水泥窑耐火材料的使用规程

贾华平

众所周知，水泥窑是水泥厂生产的心脏，保护这个心脏得以安全运行的是耐火材料，而水泥窑耐火材料的短板是回转窑内的耐火砖（浇注料有时也会成为短板）。

使用规程的注意事项

此规程由原国家建筑材料工业局于1995年组织制定，到目前为止，仍然是国内水泥窑用耐火材料的最高、最新、最具权威性、也是唯一的规程，其中包含了研究院所、制造厂家、使用单位的宝贵经验，也隐含有他们的惨痛教训。虽然规程也不再具有强制性，但建议水泥厂的有关人员最好严格执行。

1.升温和降温制度

窑衬碱性砖的热膨胀系数最大，热稳定性差，又用于窑内温度最高部位，升温和降温的梯度最陡，温差压力最大，最容易开裂剥落，寿命也最短。因此，升温和降温制度是使用的一大关键。（1）湿法砌全部窑衬，以30℃/h升温为佳；（2）只检修部分碱性砖，以50℃/h升温为佳；（3）停窑不检修砖，烧成带能保持在300℃以上，可加快到125℃/h升温；（4）在窑胴体椭圆度正常情况下，可适当加快升温速度：20~300℃区段,可加快至240~300℃/h；300~800℃关键段,以30℃/h为最佳，最快也不能超过50℃/h；800~1450℃区段,可加快至60℃/h。这是必须保证的烘烤升温制度。

2.预热器烘烤

（1）对水硬性浇注料，为了解决附着水和化学结合水，24小时内不得烘烤；（2）对含浇注料层在内的复合衬里，烘烤时间应达到一个星期；（3）对只使用浇注料的衬里，其具体升温制度应如下表所示。

对只使用浇注料的衬里，其具体升温制度应如下：

3.烘窑注意事项

烘窑必须是连续进行，不得中断。万一中断，在时间短、保温好的情况下，可以从实际降到的温度开始，接续烘烤；如中断的时间较长，则必须按冷窑制度降至常温，重新开始烘烤。烘窑期间，应按烘窑制度转窑，力求烧成带内砖各处温度均匀,保证窑胴体中心线规整，椭圆度正常。停窑而不换砖时,必须慢冷以保证窑衬安全。应在停窑后用辅助传动间隙转窑，并停高温风机且关闭阀门，维持最小负压（例如在排风机处为30mmH2O），经24h后方可打开窑门来加快冷却。

对于传统小窑，畜热量小及密闭条件差，冷却时间可以适当缩短，停窑时立即关闭高温风机阀门，使高温风机保持空转，等窑皮和窑料表面变黑，不见红料，方可逐步开大阀门用排风机冷窑（抽风快冷）。达到窑皮及窑料变黑，大致需要5~8h不等。

4.挂窑皮及保护窑皮

在正常窑皮保护下，碱性砖表面温度由无窑皮的1400℃左右降到600℃左右，砖内温度梯度显著平缓，显著地抑制了渗入变质的破坏作用，有效延长了碱性砖的寿命。

窑皮稳定存在的基本条件：入窑料（含窑灰、煤灰等)成分稳定且适当；火焰位置与窑温必须稳定且合适；窑体规整性好,椭圆率正常；窑运行稳定，开停次数极少。

正常挂窑皮：坚持用与煅烧熟料一样的正常温度挂窑皮，严格控制挂窑皮期间的熟料质量，升重正常，既不出黄料和生料，也不产生大量大块和大量拳头大小的料球，保持熟料颗粒细小均齐。采用白云石砖时可以更短。为求挂窑皮期间操作方便，必要时可适当减少喂料量。

保护好窑皮：要经常观察控制、严密监视胴体表面温度，发现窑皮蚀薄、筒体温度升高，要及时补挂，补挂时也可适当减少喂料量，且不考核补挂的班产量。窑皮是回转窑的命根子，保护窑皮就是在保护生命，补挂窑皮就是在抢救生命，留得青山在才能有柴烧。因此，窑操作员上班的第一要务就是保护窑皮。

从设备上讲，窑胴体表面温度不应超过370℃（瞬时不大于400℃）。如掌握失当，一旦超过了这一温度，应及早采取降温措施，窑温在正常煅烧范围内偏低控制，适当减料，加紧补挂窑皮。

建立一些基本观念

1.一般来讲，在挂窑皮期间产量都比较低，但这不能理解为产量低有利于挂窑皮，而是低窑速有利于挂窑皮。减产的目的是为了降低窑速并保持合理的填充率，较低的窑速和适当偏高的填充率才是挂窑皮的基本条件（取其极端，停窑能压补就是这个道理。注意：停窑压补在操作中是严禁行为）。

有些新建厂，在降低窑速和投料量的情况下长时间挂不上窑皮，便进一步的降低窑速和投料量，结果还是挂不上窑皮，这关键就是投料量的降低幅度大于了窑速的降低幅度，导致窑内填充率过低所致，料在砖上呆的时间过短，又怎么能挂上窑皮呢？反过来适当增加投料量后，窑皮便迅速的挂上了。

2.控制砖的升温速度，主要是控制砖的热面与冷面的膨胀差值，这与导热系数有关，另外还要考虑砖的热面温度与窑胴体的温度差值，实际上是砖的膨胀量与窑胴体的膨胀量相适应的问题。所以，对不同的窑、不同的砖、不同的环境，其合理的升温要求是不一样的，这也就是各个厂家都有不同的升温曲线的原因所在，不可千篇一律，把自己的经验到处推广。

否则，砖膨胀得快而窑胴体膨胀得慢，砖将受到窑筒体的挤压，砖的膨胀力是非常大的，有可能超过砖的耐压强度而损坏。因此，由于砖热面的升温膨胀在先，在砖热面升到一定温度后，要有一段恒温时间，以便让砖的热面膨胀等一下砖的冷面膨胀和窑胴体的膨胀。

关于恒温时间的控制，多数厂家都是照抄其他企业在多少温度段恒温多长时间的规定，在明白上述道理后，很容易理解控制一定的时间是不合理的。应以窑筒体高温段的温升速度为判断标准，当温升速度快时就应该继续恒温一段时间，而当温升速度已经很慢时就可以停止恒温了，没必要再浪费时间。

3.大窑内火焰温度可达1700℃以上，若无窑皮保护，耐火砖极易因砖内温差应力太大而炸裂剥落。无窑皮时, 碱性砖的热面层的热膨胀率很大，造成窑衬内温差压力可达30~70MPa，超过砖的强度，导致砖的开裂后随窑皮而剥落。

同时，耐火砖直接暴露在窑内，砖的表层温度有可能超过了允许的耐火度，导致砖的表层强度大幅度下降，即使不剥落也将被磨掉。对料软的厂家有烧流的危险，这就是可怕的推砖。推砖是非常可怕的，200mm厚的砖，新型干法窑10多分钟能把它推光，一定要避免这类事情的发生。

窑皮的导热系数为1.163w/mk，而碱性砖的导热系数为2.67~2.97w/mk，如能维持150~200mm左右的窑皮，则碱性砖的热面温度可维持在600~700℃，使热面层的热膨胀率由无窑皮的1.5%降到有窑皮的0.6~0.7%，这就是窑皮的作用。

4.窑体淋水，特别是窑筒体已经烧高后的淋水，使窑胴体的膨胀对砖膨胀量的吸纳作用大为减小，增加了对砖的挤压力，为了延长砖的使用寿命，尽量不要采用窑胴体淋水。实际上，窑体淋水虽然能很快的补挂窑皮，但这种窑皮并不结实，好挂也好掉。

窑体吹风也是这个道理，只不过是比淋水危害小点罢了。实际上只要我们平时注意保护窑皮并及时补挂窑皮，这种窑皮比通过吹风淋水强挂的窑皮要好得多。实际上，取消了吹风淋水这个拐棍，增加了操作员平时注意补挂窑皮的责任，更能减少窑皮脱落造成的风险。所以，有的公司近几年新建的分解窑，干脆不再设置窑筒体冷却风机。

5.关于砖的热工监控基准主要有以下几点：

①以砖的热面温度为控制基准；

②以距烧成带中心10m处的筒扫温度为控制基准；

③以窑尾烟室废气温度为控制基准。

应该说三种方法均属可行，但由于受现场条件所限，国内厂家多以窑尾烟室废气温度为控制基准。由于窑尾烟室废气温度受窑内通风、煤粉质量、火咀调节导致的火焰长短不同的影响，其和砖的热面温度的相关性较差，这一点应该给以充分考虑。

摘自《中国建材报》2014.7.21