第三篇耐火材料的使用管理.docx
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第三篇耐火材料的使用管理
第三篇耐火材料的使用管理
一、耐火材料使用维护与更换
（一）日常耐火材料的使用要求
1、日常操作严格按照集团各回转窑操作规程进行操作，优化窑炉的工艺状况，保证耐火材料的使用环境，对影响耐火材料使用的工艺工况及时调整,并记入使用档案。
2、熟料基地对窑内耐火砖的使用状况分品种进行综合分析和评价，包括砌筑、烘烤冷却、使用维护、配料、设备以及对耐火砖的要求等方面，形成使用报告于年底呈报集团耐火、耐磨材料专业委员会。
（二）、耐火材料烘烤及冷却
原则：
新线建设或检修砌筑完成经验收合格的窑衬方可交付烘烤，烘烤是耐火材料使用效果好坏的关键环节，所以应严格遵守烘烤制度和“慢升温，均衡上、不回头”的原则，烘烤过程中不准发生温度忽降或局部过热的情况。
1、新线烘烤要求
1.1新建熟料生产线耐火材料砌筑量大，大部分位置都是采用硅酸钙板与耐火浇注料组成的复合衬里，施工工期一般在3个月左右，施工期间多次遇雨水天气。
为了使耐火材料衬里的自由水和化合水能够得到充分烘烤以满足生产需要，在预热器、三次风管及篦冷机系统采用木柴进行初期烘烤的前提下，回转窑采用窑用燃烧器烘烤升温时间必须达到4天。
1.2预热器、三次风管及篦冷机等部位的初期烘烤
当预热器、三次风管及篦冷机系统筑炉结束，经验收合格后可以采用木柴进行局部的初期烘烤，主要烘烤该部位耐火材料的自然水和部分化合水。
根据现场实际情况，对采用木柴烘烤的部位可同步进行，热源温度约700℃，烘烤时间为三天左右。
三次风管及篦冷机木柴烘烤和窑用燃烧器烘烤可同步进行。
窑尾设置烘烤源：
在窑尾烟室搭设的架子上面堆放井字形木柴垛（木托板之类），然后点燃开始烘烤，烘烤过程中，从窑尾烟室方门处添加木柴，主要烘烤预热器及分解炉，根据预热器出口温度控制木柴添加量，预热器出口温度控制在80℃以下。
三次风管窑头侧设置烘烤源：
三次风挡板全开，在窑头侧三次风管内堆放井字形木柴垛，然后点燃开始烘烤，烘烤过程中，从该处人孔门添加木柴，通过木柴添加量来控制烘烤温度，分解炉出口温度控制在80℃以下，主要烘烤三次风管及分解炉耐火材料。
冷却机设置烘烤源：
首先在篦床上部铺盖约200mm熟料层，然后在篦床上面堆放井字形木柴垛（不宜采用木托板之类有钉子的木柴），点燃木柴开始烘烤，烘烤过程中，先从篦冷机前墙部位逐步向后烘烤，在冷却机篦床上添加木柴，通过木柴添加量来控制烘烤温度，主要烘烤冷却机及窑头罩耐火材料。
1.3回转窑点火升温曲线
采用窑用燃烧器烘烤，是主要的烘烤阶段，旨在将回转窑、预热器及分解炉内耐火材料的水分进行充分烘烤，烘烤时间共96h，分三个区段：
低温段，25～300℃，烘烤时间为24h；中温段，300～650℃，烘烤时间为50h；高温段，650～1100℃，烘烤时间为22h。
应当注意的是：
在系统各部位进行初期烘烤前，窑内应铺盖约200mm的熟料层。
窑尾温度℃
10001100℃投料
90075℃/h
800800℃
700650℃20℃/h
60015℃/h预投料50t
500450℃
40015℃/h
300300℃
20015℃/h
100120℃
0122436466174869296h
烧油烘烤（24h）油煤混烧（72h）
1.4转窑制度
烘烤期间，采用辅助传动装置按照表十进行转动窑体，力求回转窑内各处温度受热均匀，保证窑筒中心线规整，椭圆度正常。
表十：
烘窑时辅助传动转窑制度
窑尾温度（℃）
旋转量（度）
旋转间隔时间（分）
0-100
0
不慢转
100—250
100
60
250—450
100
30
450—550
100
15
550—750
100
10
750℃以上
100
5
注：
升温期间若遇下暴雨时，窑慢转间隔减半。
1.5投产以后采用出窑熟料余热烘烤三次风管及冷却机耐火材料部分遗留的自然水及其它形式的水分。
2、检修烘烤要求
2.1当停窑时间大于两天，窑内温度降至常温，回转窑内不更换耐火材料或者更换量较少（指窑内小面积挖补或换砖长度L<10m时），升温15h，曲线如下：
2.2回转窑烧成带换砖长度10m≤L<20m，或者40m以后换砖长度L≥20m时，升温18h，曲线如下：
注：
根据需要，当尾温达650℃时，进行适当的预投料一次（30t/h,20min）。
2.3回转窑烧成带换砖长度L≥20m，或窑口或窑尾（含舌形板）或窑头罩更换浇注料时，升温20h，曲线如下：
注:
（1）更换窑口（或窑尾）浇注料时对窑慢转的要求：
烧油烘烤时每30min慢转一次，油煤混烧初期每20min慢转一次；当T尾温>650℃时，按操作规程进行慢转；
（2）窑用燃烧器进窑300mm左右为宜，便于窑口浇注料受热均匀，水份及时蒸发，投料后依生产情况调整;
（3）根据需要，当尾温达650℃时，进行预投料一次（30t/h,20min）;当尾温达750℃时，进行预投料一次（30t/h,20min）。
2.4当窑口或窑头罩或篦冷机一段顶盖大面积更换浇注料时，在确保回转窑正常升温的同时，应在篦冷机一段篦床相应部位采用木柴进行初期的烘烤。
采用手持式温度扫瞄仪控制浇注料衬体工作面温度：
50-100℃，烘烤时间为6h；100-150℃，烘烤时间为6h，进一步确保自由水能够得到充分的蒸发逸出。
2.5烘烤期间窑慢转制度按照表十进行。
3、临停烘烤要求
在生产期间如遇回转窑临停，停窑时间在两天以内，回转窑内没有耐火材料检修项目，烧成系统处于熄火保温状态（生料制备系统在停窑后2h以内停机），窑胴体温度100℃左右，按70℃/h进行升温操作，在窑尾温达650℃时按75℃/h进行升温操作，总升温时间控制在12h以内。
4、停窑冷却制度
4.1计划检修窑内有耐火材料更换项目，采用618排风机运行以调整风机挡板开度来控制冷却速度，冷却速度为40-60℃/h；停窑后10h打开窑门，16h打开预热器人孔门进行冷却，此时可以停止618排风机。
4.2停窑检修而不换砖时应采取相应的措施进行慢冷却以保护窑衬安全，如及时停止506、618排风机并关小风机挡板，维持微负压，经36小时后方可打开窑门进行相应的检查。
4.3为处理突发故障而临时停窑，若停窑时间不超过6小时，向窑内喷油保温，维持烧成带不熄火；若停窑时间超过6小时，则回转窑采取熄火保温。
4.4停窑冷却期间，采用辅助传动装置按照表十一进行转动窑体，力求回转窑内各处温度受热均匀，保证窑筒中心线规整，椭圆度正常。
表十一：
停窑冷却时辅助传动转窑制度
停主马达后时间
慢转间隔（min）
旋转量（度）
0-0：
15
/
连续慢转
0：
15-0：
45
5
100
0：
45-1：
45
15
100
1：
45-3：
15
30
100
3：
15-6：
15
60
100
6：
15-12：
15
120
100
12：
15-21：
15
180
100
21：
15-36：
15
300
100
36：
15-60：
15
480
100
注：
停窑降温期间若遇下暴雨时转窑时间间隔应相应缩短；建议0：
15～0：
45改为连续慢转，其它时间减半。
（三）、停窑耐火材料的检查方法
1、回转窑检查方位：
检测耐火砖剩余砖厚时，窑胴体人孔门应处于正下方为宜，烧成带区域应转窑增测180°方向的剩余砖厚。
2、回转窑检查取点：
电锤应顺着耐火砖的横缝、环缝的交点进行，避免将耐火砖单体破坏，以Φ12～14mm钻头为宜；条件许可时可以采用插砖缝的方法检测剩余砖厚。
3、回转窑检查位置：
烧成带5m、10m、15m、20m、25m作为常检点，生产中出现的高温（报警）区域和已到使用周期的区域作为抽检点。
4、预热器、篦冷机、三次风管的进风口、弯头及顶盖等部位耐火材料应重点检查，尤其使用温度在800℃以上部位；托砖板部位耐火材料应重点检查。
5、实际检测耐火砖的剩余砖厚作为检修更换的依据。
（四）、耐火材料更换规定
1、砌筑会签：
针对每次计划检修需更换的窑衬进行施工会签，会签单位由供货厂家、施工单位（海螺建安）以及业主（熟料基地）三个单位组成。
2、集团耐火材料专业管理委员对烧成系统主要部位耐火材料的使用周期规定如表九：
序号
材料名称
使用部位
使用时间
备注
1
进口镁铬砖（Px83等）
回转窑
≥8个月
2
进口尖晶石砖（Ag85等）
回转窑
≥10个月
3
镁铬砖（DMC-9A等）
回转窑
≥8个月
4
尖晶石砖（EMC-65等）
回转窑
≥8个月
5
抗剥落高铝砖
回转窑
≥24个月
6
半直接结合镁铬砖
回转窑
≥8个月
用于湿法线
7
磷酸盐砖
回转窑
≥8个月
用于湿法线
8
复合砖
回转窑
≥8个月
用于湿法线
9
抗剥落高铝砖
窑头罩
≥24个月
10
浇注料
窑头罩
≥12个月
防暴型
11
浇注料
回转窑窑口
≥8个月
含临停修补
12
浇注料
窑用燃烧器
≥8个月
含临停修补
13
浇注料
篦冷机
≥24个月
14
浇注料
三次风管
≥24个月
3、根据实际检测剩余砖厚情况分为均匀消耗类和非均匀消耗类
3.1均匀消耗类
，如为保证下一个运行周期而需要更换的，应形成书面报告由子公司分管领导审批后，报供应部备案。
，如为保证下一个运行周期而需要更换的，应形成书面报告由子公司分管领导审批后，报供应部备案。
3.2非均匀消耗类
回转窑内耐火砖的剩余砖厚度小于上述要求而需要更换的,若在1/5环范围内的,应采取挖补的方式进行更换。
4、需要更换的耐火砖使用周期达不到表九规定的时间，现场分析耐火材料非正常消耗的原因，以便提升公司耐火材料使用管理水平，并形成书面报告报供应部，必要时由供应部通知供应商根据合同规定进行处理。
5、每次检修耐火材料更换详细情况报供应部备案，供应部根据各公司检修换砖情况及时备砖。
二、耐火材料台帐管理
1、台帐管理：
采用坐标纸的方式进行记录并永久保存。
1.1记录回转窑的初始状况：
轮带、大牙轮及挡砖圈位置，窑内配砖情况等。
1.2记录自回转窑投产以来每次计划检修耐火材料更换情况：
，抽检的剩余砖厚并统计耐火砖的使用时间，描述窑内窑皮及砖况；
，如窑头罩、三次风管、篦冷机及旋风筒顶盖等更换情况；
，如窑口护铁、轮带下垫铁等的更换。
2、小结
2.1新建生产线
；
；
；
；
2.2检修生产线
；
；
；
2.3相关资料
，参照附件二；
，参照附件三。
第四篇技术篇
前期各公司不同的配置方案和经验，为了进一步优化耐火材料的配置，便于管理，推广成功的配置经验，逐渐规范统一集团内耐火材料的配置，对各子公司较为成熟的配置方案进行了归纳和整理。
在今后的生产管理和新线建设中进一步优化和统一配置。
一、耐火材料的总体配置思想
1、窑的年运转率：
干法线92％，湿法线95％；
2、耐火材料的配置要既经济又可靠，立足国产为主，进口为辅的原则，目前对于大型生产线的关键部位采用进口材料，并及时跟踪国内耐火材料技术进步，加快推进国产化配置进程；
3、各主要耐火材料的使用寿命满足回转窑2年3次大修的要求。
二、集团各回转窑耐火材料统一配置方案
1、10000t/d生产线（Φ6.0×95m、Φ6.0/6.4×90m）
砼料
耐磨砖
AG85
进口镁铬砖PX-83
进口尖晶石砖AG85
进口镁铬砖
国产抗剥落砖YRS-70
砼料
00.4112304255窑尾1米
2、8000t/d生产线（Φ5.6×87m）
砼料
AG85
进口镁铬砖PX-83
进口尖晶石砖RG85
进口镁铬砖
国产抗剥落砖YRS-70
浇注料
00.44511.425405586.187m
3、4000～5000t/d生产线（Φ4.7×75m、Φ4.75×74m、Φ4.8×72/74m）
砼料
高耐磨砖
进口镁铬砖PX-83
进口尖晶石砖
进口镁铬砖
国产抗剥落砖YRS-70
浇注料
00.421.42243442窑尾0.8米
4、2000～2500t/d生产线（Φ4.0×60m）
砼料
高耐磨砖
镁铬砖DMC-9A
尖晶石砖
镁铬砖DMC-9A
国产抗剥落砖YRS-70
砼料
00.681.8817.8830.8834.8859.2660m
中国厂2000t/d生产线（Φ4.0×43m）
砼料
特磷砖
镁铬砖DMC-9A
尖晶石砖
剥落砖YRS-70
特磷砖
砼料
01.21.8815.820.830.242.543m
5、湿法华新窑（Φ3.5×145m）
砼料
方镁石尖晶石砖
半直接结合镁铬砖
方镁石尖晶石砖或特磷砖
特种磷酸盐砖
粘土砖
高铝早强浇注料
00.55.516.53262114145m
三、耐火材料整体配置要求
1、烧成带有稳定窑皮的部位采用镁铬砖：
日产4000吨以上回转窑采用进口镁铬砖，日产2500吨以下回转窑采用国产镁铬砖（湿法回转窑采用半直接结合镁铬砖）。
2、在窑皮不稳定或常有露砖的过渡带采用尖晶石砖：
日产4000吨以上回转窑采用进口尖晶石砖，日产2500吨以下回转窑采用国产尖晶石砖；分解带采用抗剥落高铝砖，但如果部分位置受侵蚀较快，使用时间短，也可采用碱性砖如镁铬砖等。
3、预热器、分解炉和三次风管系统衬里工作面温度小于1200℃部位，采用耐碱砖或高强耐碱浇注料作为工作层，硅酸钙板作为隔热层。
4、分解炉部位的托砖圈、锥部及篦冷机高温区采用高铝浇注料，篦冷机中、低温区域采用高强耐碱浇注料；窑尾缩口及烟室部位采用抗结皮浇注料。
5、窑头罩部位大修时，养护时间大于24小时以上的情况下，采用防暴型高铝低水泥浇注料；窑头罩抢修时，使用PA80高铝或耐磨浇注料，缩短养护时间。
6、篦冷机前墙、出篦冷机三次风管、入分解炉三次风管拐弯等部位，由于该部位温度较高，耐磨性要求高，选高热耐磨型浇注料；三次风管入分解炉的弯头部位可采用从窑上退回的缺棱少角的抗剥落砖、高耐磨砖进行砌筑。
7、喷煤管浇注料选用高纯镁铝尖晶石浇注料；窑口浇注料大修时选用高纯镁铝尖晶石浇注料，整体运行时间保证8个月以上，窑口浇注料抢修时选用PA803莫来石质浇注料,保证运行时间4个月以上。
8、其它高温部位浇注料在临停抢修或养护条件不能达到规定的最低24小时要求时，以采用带PA80胶的浇注料为宜，即通常的PA80系列产品，以PA80胶（磷酸）作为结合剂。
PA-80123系列分别为高铝、耐磨和刚玉莫来石材质。
9、根据新材料、新技术的发展情况，为提高耐火材料使用性价比，以及环保要求进行无铬化革新，降低耐火材料使用成本等目的，可以考虑试用新材料、新技术，经耐火材料专业管理委员会审核后进行试用，试用结束后进行总结推广。
10、从回转窑退回缺棱少角的镁铬砖、尖晶石砖、抗剥落砖等散砖作为篦冷机直墙部位消耗的主要材料，施工采用砖砼框架结构。
篦冷机矮墙、斜坡等部位大面积浇注料施工时，需填充从回转窑退回的以抗剥落砖为主的散砖，散砖的填充比例为30％。
11、湿法线剩余的耐火砖，适当的砖型作为集团干法线三次风管用砖，由于砖体高度增加，隔热层由原设计的双层改为单层45mm厚度的硅钙板。
12、回转窑内耐火砖基本配比要求如下表：
回转窑型号
材料类型
每环砖型
每环砖数量
备注
10000t/d生产线
碱性砖
B825:
B425
177：
77
插缝砖每环约为两块不同
高铝砖
825:
425
125：
58
8000t/d生产线
碱性砖
B422:
B622
150：
86
高铝砖
822:
422
97：
72
4000～5000t/d生产线
碱性砖
B622:
B322
126：
75
高铝砖
833:
322
82：
63
2000～2500t/d生产线
全部砖
Xa:
X
110：
56
中国厂2000t/d生产线
全部砖
B422:
B222
122：
41
备注：
YS1、YS2为天津原砖型符号，分别与ISO标准中的322、822砖型尺寸相同。
四、集团目前采购的耐火材料质量要求
1、耐火材料内在主要技术性能指标要求如下表一、表二：
表一、耐火浇注料：
材料
名称
牌号
主要使用部位
AL2O
（％）
SiO2（％）
冷压强度（MPa）
抗折
最高使用温度
（℃）
线变化率（%）
施工需水量（%）
110℃烘干
1100烧后
110℃烘干
1100℃×3h
≥
≤
耐碱
GT13NL
预热器
＜48
＞50
≥70
≥70
≥7
1300
-0.1～-0.5
6～7
高铝质
G-16
篦冷机
78
15
≥100
≥100
≥10
1600
-0.1～-0.3
5.5～6.5
防暴型
G-16K
高温耐磨
80
15
≥110
≥110
≥11
1600
-0.1～-0.3
5～6
防暴型
HN-20
高温耐磨
65
≥25
≥100
≥110
≥10
1600
-0.1～-0.3
5.5～6.5
高铝质
PA-801
篦冷机
75
20
≥40
≥35
≥4
1500
-0.1～-0.5
18（胶）
耐磨
PA-802
高温耐磨
80
10
≥60
≥50
≥5
1600
-0.1～-0.3
16（胶）
莫来石
PA-803
窑口
75
20
≥100
≥120
≥10
1650
-0.1～-0.3
16（胶）
刚玉
GJ-180
窑口
93
0.5
≥80
≥100
≥8
1750
-0.1～0.5
7～8
板刚玉
GT-18
窑口
90
0.5
≥80
≥100
≥8
1750
-0.1～-0.3
5～6
莫来石
G-17K
窑口
83
≥80
≥110
≥10
1650
±0.4
6～7
抗结皮
50S
烟室
25
SiC≥50
≥80
≥110
≥10
1400
-0.1～-0.3
5.5～6.5
抗结皮
55S
烟室
25
SiC≥55
≥80
≥110
≥10
1400
-0.1～-0.3
6～7
尖晶石
LN-70
燃烧器
90
0.5
≥50
≥60
≥7
1750
-0.5～0.5
5～6
早强型
HN-DFA
篦冷机
75
20
≥100
≥130
≥12
≥12
-0.5
5～6
隔热料
KT-Q10
隔热层
20
52
≥3.5
≥3.5
≥1.5
≥1.5
-1.2
≤30
棕刚玉
BA610
风管耐磨
80
6
≥70
≥80
≥12
≥12
±0.7
说明：
耐火浇注料是以刚玉、烧矾土、烧粘土等为集料，以特种高铝水泥为结合剂，高档浇注料以高纯铝酸钙水泥为结合剂（孔隙率为高铝水泥的1/2，施工用水量降低20％，施工时特别注意加水量），并掺用适量的减水剂和特种微粉的各种低水泥型和普通型耐火浇注料，目前干法窑上使用量达40％左右。
表二、耐火砖：
材料名称
主要使用部位
主要成分
有害成分
关键成分
冷压强度（MPa）
热膨胀率（%）1000℃值
热震稳定性（次）100℃水冷
0.20MPa荷重软化温度
T4≥（℃）
≥
≤
≥
≥
一、碱性砖
MgO
（％）
SiO2（％）
Cr2O3（％）
进口镁铬砖
烧成带
81
1.5
3
55
1.71200℃
80（风冷）
1600
国产镁铬砖-9A
烧成带
70
2.8
9
45
1.2
5
1650
国产镁铬砖-8A
烧成带
75
1.5
8
45
1.2
8
1700
半直镁砖
烧成带
65
4
8
35
1.2
5
1600
尖晶石AG85
过渡带
85
0.5
50
1.41200℃
100（风冷）
1700
尖晶石Fg90
过渡带
87
0.5
Fe2O3
4～6
50
1.51200℃
100（风冷）
1650
尖晶石RG85
过渡带
84
0.9
45
1.41200℃
100（风冷）
1700
尖晶石RGAF
过渡带
82
0.9
65
1.51200℃
100（风冷）
1700
国产尖晶石-65
过渡带
75
0.9
40
1.2
15
1580
二、非碱性砖
AL2O3（％）
SiO2（％）
ZrO2（％）
抗剥落砖
分解带
70
8
45/55
0.7
20
1470
高耐磨砖
窑口
50
SiC
45
85
10
1530
高强耐碱砖
预热器
≤30
≥65
70
0.7
25
1300
拱顶型耐碱砖
预热器
≤30
≥60
45
0.6
20
1370
特种磷酸盐砖
分解带
80
2.5
75
0.3
40
1550
磷酸盐复合砖
分解带
77
65
1450
48
10
CB9隔热砖
隔热
48
4
0.2
体密0.6g/cm3
900
LG1.0隔热砖
隔热
48
2.5
0.2
体密1g/cm3
900
粘土砖
湿法窑
25
0.5
1350
说明：
①上表中含有相当数量的MgO和CaO等镁质、白云石质、铬镁质和镁橄榄石质及尖晶石质耐火材料属于碱性耐火材料。
主要用在高温带，主要特点是荷重软化温度高，耐水泥侵蚀能力强。
②耐火砖主要成分为AL2O3称为高铝砖，其中抗剥落高铝砖是由高铝矾土熟料和锆英石为主要原料制成。
由于制品中的锆英石带入的ZrO2，在随着温度变化发生晶型转变，同时伴有体积膨胀，使制品烧结时在锆英砂周围产生显微裂纹，增加组织结构韧性、提高制品的热震稳定性和抗剥落的能力，降低导热系数。
③粘土质砖是指含有相当数量的游离SiO2，属于酸性耐火材料。
分为普通型、隔热型、高强型和拱顶型耐碱砖系列。
该种耐火砖在使用过程中，与水泥料中的K2O、Na2O、CaO等碱性氧化物反应，形成高粘度的玻璃相，覆盖在制品表面，堵塞了制品表面的气孔，阻挡水泥窑料与砖的进一步反应。
具有体积稳定、抗侵蚀、耐渗透等特点。
用于水泥回转窑的分解炉、三次风管等部位。
2、耐火材料外形尺寸要求
为了保证耐火砖的砌筑方便、质量优良和使用效果良好，除耐火材料的内在质量及稳定性优良外，耐火砖的外形质量要严加控制，具体要求如下：
2.1尺寸公差：
高度
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