機立窯是我國建材工業(yè)中大量消耗能源的窯爐之一,因此,優(yōu)質(zhì)節(jié)能型耐火材料在機立窯上合理地配套使用,是一項十分重要且行之有效的節(jié)能措施,同時也是機立窯優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、降低產(chǎn)品成本的有效手段。
近幾年來,隨著機械化立窯及其煅燒技術(shù)的改進與發(fā)展,配套用的耐火材料發(fā)展也很快。70年代水泥立窯用耐火材料基本上是三氧化二鋁為30%的普通黏土磚,80年代水泥立窯用耐火材料改用三氧化二鋁為40%的普通高鋁磚,90年代初水泥立窯用耐火材料開始使用不燒磚和含三氧化二鋁量達60%的磷酸鹽磚,目前大多已用三氧化二鋁量達80%左右的磷酸鹽磚。為了能有效延長立窯耐火材料的使用壽命和提高水泥熟料的質(zhì)量、產(chǎn)量,浙江長興圣奧耐火材料有限責任公司1994年在中國建材院的幫助下,為配合立窯擴徑改造,開發(fā)了立窯用新型耐火材料,該產(chǎn)品無須采用外保溫措施,即能降低窯體表面溫度和熟料燒成熱耗,節(jié)能效果十分顯著,并能提高熟料臺時產(chǎn)量和熟料質(zhì)量,目前技術(shù)成熟受到用戶普遍好評。
合理選擇節(jié)能型耐火材料至關(guān)重要,其選擇原則是:1.保證機立窯的正常操作與運轉(zhuǎn),即不易煉邊。2.耐火材料的使用壽命要長,提高立窯有效運轉(zhuǎn)率。3.能有效地降低窯體表面溫度、筒體散熱損失和熟料燒成熱耗。
新型耐火材料使用高溫黏結(jié)劑、高溫耐火膠泥和密封涂料,使整窯耐火、保溫材料成為一個整體。其特點為:耐火磚在高溫時形成整體,操作時磚的固定性能好,且不易煉邊,使用壽命長。保溫層常溫固化,導(dǎo)熱系數(shù)低,密封性能好。由于保溫空間寬,收縮率大,故改為內(nèi)層保溫磚,該產(chǎn)品壽命長,熱震性穩(wěn)定。
早在60年代初期,捷克立窯水泥專家E·伊爾固就提出“差熱煅燒法”,以解決立窯邊、中部溫度不均勻的問題。70年代和80年代我國大多數(shù)的立窯基本上都采用“半黑生料”與“差熱煅燒”,但要真正做到“差熱煅燒”,工藝條件比較復(fù)雜,即必須有兩套供料和成球系統(tǒng),否則邊中料混料現(xiàn)象十分嚴重,甚至?xí)r有發(fā)生中料配煤反而比邊料多的“差熱亂燒”的情況。目前采用此法的廠家已不多。
80年代中期,武漢工業(yè)大學(xué)童大懋教授提出了“等溫煅燒”,所謂“等溫煅燒”是在立窯燒成帶后面敷設(shè)一定功率的發(fā)熱體,將電能轉(zhuǎn)化為熱能來提高邊部溫度和邊部物料的燒結(jié)程度。使用該法后,熟料強度和產(chǎn)量都有一定的提高,效果明顯,但因發(fā)熱元件經(jīng)常損壞,維修難度大,且運行費用高,影響了該項技術(shù)的全面推廣和實施。
90年代初,中國建材科學(xué)研究院江志淦教授研究成功水泥機立窯節(jié)能型耐火材料配套技術(shù),取得實用性科研成果,該技術(shù)經(jīng)專家鑒定,確認為機立窯綜合節(jié)能改造工程中又一項可供選用的成熟技術(shù),并于1994年獲國家經(jīng)貿(mào)委、計委和科委頒發(fā)的優(yōu)秀節(jié)能產(chǎn)品推薦證書。
節(jié)能型襯里與普通窯襯投入的資金相差無幾。而采用該技術(shù)后得到的效益卻十分顯著。若熟料燒成熱耗降低以150千卡/千克計算,則一臺直徑3×10米機立窯全年可節(jié)。保福担眹崢藴拭,相當于發(fā)熱量為5500千卡/千克的實物煤2356噸,價值35.3萬元(煤價以150元/噸計),一個年產(chǎn)20萬噸熟料的水泥廠,每年可節(jié)標煤4282噸,價值81.8萬元。另以臺時產(chǎn)量增加1噸計算,每臺機立窯全年可增產(chǎn)熟料7200噸,可制成普通硅酸鹽水泥8470噸,價值169萬元。
福建省安溪縣水泥廠的機立窯在采用圣奧耐火材料公司節(jié)能型襯里前產(chǎn)品質(zhì)量已達到較高水平,熟料熱耗也較低,為930~950千卡/千克左右。為求在低煤耗的基礎(chǔ)上進一步節(jié)煤,后采用節(jié)能型襯里配套技術(shù),熟料熱耗降至800~820千卡/千克,熟料臺時產(chǎn)量增加1噸左右,即直徑2.45×8.5米窯臺時產(chǎn)量達到8.5~9噸。