1。

该产品使用多层复合结构，在工作端选用高压成型、高温烧结的生产工艺，保证其具备较高的强度、耐磨性，同时，其气孔率在16％～17％，能较好的抵抗化学烟气的侵蚀，保证制品在高温、强冲刷、强侵蚀的环境下，具备较长的使用周期；在工作端以上，通过浇筑轻质保温浇注料，一方面起到保护锚固结构的作用，另一方面是通过降低散热，弥补工作端导热系数高的不足；顶部在锚固结构间隙，粘贴优质硅酸钙板，更进一步，降低综合导热性系数，降低壳体温度。在施工方面，与浇注料结构相比，省去了干燥、养护的过程，大大降低了施工不确定性对耐火材料性能的影响。

03

复合节能结构件的应用

从2010年开始，复合节能结构件已广泛应用于国内外近百家水泥企业，，在窑门罩斜顶、窑门罩直墙、篦冷机顶、篦冷机喉部、分解炉窑尾烟室、窑尾烟室缩口和三次风管弯头部位均取得了较好的使用效果。

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