CN112113429A - 一种实现套筒窑耐材分段更换延长窑役的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实现套筒窑耐材分段更换延长窑役的方法，所述方法包括以下步骤：步骤1：窑内需更换耐材拆除；步骤2：上内筒底部结构施工；步骤3：上导流帽底部结构施工；步骤4：下内筒托砖圈结构改进：步骤5：下内筒底部浇筑料结构改进施工。通过该方法能够实现对窑内耐材的分段更换，每段相对独立，不影响其他部位的耐材，质量状态较好部位能够重复利用，仅仅更换损坏较严重部位，大大降低了耐材修复的时间及费用，有效延长了整体耐材更换周期。

Description

一种实现套筒窑耐材分段更换延长窑役的方法

技术领域

本发明涉及一种方法，具体涉及一种实现套筒窑耐材分段更换延长窑役的方法，属于属于工业窑炉领域。

背景技术

环形套筒窑是目前国内外普遍用于生产活性石灰的窑型，其由一个圆形套筒内套入上下两个套筒，形成一个环形空间作为石灰石焙烧的加热分解空间。在外套筒周围上下交错分布6了燃烧室，为石灰石分解提供所需热量，通过高温风机、驱动风机等设备调节窑内供风，在套筒窑内环形空间形成预热带、逆流煅烧带、并流煅烧带、冷却带，从而实现石灰的完全煅烧。

环形套筒窑内衬耐火材料分为工作层、保护层、隔热层。预热带、冷却带温度处于800℃以下，主要承受物料冲击、烟气冲刷磨损，所以主要采用氧化铝含量较高、气孔率较低的耐磨粘土砖及高铝砖。在煅烧带温度较高，随时可能超过1200℃，因在超过1200℃时，石灰与粘土砖将发生反应，引起熔融侵蚀，同时该部位对承受物料摩擦作用、煤气上升时粉尘的冲刷作用等，它要求耐火材料具有良好的抗渣性、抗碱性、耐磨的优质高铝砖、碱性耐火材料即镁质砖作砖衬进行砌筑。在温度稍低的部位大量采用耐火混凝土与砌砖结构结合设计。第一道托圈以下的冷却带主要采用粘土砖或普通高铝砖，煅烧带使用镁质砖和优质高铝砖，预热带我使用粘土砖或普通高铝砖。燃烧室因承受高温、高速气流的冲刷，并且火焰直接接触，因此我们通常选用优质的镁质砖进行使用。过桥位置是套筒窑的关键部位，完全处于煅烧带，长期在工作高温和上部物料的压力，因此我们在此部位也选用优质镁质砖进行使用。为达到控制套筒窑的外壁最高温度在80℃左右，在窑内工作层砖与窑壳钢结构之间会使用四层左右的轻质隔热砖或无石棉硅钙板。

根据目前国内套筒窑内衬耐火材料的材质及结构设计，在4-5年后部分耐材会出现严重损坏，难以维持正常生产，必须停窑对窑内耐材进行更换。根据套筒窑耐材使用情况分析，窑内耐材的破损主要集中在燃烧室拱桥和上内套筒部位，窑壳与燃烧室两侧交接处下部工作层砖部分区域有因磨损较大形成竖向冲沟，工作层砖磨损最大超过60%。上、下内筒底部托圈浇注料有部分脱落，预热带上内筒体外墙和窑壳墙体工作层耐火砖磨损比例最大超过60%，有局部甚至磨穿。而由高耐磨浇注料施工形成的上、下导流帽只产生轻微细小裂缝，磨损量极小，内筒内侧、循环气体等各类管道内耐材，因只和含尘高温气流发生摩擦作用，几乎没有损坏。而目前耐材结构为整体结构，对中部燃烧室及上内筒底部更换时必须自上而下毁损性拆除，然后自下而上用全新耐材进行砌筑。为充分利用大部分耐火材料5年窑役的质量冗余，根据套筒窑内部耐材的破损规律，提出基于窑衬服役技术状况管理的耐材***将目前5年全窑衬耐材拆除的转变为分段耐材更换维修,8~10年实施全窑衬耐材拆除更换的方式，为实现这一目标，需对窑衬结构固有缺陷进行分析及优化改进，同时要考虑在停窑施工过程中对不需要更换的耐材的保护。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种实现套筒窑耐材分段更换延长窑役的方法，该技术方案在现有耐材结构基础上，针对套筒窑内部耐材在每个窑役到期后，因局部耐材损坏而需整体更换内部所有耐材的问题，通过对窑内不同部位耐材使用情况的分析，对耐材结构进行设计改进，使窑内耐材根据使用损坏程度的不同实现相互独立，从而实现分段更换，避免部分状态较好耐材因其他部位损坏更换而不得不拆除更换的弊端。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种种实现套筒窑耐材分段更换延长窑役的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：窑内需更换耐材拆除；

步骤2：上内筒底部结构施工；

步骤3：上导流帽底部结构施工；

步骤4：下内筒托砖圈结构改进：

步骤5：下内筒底部浇筑料结构改进施工。

作为本发明的一种改进，所述步骤1：窑内需更换耐材拆除，具体如下：根据实际使用情况，窑内耐材损坏主要集中上内筒至下燃烧室部位的工作层砖，在拆除过程中为避免对耐材的二次损伤，采取带料拆除的方式，从上之下，边拆除边降料面，同时从顶部开始往下搭设施工脚手架。

作为本发明的一种改进，所述步骤2上内筒底部结构施工，具体如下，上内筒底部耐磨浇注料分为两次浇筑施工，在制模时上内筒内环托转板平齐部位需增加3-5mm隔板，上内筒底外圈至内圈隔板下部为第一次浇筑，在完成浇筑打料后1-2小时可拆除隔板，对内筒内圈托转圈以上部位进行浇筑打料，使下内筒底部浇筑料分成独立两块，实现拆除外部浇注料时不影响上内筒内部耐材的重复利用。

作为本发明的一种改进，所述步骤3上导流帽底部结构施工，具体如下，上导流帽底部下内筒顶部取消两层耐火砖砌筑，内筒钢结构外部环焊锚固件，上导流帽底部进行60度角修整，用于浇筑高耐磨浇注料，在每次耐材更换时只需拆除上导流帽底部一环浇注料，上导流帽主体保持重复使用。

作为本发明的一种改进，所述步骤4：下内筒托砖圈结构改进，具体如下，在下内筒从下至上数第9、38、77层砖上部新增托砖圈，实现下内筒的分段更换，同时在对过桥进行维修时可其支撑作用，原第19层和58层的托砖圈钢板设置为280mm，在实现对耐材支撑的同时减少了对砖的剪切力。

作为本发明的一种改进，所述步骤5下内筒底部浇筑料结构改进施工，具体如下，下内筒底部托砖圈内圈与上内筒同样分两次施工，留施工干接缝，增加内部浇筑料10cm,使其强度足够支撑内筒内部耐材，从而实现内外两部分浇注料可分开拆除；实现在拆除下内筒外部耐材时不影响内筒内部耐材的重复使用，同时下导流帽考虑使用时间，将原挂砖加浇筑料留沉灰管的结构改成全部浇注料的结构，保证其结构的稳定及使用时间。

相对于现有技术，本发明具有如下优点，1）通过以上结构改进，能够实现对窑内耐材的分段更换，每段相对独立，不影响其他部位的耐材，质量状态较好部位能够重复利用，仅仅更换损坏较严重部位，大大降低了耐材修复的时间及费用，有效延长了整体耐材更换周期；2）该技术方案改进实现窑内耐材的局部更换，从而避免每次大修所有耐材更换造成的材料、施工的浪费，延长窑役，降低耐材成本，在确定对套筒窑内部耐材进行局部检修更换后，提前备好需更换耐材部位耐火砖，主要是窑内煅烧带、预热带与物料接触的工作层及保温层砖；3）在停窑冷却过程中，保持冷却风机及高温风机开启，冷却风机转速保持在400~500r/min，出料速度控制160-600秒之间，根据顶温实时调整出料速度，保持窑内正常加料，避免窑内冷却过快造成耐材损坏。待窑内冷却至40℃以下后，可进行窑内耐材更换。

附图说明

图1套筒窑耐材结构改进示意图：

图2上内筒底部耐材结构改进示意图：

图3上导流帽耐材结构改进示意图：

图4下内筒新增托转圈示意图；

图5下内筒原托砖圈改进示意图；

图6下内筒底部结构改进示意图；

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。

实施例1：参见图1，一种实现套筒窑耐材分段更换延长窑役的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：窑内需更换耐材拆除；

步骤2：上内筒底部结构施工；

步骤3：上导流帽底部结构施工；

步骤4：下内筒托砖圈结构改进：

步骤5：下内筒底部浇筑料结构改进施工。目前窑内耐材在使用5年左右因部分耐材损毁无法正常使用，现有耐材结构决定无法对窑内耐材局部拆除更换，必须一次全部更换，对部分质量冗余耐材造成浪费。本发明旨在实现在现窑内结构基础上对局部耐材结构进行优化，将原窑内耐材整体结构进行独立分段，从而实现5年左右对窑内破损严重耐材分段更换，8-10年对窑内耐材全部更换的目的，充分利用现有耐材部分结构的质量冗余。根据套筒窑内部耐材损坏特性将窑内耐材分为质量冗余重复利用和破损严重需更换两部分，把内筒体与外墙体耐火材料进行分段处理，通过对现有耐材及钢结构的优化设计，实现窑内耐材能够分段拆除更换的目的。

所述步骤1窑内需更换耐材拆除，具体如下：根据实际使用情况，窑内耐材损坏主要集中上内筒至下燃烧室部位的工作层砖，在拆除过程中为避免对耐材的二次损伤，采取带料拆除的方式，从上之下，边拆除边降料面，同时从顶部开始往下搭设施工脚手架。

所述步骤2上内筒底部结构施工，具体如下，上内筒底部耐磨浇注料分为两次浇筑施工，在制模时上内筒内环托转板平齐部位需增加3-5mm隔板，上内筒底外圈至内圈隔板下部为第一次浇筑，在完成浇筑打料后1-2小时可拆除隔板，对内筒内圈托转圈以上部位进行浇筑打料，使下内筒底部浇筑料分成独立两块，实现拆除外部浇注料时不影响上内筒内部耐材的重复利用。

所述步骤3上导流帽底部结构施工，具体如下，上导流帽底部下内筒顶部取消两层耐火砖砌筑，内筒钢结构外部环焊锚固件，上导流帽底部进行60度角修整，用于浇筑高耐磨浇注料，在每次耐材更换时只需拆除上导流帽底部一环浇注料，上导流帽主体保持重复使用。

所述步骤4：下内筒托砖圈结构改进，具体如下，在下内筒从下至上数第9、38、77层砖上部新增托砖圈，实现下内筒的分段更换，同时在对过桥进行维修时可其支撑作用，原第19层和58层的托砖圈钢板设置为280mm，在实现对耐材支撑的同时减少了对砖的剪切力。

所述步骤5：下内筒底部浇筑料结构改进施工，具体如下，下内筒底部托砖圈内圈与上内筒同样分两次施工，留施工干接缝，增加内部浇筑料10cm,使其强度足够支撑内筒内部耐材，从而实现内外两部分浇注料可分开拆除；实现在拆除下内筒外部耐材时不影响内筒内部耐材的重复使用，同时下导流帽考虑使用时间，将原挂砖加浇筑料留沉灰管的结构改成全部浇注料的结构，保证其结构的稳定及使用时间。

本技术方案将此部位上下燃烧室对应的过桥独立开来，根据实际镁铝尖晶石砖的实际抗折强度和上部结构承重计算，原设计结构中下内套筒原设计两层托砖圈悬挑宽度不够，造成拱桥拱脚下方Z38-425砖折断从而影响拱桥结构稳定性，现将托圈板增加到280mm，能够有效支撑上部的拱脚砖，以避免该砖折断，大墙利用水平对应位置的托圈支撑拱脚，可直接将上、下燃烧室部位的过桥、大墙、下内筒部位的砖分段直接拆除更换，而此部位以外其他部位耐材不受影响。同时过桥使用三层拱的小砖结构，第一层过桥砖只作为工艺拱，主要承担与物料的分流作用，与物料接触磨损较严重，第二和三层过桥砖作为支撑层，在最下层拱砖损坏时，可利用拱胎支撑进行局部更换维修。

下内筒底部耐材结构改进，下内筒循环气体入口位置主要是浇注料，内筒内部为保温砖和致密粘土砖砌筑在底部浇注料上，由于内筒内部为气流通道，使用过程中基本无损坏。但现底部浇注料为一体结构，下内筒外壁在高温热震及物料冲刷下，会出现局部磨损及裂纹，需更换。但在拆除下内筒外部时必然导致内筒内部部位的损害，从而无法保证内筒内耐材的持续使用。为达到在拆除外部浇注料时能够保证内筒内部浇注料的完好，从而支撑内筒内部致密粘土砖和保温砖的重复利用的目的，在内筒内侧浇注料底部增加一道干接缝，同时增加内部浇注料高度10cm，使其强度足够支撑内筒内部耐材，从而实现内外两部分浇注料可分开拆除。

下导流帽结构改进，下内筒底部导流帽原结构中间有沉灰管，结构为内部砌砖外部浇筑，易产生裂缝，同时沉灰管基本无用，影响总体使用寿命。为增加其稳定性将下导流帽改为耐磨浇注料整体浇筑结构，分段与下内筒立柱连接，取消沉灰管。浇筑结构能够有效避免因高温热震产生裂纹引起的内部蹿热，杜绝了对原内部耐火砖及钢结构的损坏。耐磨浇注料不易磨损，此部位能够长期使用，避免了对此部位的耐材更换。

上内筒底部耐材结构改进，上内筒外部是物料通道，内部是气流通道，外部耐磨粘土砖因与石灰石接触，往往侵蚀磨损严重，而内部气流通道耐材保持完好，而上内筒底部用于托砖的浇筑料为一体浇筑，在拆除外部耐材时必然导致内部耐材掉落，从而必须对内筒内耐材进行更换，造成浪费。为解决上内筒内外耐材的分开拆除，在上内筒底部浇注料浇筑时在上内筒内部同样预留一道干接缝，使在对上内筒外部耐材拆除时不影响内筒内的耐材，同时增加10cm内部浇注料的高度，使其强度足够支撑内部耐材。

上导流帽的结构改进，下内筒顶部的上导流帽为高耐磨浇注料浇筑，每次耐材更换时都基本保持完好，底部与砖接触部位有轻微磨损及裂纹，但现有导流帽都是在下内筒外部砖砌筑完成后再在顶部浇筑的，如果不拆除导流帽则影响正常耐火砖的砌筑，拆除导流帽则过于浪费。为解决次问题对上导流帽底部结构进行改进，减少下内筒顶部两层砖的砌筑，上导流帽底部进行60度角修整，每次只需对很少部分进行浇筑即可。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (6)

1.一种实现套筒窑耐材分段更换延长窑役的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：窑内需更换耐材拆除；

步骤2：上内筒底部结构施工；

步骤3：上导流帽底部结构施工；

步骤4：下内筒托砖圈结构改进：

步骤5：下内筒底部浇筑料结构改进施工。

2.根据权利要求1所述的实现套筒窑耐材分段更换延长窑役的方法，其特征在于，所述步骤1窑内需更换耐材拆除，具体如下：根据实际使用情况，窑内耐材损坏主要集中上内筒至下燃烧室部位的工作层砖，在拆除过程中为避免对耐材的二次损伤，采取带料拆除的方式，从上之下，边拆除边降料面，同时从顶部开始往下搭设施工脚手架。

3.根据权利要求1所述的实现套筒窑耐材分段更换延长窑役的方法，其特征在于，所述步骤2上内筒底部结构施工，具体如下，上内筒底部耐磨浇注料分为两次浇筑施工，在制模时上内筒内环托转板平齐部位需增加3-5mm隔板，上内筒底外圈至内圈隔板下部为第一次浇筑，在完成浇筑打料后1-2小时可拆除隔板，对内筒内圈托转圈以上部位进行浇筑打料，使下内筒底部浇筑料分成独立两块，实现拆除外部浇注料时不影响上内筒内部耐材的重复利用。

4.根据权利要求3所述的实现套筒窑耐材分段更换延长窑役的方法，其特征在于，所述步骤3上导流帽底部结构施工，具体如下，上导流帽底部下内筒顶部取消两层耐火砖砌筑，内筒钢结构外部环焊锚固件，上导流帽底部进行60度角修整，用于浇筑高耐磨浇注料，在每次耐材更换时只需拆除上导流帽底部一环浇注料，上导流帽主体保持重复使用。

5.根据权利要求4所述的实现套筒窑耐材分段更换延长窑役的方法，其特征在于，所述步骤4下内筒托砖圈结构改进，具体如下，在下内筒从下至上数第9、38、77层砖上部新增托砖圈，实现下内筒的分段更换，同时在对过桥进行维修时可其支撑作用，原第19层和58层的托砖圈钢板设置为280mm，在实现对耐材支撑的同时减少了对砖的剪切力。

6.根据权利要求5所述的实现套筒窑耐材分段更换延长窑役的方法，其特征在于，所述步骤5下内筒底部浇筑料结构改进施工，具体如下，下内筒底部托砖圈内圈与上内筒同样分两次施工，留施工干接缝，增加内部浇筑料10cm,使其强度足够支撑内筒内部耐材，从而实现内外两部分浇注料可分开拆除；实现在拆除下内筒外部耐材时不影响内筒内部耐材的重复使用，同时下导流帽考虑使用时间，将原挂砖加浇筑料留沉灰管的结构改成全部浇注料的结构，保证其结构的稳定及使用时间。

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