探讨延长回转窑耐火砖的使用周期

探讨延长回转窑耐火砖的使用周期

前言

毫无疑问水泥回转窑耐火砖的使用周期是判断煅烧是否正常的一个关键性指标。有的企业砌完砖投料时就烧坏，有的企业耐火砖使用一年以上也属正常。耐火砖使用周期越长证明工艺管理越好；耐火砖使用周期越短则证明工艺管理越差。那么是什么原因影响耐火砖的使用周期？如何延长回转窑耐火砖的使用周期？本文将从各带配砖，燃烧器的使用，以及和煤粉的关系进行论述。

一、耐火砖质量

作为本人的看法，耐火砖质量的变化远远没有想象的那样差（当然抛开那些黑心造假的小企业）。耐火砖使用寿命的长短更多在于操作，特别是燃烧器的操作更是决定了耐火砖的使用周期。

1.耐火砖成份

应该说耐火砖的成份的确是影响耐火度的一个重要指标，它直接影响到耐火砖的耐火度，是影响窑砖使用寿命的一个关键指标。

但是现在正常的企业的耐火砖生产都是在统一的国家标准下生产，质量差距没有想象的那样大，特别是配料中重要的成份国标中都有标准，有害成份都有限制。所以说耐火砖成份对耐火砖使用寿命影响有但是远远没有一般人想象得那么严重。

2.耐火砖制造的烧成温度

耐火砖制造过程中的烧成温度对质量的影响不是很大。

之所以说烧成温度不是影响耐火砖质量的一个重要因素。因为耐火砖在制造过程中的窑炉远远没有水泥生产过程中的回转窑内的温度高，任何耐火砖都要承受回转窑内投料前1450度以上的温度，所以结果都是一样的。

3.砖的尺寸的确影响砌筑质量

耐火砖的出厂尺寸是否规范，直接影响到回转窑砌筑过程的质量。耐火砖的生产差距往往出现在耐火砖的尺寸上。耐火砖制造受制造模具、压力机、干燥、烧成等因素的影响，耐火砖的尺寸往往会出现偏差。虽说都在国标范围内，但是好的厂家生产出来的耐火砖，几乎找不到偏差，砌完砖之后砖的大头紧贴窑筒体，接合面大，砖与砖之间更是面接触，在筒体不变形的情况下基本是按照理论型号比砌筑，砖好砌的同时使用过程还安全。而尺寸不规范的砖，接触面很大一部分是点接触，砌筑过程不好砌，使用起来往往容易蹿砖，环扭曲等等，给使用过程造成很大的负担。 

二、窑内各带

回转窑内正常情况下分为碳酸盐分解带、前过渡带、高温带、后过渡带，冷却带。

1.碳酸盐分解带

碳酸盐分解带理论上物料温度1000°C之内。在新型干法窑内的碳酸盐反应是很少的一部分，一般在8%以内。但是由于窑内的物料堆积，受换热和分解压的影响，窑内的碳酸盐反应很慢，以至于8%以内的碳酸盐反应，占据了窑总长度的50%左右。由于此处的温度低难以形成窑皮，但是往往受有害成份的影响（硫、碱、氯）容易形成循环富集，造成硫碱圈。耐火砖一般情况就是正常磨损，使用周期比较长。

2.过渡带

也称放热反应带，过渡带物料温度大约在1000-1300°C左右，有时候受原燃材料带入的有害成份影响，温度或有一定的变化，也属正常。此处介于液相出现初期，有时候受煅烧操作波动的影响，一会儿出现液相，一会儿又没有液相，耐火砖时而粘一部分窑皮，时而又掉去窑皮。这样反反复复，受冷热频繁变化的影响，对砖的使用寿命会造成很大的影响。特别是当烧成带尾部结圈后，很多物料被挡在过渡带，长时间摩擦影响砖的寿命，同时长时间翻滚，会形成球蛋，球蛋不能排除长时间在过渡带随窑翻滚，特别是大球大蛋，有的重达几吨，对耐火砖会造成致命的伤害，有的甚至直接造成红窑。所以说过渡带的耐火砖最容易损害，使用寿命最短。

3.高温带

高温带也称烧成带，物料温度在1300-1450-1300°C之间。此处的火焰温度极高，有时甚至超过1700°C。但是高温带是熟料的烧成带，是形成液相的地方，耐火砖上容易形成窑皮，对耐火砖起到保护作用，所以单指高温并不影响高温带的使用寿命。但是高温带特别是前部的高温带，受喷煤管燃烧器的影响，一旦燃烧器调整不当就会造成把窑皮烧掉，甚至直接把窑砖烧掉。由于燃烧器调整不正确造成窑砖使用寿命锐减的比比皆是，有时因燃烧器结焦影响火焰方向，把窑砖烧成坑坑洼洼也是常有的事情。

4.窑前过渡带

窑前过渡带和过渡带的温度差不多，但是性质不同，它是介于冷却带和烧成带的过渡带。此处不容易受圈和蛋的影响，但是却受高温火焰的影响。由于此处同样不易形成窑皮，耐火砖是裸露在火焰中，所以同样容易受燃烧器调整不当的影响，容易烧坏窑砖。

5.冷却带

冷却带是在窑口前边至过渡带的一小部分，这部分温度在1100°C左右，理论上此处已经不再有液相。事实上由于新型悬浮预热窑外分解窑的篦冷机冷却效果好，窑内的冷却带已经变得很短。此处往往由于操作的不稳定，温度变化大，加之液相量不时出现，会影响冷却带窑砖的使用寿命。同时受窑内突然出现的大块窑皮、大球、大蛋的冲击和磨损，都会降低冷却带的使用寿命。

总之：碳酸盐分解带的耐火砖，使用周期受温度低和物料流速快的影响，使用周期要比其它各带长的多；过渡带的窑砖受液相量的影响，一会儿有液相、一会儿没液相，窑皮粘上又脱落等因素的影响，是窑砖使用寿命最短的一个部位；高温带，特别是离开过渡带的高温带，由于大部分时间受到窑皮的保护，反而使用周期很长。只要是窑皮挂得好使用寿命会无限延长。相反靠近过渡带的高温带窑砖有时反而受不稳定窑皮的影响，会缩短使用寿命。特别是受镁砖和窑皮的化学反应影响，每掉一次窑皮耐火砖就要去掉大约15mm厚的一层窑砖。所以一旦控制不好窑砖的使用位置，耐火砖的使用寿命就会急速缩短。而冷却带的耐火砖使用寿命是仅好于过渡带耐火砖的使用寿命。

三、耐火砖的品种

1.镁砖

镁砖是使用于回转窑内高温带最早的耐火砖，镁砖有多个品种，例如镁铬砖、镁铁砖等。它的好处是耐高温同时还能与熟料产生化学反应生成非常结实的窑皮，窑皮的形成又反过来保护了耐火砖，延长了耐火砖的使用寿命。它的不好处也在于生成的坚固窑皮，当你一旦过渡带和高温带拿捏不准，假设镁砖使用在了过渡带位置，那么窑皮会不断的生成与脱落，每次即使被剥落几毫米的耐火砖，使用寿命也不会太长。所以说这也是镁砖的弱点。

2.硅莫砖

硅莫砖的优点是耐磨损、抗侵蚀，抗热震性能好。由于它的抗侵蚀性，也就不易和熟料产生化学反应，窑皮也不容易形成，更谈不上窑皮对砖的剥落。它的缺点同样是因为不容易形成窑皮，就无法对耐火砖形成保护层，在过高的温度下就容易把窑砖烧坏。特别是在高温带由于长时间暴露在热流中，硅莫砖的使用寿命会大大缩短。

不过针对不同的位置，硅莫砖也开发出了多个品种，如硅莫红砖、硅莫红I型、硅莫红2型等。对回转窑内衬使用周期的延长起到了不小的作用。

3.尖晶石砖

通过上边的介绍你会发现，镁砖和硅莫砖处在了两个极端上，一个是与熟料的超级结合，一个是与熟料不结合。而过渡带恰恰处于二者中间，有时有窑皮，有时没窑皮。镁砖在没窑皮的时候裸露在高温火焰中，窑砖容易被烧毁，掉窑皮的时候又容易把耐火砖剥落，严重影响耐火砖寿命。当硅莫砖在过渡带时，挂上窑皮的时候由于硅莫砖不容易和熟料产生化学反应，窑皮容易掉落，掉落后硅莫砖会直接暴露在高温火焰中，对硅莫砖的使用寿命影响很大。

经过多年的实践和发展，这就出现了尖晶石砖，包括镁铁尖晶石、镁铝尖晶石等，尖晶石砖的优点正是介于镁砖和硅莫砖之间，既能多少挂点窑皮，也能像硅莫砖那样裸露在窑内煅烧。当掉一层窑皮对窑砖的伤害也没有镁铁砖、镁铬砖那么严重。当出现液相的时候也能粘上一部分窑皮，当没有液相的时候窑皮脱落对窑砖的伤害也不大，这也就成为他们的好处。

总之发展到现代耐火砖的品种出现了很多，如：刚玉砖、硅刚玉砖、白云石转、碳化硅砖、铝硅碳砖等，但是所有的窑内用耐火砖无非是以上三种砖的延伸和改进，这些砖的诞生无非就是解决以上耐火砖的缺点。

四、窑内各带位置如何确定？如何配砖和使用

1.各带确定位置

前边已经把各带的理论数据和位置进行了叙说，同时也对耐火砖的性能进行了说明，可是回转窑砌筑，硅莫砖、镁铁砖、尖晶石砖应该砌筑在哪个位置呢？这才是大家最为关注的问题？

虽说对各带的理论位置已经进行了说明，但过渡带和高温带的位置哪怕差1m，也会对窑砖的使用周期造成严重的影响。我们如何才能准确定位呢？

首先需要说明的是：各带的位置受当地的原燃材料、工艺条件、操作习惯等影响。不同的原燃材料各带的位置不同、不同的窑型各带的位置不同、不同的工艺流程各带的位置不同、不同的率值、不同的拉风、不同的下料量都会有不同的位置。在第一次砌砖的确是很难确定，只能是根据理论数据进行配砖。可以说不可能把配砖弄到最佳位置，如果有人说能，只能说这个人肯定不懂如何配砖。

那么首次配砖，只要做到差不多就可以了，关键是第二次砌砖一定要找到合适的位置。找到最佳配砖位置的方法是：

在停窑时要以紧急停窑的方式，尽可能地少转窑，慢冷窑。待到能进入窑内的时候观察测量前后窑皮的位置，基本上就锁定所要的耐火砖配砖位置。因为这个位置就是我们以上所说的原燃材料和操作习惯造就的确切位置。一定要明白的是，没有那家配砖位置是一定的，不同的窑型不同，同一台窑，不同的时期由于原燃材料不同，人员不同也会有不同的配砖位置。

2.正确给燃烧器定位

燃烧器定位，主要是确定燃烧器火焰方向，然而火焰方向受燃烧器外风、旋流风、中心风风量及风压，以及二三次风的影响，也不是一定的。有时候调整窑口处的平面让其在合适的象限，但是受窑筒体的圆度和测量难易程度往往又难以准确定位。

经过多年的实践经验我认为这样做还是比较合理的。

用测温枪的红外线通过燃烧器中心孔向窑内打点，找到燃烧器中心线和窑筒体的交汇点，一般把交汇点放在下料舌头正下方就可以了。这就是燃烧器定位，其实这也不叫定位，确切地说这叫打点，知道它的位置在哪，以便在正常生产过程中进行有效的调整。

3.如何通过操作有效保护好窑砖

不少的生产厂家用上几个月窑砖烧坏就红窑了，大部分生产部门为了推卸责任往往挖空心思地找耐火砖的质量问题。其实耐火砖的使用寿命缩短，70%以上的责任是由生产操作造成的，当然了这只是作者自己的观点。

那么如何通过操作保护好窑砖？

(1)燃烧器的调整是第一，必须通过外风、旋流风、中心风的风量风压调整火焰形状为柳叶形，有时还要二次风进行配合，预防出现烧窑砖的现象。

(2)稳定操作参数，稳定二三次风温、稳定窑电流、稳定下料量、稳定三率值。目的就是稳定窑内各带的位置不变。

(3)稳定窑皮，并且是均匀稳定，窑皮是否均匀稳定，在第一条的基础上，很大一部分和燃烧器调整和二三次风的配合有关。燃烧器调整的好坏要通过筒体扫描看窑皮，窑皮温度线色均匀，基本上就差不多，但是还要考虑到筒体扫描是否准确，这就需要通过现场测量或者停窑时现场肉眼观察窑皮的厚薄是否均匀。

(4)固定燃烧器伸入窑内的位置。工艺人员大多喜欢在一定时间内不断移动燃烧器，我认为正常煅烧这是不对的。在其它情况不变的情况下，移动燃烧器其实变得就是各带的位置，是人为地让其过渡带不断的长窑皮，掉窑皮，这对过渡带的窑砖产生严重的负面影响。当然在处理结圈的时候就需要这样进行处理。

五、总结

耐火砖的使用寿命关键在于操作，至于所谓的耐火砖本身质量影响不是很大，可以说影响质量的因素，七分靠操作，三分靠质量（当然造假除外）。如果真正的掌握了以上所说的内涵，能够确保自己对燃烧器的调整轻松自如，那么耐火砖的使用周期远比想象得长。