低導熱多層復合莫來石磚在回轉(zhuǎn)窯上過渡帶的應用

阮曉鋒，羅云海，涂永紅

（云南水泥建材集團有限公司，云南 昆明 650034）

0 引言

迪慶香格里拉昆鋼鴻達水泥有限公司有一條2 500 t/d （Ф4.3 m×62 m） 新型干法水泥熟料生產(chǎn)線，帶4.5 MW 純低溫余熱發(fā)電，項目為EPC 總包工程，2014 年 8 月開始建設，2016 年 5 月建成投產(chǎn)。

回轉(zhuǎn)窯內(nèi)耐火磚為常規(guī)配置， 燒成帶使用鎂鐵晶尖石磚，上過渡帶使用硅莫磚。 自投運以來，上過渡帶的筒體及托輪溫度一直偏高， 為保證連續(xù)運行， 公司采取增加壓縮空氣管吹掃冷卻和托輪水池放水冷卻降溫的方式，減少熱損、降低煤耗以及減少筒體由于長時間高溫造成的金屬疲勞和壓縮空氣的耗氣量等，與耐火材料供應商共同討論決定，將回轉(zhuǎn)窯上過渡帶23~33 m 處的耐火磚由原來的硅莫磚更換為低導熱多層復合莫來石磚，降低筒體溫度。

1 硅莫磚與低導熱多層復合莫來石磚的性能指標對比

硅莫磚與低導熱多層復合莫來石磚的理化指標見表1。

表1 硅莫磚與低導熱多層復合莫來石磚的性能指標對比

（1）硅莫磚主要材質(zhì)為碳化硅、莫來石、紅柱石、鋁礬土，導熱率為 1.7~2.8 W/（m·k），低導熱多層復合莫來石磚分為三層：工作層、保溫層、隔熱層，工作層主要材質(zhì)為硅莫質(zhì)、導熱率為2.69 W/（m·k），綜合層導熱率為 1.58 W/（m·k）。

（2）在重量方面，低導熱多層復合莫來石磚的重量比硅莫磚輕10%， 在降低筒體溫度的同時又減輕了回轉(zhuǎn)窯的整體重量，降低負載，一定程度上延長筒體的使用壽命。

2 硅莫磚與低導熱多層復合莫來石磚的效果對比

2.1 筒體溫度對比

換磚前后的溫度變化較為明顯， 筒體溫度由280~340 ℃降為 250~300 ℃。

2.2 二檔輪帶托輪

換磚后二檔輪帶托輪取消了水冷的方式。

2.3 指標對比

檢修前后一個月的數(shù)據(jù)進行對比，結(jié)果見表2。

表2 檢修前后數(shù)據(jù)對比

2.4 效益

通過在回轉(zhuǎn)窯23~33 m（上過渡帶）處使用低導熱多層復合莫來石磚替代原來的硅莫磚后，筒體平均溫度降低了40 ℃，二檔輪帶托輪瓦溫下降10 ℃，取消了原來壓縮空氣吹掃筒體和托輪采取水池放水冷卻的方式，取得了較好的效果。 具體如下：

（1）減少熱損后產(chǎn)生的節(jié)煤效益見式（1）：

式中：Q—回轉(zhuǎn)窯23~33 m 筒體表面減少的散熱損失，kJ／h；￡—ε=0.95，風速 w= 1.20 m/s，沖擊角 φ≤25 °回轉(zhuǎn)窯筒體表面散熱系數(shù) kJ/㎡·h·℃；F—回轉(zhuǎn)窯 23~33 m 筒體表面積，㎡；△T—溫差，℃；ξ—沖擊角 φ≤25 °，修正系數(shù) ξ=0.86。

換算成標煤=580 272÷29 270=18.41（kg/h）。

換算成實物煤=29 300×19.8/21 978=24.54（kg/h）。

以現(xiàn)煤價 1 050 元/t 計算：24.54×24×1 050÷1 000=618.41（元/d）。

以窯年運行 300 d 計算：738.36×300÷100 00=18.55 萬元。

（2）取消4 臺軸流風機后的節(jié)電效益如下：

按 4 臺風機每臺 11 kW 運轉(zhuǎn) 300 d 計算 （4×11×24×300×0.48），每年節(jié)約電費 15.21 萬元。

每年節(jié)煤節(jié)電產(chǎn)生的經(jīng)濟效益為33.76 萬元。

（3）低導熱多層復合莫來石磚和硅莫磚比，每米重量約輕0.6 t，能有效降低主傳電機工作電流。

（4）降低輪帶磨損及筒體變形速率：低導熱多層復合莫來石磚由于導熱率低、重量輕，降低了輪帶受壓磨損及筒體高溫變形和氧化銹蝕的速度，延長了拖輪及筒體使用壽命。

（5）延長耐火材料使用周期：普通耐火磚使用到后期，厚度剩余120 mm 時，會因筒體溫度過高不能使用。低導熱多層復合莫來石磚在耐火磚厚度剩余120 mm 時， 筒體溫度依然比普通耐火磚低50~80 ℃，可繼續(xù)安全使用3 個月以上，減少耐火材料消耗。

3 結(jié)論

低導熱多層復合莫來石磚在同一部位使用與原硅莫磚相比，導熱系數(shù)更低，保溫性能更好，窯筒體散熱較少，對窯系統(tǒng)降低熱耗有一定貢獻，對輪帶溫度降低、保護托輪瓦有一定幫助，值得推廣。但砌磚時此磚無法加工， 加工磚只能用硅莫磚代替，對此應做改進。