? ? ? ?隨著水泥窯高溫協(xié)同處置各類廢棄資源技術(shù)的不斷完善，水泥窯內(nèi)的耐火材料承受著熱應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力、熱化學(xué)應(yīng)力和物料磨損等一種或多種相互作用。生活垃圾及城市污染等替代燃料的使用量日漸增多，不管是通過分解爐加入到窯系統(tǒng)中，還是單獨(dú)的容器中燃燒后廢氣進(jìn)入窯系統(tǒng)中，其中的可揮發(fā)有害成分均在系統(tǒng)中循環(huán)富集，導(dǎo)致耐火材料承受的負(fù)荷越來越大。

一、耐火材料在協(xié)同處置時(shí)主要損壞的現(xiàn)象及原因

? ? ? ?水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的耐火材料配置主要有高鋁磚、鎂質(zhì)磚，以及預(yù)熱器內(nèi)的耐堿磚、耐火澆注料等。由于耐堿磚使用區(qū)域溫度較低，使用壽命長，受到的協(xié)同處置工況影響基本可忽略不計(jì)。

1、高鋁磚的損壞

? ? ? ?回轉(zhuǎn)窯的冷卻帶、安全帶、分解帶及部分上過渡冷端，主要使用抗剝落高鋁磚、硅莫磚、硅莫紅磚及硅莫復(fù)合磚。損壞方式主要有高溫侵蝕沖刷損壞，一般發(fā)生在冷卻帶（圖1）；一種為中間斷裂損壞，一般發(fā)生在安全帶及部分上過渡帶冷端（圖2）。

圖1 高溫侵蝕沖刷的耐火磚

圖2 安全帶損壞的高鋁磚

? ? ? ?對于高溫侵蝕沖刷而損壞的高鋁磚，主要因工況溫度變化較大，導(dǎo)致耐火磚未能與其所在部位的高溫相適應(yīng)。由于使用溫度接近耐火磚的荷重軟化溫度，耐火磚強(qiáng)度急劇降低而同時(shí)又遭到熟料顆粒的沖刷，形成典型的如及我裝光滑的坑洞。

? ? ? ?常見如要錢燃燒器調(diào)節(jié)火焰太粗，或使用熱值大于24.2MJ/kg的原煤而燃燒器推力設(shè)定過大，或經(jīng)過技改發(fā)生較大工藝變化而沒有相應(yīng)更改耐火磚配置等原因造成。

? ? ? ?對于在安全帶附近的高鋁磚損壞，原因主要是由于協(xié)同處置窯內(nèi)帶來大量堿、氯、硫等有害元素在窯內(nèi)循環(huán)富集，以各種狀態(tài)附著在粉塵及物料中，在耐火磚熱面（與妖氣和物料接觸）和冷面（與窯筒體接觸）有濃度梯度，以氣體存在的有害成分就會通過耐火磚的開口氣孔以及耐火磚之間的接觸縫隙向耐火磚內(nèi)部遷移。因此協(xié)同處置對設(shè)備管理要求更加嚴(yán)格。

2、鎂質(zhì)磚的損壞

? ? ? ?鎂質(zhì)磚主要應(yīng)用于下過渡帶、燒成帶以及上過渡帶熱端。主要品種有鎂鐵尖晶石磚、鎂鋁尖晶石磚、鎂鐵鋁尖晶石磚以及較少使用的鎂錳尖晶石磚、鎂鋯尖晶石磚，還有因環(huán)保問題退出水泥市場的直接結(jié)合鎂鉻磚等。

? ? ? ?鎂質(zhì)磚與工作介質(zhì)發(fā)生交互反應(yīng)而失效現(xiàn)象是襯磚損壞的主要方式：

? ? ?（1）有害成分的鹽類侵蝕

? ? ? ? 堿、氯、硫等有害成分對鎂質(zhì)磚的滲透侵蝕與高鋁磚類似，但鎂質(zhì)磚強(qiáng)度較高鋁磚一般低20MPa左右，因此發(fā)生斷磚幾率相比高鋁磚高。

（鋁磚的腐蝕損壞，斷頭深度達(dá)80-100mm）

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? ? ? ?(2)高溫液相侵蝕

? ? ? ?協(xié)同處置的窯由于有害成分的帶入，一定程度降低了生料的易燒性，同事也導(dǎo)致了液相產(chǎn)生早，并且液相含量隨溫度變化波動較大，再加上液相粘度低，造成熟料結(jié)粒困難。因此對于運(yùn)行操作不穩(wěn)定的窯而言，上過渡帶熱端容易發(fā)生漂移，襯磚被高溫液相侵蝕后隨窯框波動而剝落，而在下過渡帶及燒成帶這種風(fēng)險(xiǎn)相對較小。

? ? ? ?高溫液相對襯磚的侵蝕主要通過堵塞襯磚熱面的氣孔，同時(shí)破壞鎂鐵或鎂鋁尖晶石的晶格，導(dǎo)致襯磚的微觀結(jié)構(gòu)密實(shí)化而使襯磚喪尸機(jī)械柔韌性，在系統(tǒng)溫度變化時(shí)襯磚密實(shí)層與基本層由于膨脹比例不一致產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)內(nèi)應(yīng)力超過結(jié)合強(qiáng)度時(shí)密實(shí)化層便會脫落。被高溫熟料液相損壞的襯磚厚度較小，厚度一般不超過20mm，有別于有害成分腐蝕的損壞現(xiàn)象。

（高溫液相侵蝕損壞的耐火磚）

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二、對策

1、窯系統(tǒng)運(yùn)行操作優(yōu)化

? ? ? （1）嚴(yán)格控制各原燃材料的質(zhì)量，對協(xié)同處置材料的揮發(fā)物成分含量達(dá)到質(zhì)量質(zhì)量控制要求。

? ? ? （2）對協(xié)同處置的物料做好均化，避免入窯時(shí)有害成分波動太大導(dǎo)致結(jié)皮加劇。

? ? ? （3）合理控制入窯生料的細(xì)度，以80μm篩篩余12%-14%，200μm篩篩余不大于1.5%為好。

? ? ? （4）控制數(shù)量的硫堿比，最好在0.8-1.2左右。

? ? ? （5）穩(wěn)定入窯生料及燃料的流量波動，短期標(biāo)準(zhǔn)偏差不大于2%。

? ? ? （6）窯頭使用高推力燃燒器，合理設(shè)置內(nèi)外風(fēng)，形成細(xì)短火焰，合理分布窯內(nèi)熱工區(qū)域。

2、窯機(jī)械方面管理優(yōu)化

? ? ?（1）定期/在線測量各輪帶滑移量，正常運(yùn)行時(shí)在12-15mm/圈為好，發(fā)現(xiàn)偏離及時(shí)開停冷卻風(fēng)機(jī)。如長期在25mm/圈以上，必須增加額外墊板。

? ? ?（2）定期監(jiān)控回轉(zhuǎn)窯中心線偏差程度，一般控制冷態(tài)時(shí)左右偏差不超過±5mm，垂直偏差不超過±3mm。

? ? ?（3）定期監(jiān)控關(guān)鍵部位的設(shè)備殼體厚度。

? ? ?（4）在經(jīng)常有大/暴雨的區(qū)域，殼體上方增設(shè)防雨棚，避免熱沖擊。

3、耐火材料選擇及施工

? ? ?（1）耐火材料優(yōu)先選擇本身具有阻止有害氣體公共特性的產(chǎn)品，并且選擇氣孔率小于15%的適用產(chǎn)品。

? ? ?（2）耐火材料施工時(shí)針對有害氣體的侵蝕注意工作面縫隙均用火泥填滿，合理設(shè)置膨脹縫，合理選擇膨脹縫填充材料，防止氣體短路進(jìn)入襯里內(nèi)部。

? ? ?（3）保溫層選擇收縮率小的產(chǎn)品，收縮率大的保溫層不推薦單層布置。保溫層安裝要按每2-3㎡設(shè)置一道隔離層，防止保溫層出現(xiàn)問題形成通縫。