近年來隨著水泥工藝的不斷更新以及窯爐的產(chǎn)量不斷加大，對耐火材料提出更苛刻的要求。囿于不定形耐火材料有保質期，對環(huán)境溫度、養(yǎng)護以及烘烤都有范圍的限定，因此在使用過程中有一定的局限。預制件是在傳統(tǒng)不定形耐火材料基礎上發(fā)展起來的一種功能材料，就是將傳統(tǒng)的不定形耐火材料澆注后在設定環(huán)境下進行養(yǎng)護、烘烤，制作完畢后到現(xiàn)場直接安裝。近年來，預制件的研制有效解決了水泥窯設備關鍵部位易磨損、壽命短、安裝時間長等難題，為水泥窯磨損嚴重的部位高效長壽命運行提供了可靠的保障。本文重點就幾種預制件的特點和在水泥窯具體部位的使用情況加以介紹。
1、預制件的特點
預制件結合了不定形制品的形狀多樣性特征和成型制品性能優(yōu)越的特征，比不定形耐火材料性能更好，比定形制品使用起來更具靈活性。主要工藝包括制作模具-成型-養(yǎng)護-烘烤-脫模幾個過程。其突出的特點包括以下幾個方面。
1.1、不受設備形狀限制，可制作多種砌塊形狀
預制件繼承了不定形耐火材料可實現(xiàn)異形化的特點，可以根據(jù)設備形狀制作各種砌塊，因此能夠滿足水泥窯特異形部位的使用要求。
1.2、材料性能優(yōu)越，使用壽命更長
由于制作過程在生產(chǎn)企業(yè)進行，可以克服現(xiàn)場施工時間緊迫，管理粗糙等弊端，經(jīng)過充分的養(yǎng)護和嚴格的烘烤，使耐火材料性能得以充分發(fā)揮。據(jù)有關報道，不定形耐火材料—澆注料預制塊在大型水泥窯的應用，耐壓強度比同質澆注料約提高2倍，熱震穩(wěn)定性能改進8~10倍。
1.3、快速安裝，節(jié)省時間
無需現(xiàn)場澆注，無需支設與拆卸模具，無需施工機具，只需現(xiàn)場安裝組合。方便快捷，大量減少了現(xiàn)場施工時間，在交貨時已在供貨方提前完成了澆注、養(yǎng)護、干燥和烘烤各個環(huán)節(jié)，有效地解決了現(xiàn)場急于點火快速升溫而導致的澆注料炸裂問題，方便用戶使用。
1.4、不受環(huán)境溫度限制
澆注料的施工受環(huán)境溫度的限制，溫度過高會導致澆注料早凝，過低的溫度導致澆注料緩凝或不凝。因此澆注料施工要選擇季節(jié)，北方地區(qū)冬季和南方高溫天氣都不適合澆注料施工，強行施工后導致耐火材料性能下降。預制件對環(huán)境沒有要求，不受環(huán)境溫度限制，可在任何季節(jié)環(huán)境下施工，使用范圍更寬泛。
1.5、便于更換拆裝和儲存
在實際生產(chǎn)中更換非常方便，預制塊損壞可直接更換損壞單元，在很短的時間內完成，為水泥企業(yè)迅速發(fā)揮生產(chǎn)能力提供了保證。不定形耐火材料通常儲存期較短，在干燥的條件，也只有幾個月，而預制塊則大大延長了儲存期，預計可達幾年。
2、預制件在水泥行業(yè)的應用案例
2.1、篦冷機喉部
該部位一般采用莫來石質或者高鋁澆注料進行砌筑，該部位煙氣含塵量高，含塵顆粒硬度大，風速高，對材料的沖刷嚴重，同時煙氣成分較為復雜，材料侵蝕也較為嚴重，使用壽命低，一般使用壽命為12個月。采用預制件后明顯改變了該處耐火材料的耐磨損性能，提高了材料的使用壽命，目前使用預制件的篦冷機喉部使用壽命可以達到2年以上，比傳統(tǒng)澆注料的內襯使用壽命提高一倍。
2.2、篦冷機矮墻
篦冷機矮墻是水泥窯經(jīng)常損壞的部位，更換頻率較快。該部位耐火材料需要長期承受高硬度水泥熟料的磨蝕，特別是細料分布不勻的篦冷機，磨損相當嚴重，因此該部位的耐火材料需要具有很高的耐磨性能。傳統(tǒng)作法是采用鋼纖維澆注料或者莫來石澆注料，使用效果一般。目前采用矮墻整體預制的方法，這種方法可以快速安裝、實現(xiàn)復雜形狀制作、免受水泥廠施工環(huán)境影響，而且制作過程給予充分的養(yǎng)護和烘烤可以達到最佳的耐火材料性能，因此大大提高矮墻的使用壽命。更重要的是矮墻砌塊采用了輕質和重質材料復合，工作面為重質耐火材料，非工作層為輕質耐火材料，因此降低了耐火襯體的導熱系數(shù)，達到了良好的節(jié)能效果，各砌筑塊中間有子母扣，減少窯內堿氣及飛灰對耐火材料的侵蝕。
2.3、三次風閘
三次風閥在新型干法水泥窯中主要是通過調節(jié)三次風閥的開度，來調節(jié)回轉窯內的一次風量并確保分解爐內的煤粉能充分燃燒，風閥的調節(jié)對回轉窯燒成工藝的調節(jié)起著至關重要的作用。三次風閥在使用中始終受到高速氣流的正面沖擊，煙氣流速高（高達30m/s），煙氣中飛砂濃度大，顆粒硬度高，所以該部位磨損相當嚴重。傳統(tǒng)的三次風閥采用澆注料施工，無法保證材料的耐磨性能，損壞較快，平均使用壽命僅6個月左右，嚴重影響了水泥窯燒成工藝的調節(jié)。通過整體預制，在經(jīng)過充分的養(yǎng)護烘烤，使三次風閥耐磨性能大大提升。
2.4、燃燒器
燃燒器做為水泥回轉窯的主要熱源，其頭部有1.5m長要伸入窯內，承受來自火焰和熟料的熱作用，同時也要受到二次風風機所攜帶粉塵的侵襲，因此其耐火材料襯體常常由于高熱作用和含塵氣流的沖刷而剝落，壽命一般為3~6個月，與水泥回轉窯壽命周期不匹配，單獨停窯檢修給水泥企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟損失。為了解決使用壽命短以及更換不便的問題，采用預制筑體結構，滿足燃燒器耐火襯體的快速施工和更換。即采用圓筒形耐火筑塊，無需現(xiàn)場澆注，無需焊接錨固件，安裝快速、性能優(yōu)異，對施工環(huán)境沒有要求。這種預制的燃燒器耐火襯體，強度高、結構密實、抗揮發(fā)氣體侵蝕，因此可以提高燃燒器耐火材料的使用壽命。這種預制件結構還可以省去錨固件的焊接，克服了原來澆注料和錨固件膨脹系數(shù)不同導致的耐火材料開裂，對于頭部1.5m使用壽命短的問題，可以只更換頭部，且更換方便，給企業(yè)帶來很多方便。
水泥窯產(chǎn)量不斷加大與超負荷運載，越來越多的部位對耐火材料提出了更高的要求。預制件將成為解決水泥窯關鍵部位使用壽命的重要途徑。
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