CN103557695B

CN103557695B - 一种回转窑筒体内衬筑炉方法

Info

Publication number: CN103557695B
Application number: CN201310542855.2A
Authority: CN
Inventors: 刘小银; 陈雯; 唐鑫; 段清泉; 李吉利; 严小虎; 张立刚; 王亚强
Original assignee: SHAAN STEEL GROUP CO Ltd; Changsha Research Institute of Mining and Metallurgy Co Ltd
Current assignee: SHAAN STEEL GROUP CO Ltd; Changsha Research Institute of Mining and Metallurgy Co Ltd
Priority date: 2013-11-06
Filing date: 2013-11-06
Publication date: 2015-07-15
Anticipated expiration: 2033-11-06
Also published as: CN103557695A

Abstract

一种回转窑筒体内衬筑炉方法，其步骤为：（1）将沿直径方向筒体分为若干段，再沿轴线方向将筒体分为若干条；（2）制作耐火组合块；（3）沿轴线方向将耐火组合块焊接在筒体上，并在本段筒体内安装一列耐火组合块；（4）重复步骤（3），安装好若干列的耐火组合块；（5）在耐火组合块的筒体条缝中焊接锚固件；（6）在锚固件的筒体条缝中安装耐火隔热板；（7）在安装了耐火隔热板的条缝中填满耐火浇注料；（8）耐火浇注料干燥、固化，即完成该区域的筑炉施工；重复上述步骤，直至完成整个回转窑筒体内衬的筑炉施工。本发明具有结构简单、施工方便、低成本、可提高回转窑隔热性能、降低回转窑能耗、降低回转窑热损失等优点。

Description

一种回转窑筒体内衬筑炉方法

技术领域

本发明主要涉及到回转窑领域，特指一种适用于回转窑筒体内衬的筑炉方法。

背景技术

回转窑起源于水泥，1885年英国人ERansome发明了回转窑，使得水泥工业迅速发展，同时也促进了人们对回转窑应用的研究，很快回转窑被广泛应用到许多工业领域，例如在建材、冶金、化工、环保等许多生产行业中，回转窑广泛应用用于对固体块状（粉状）物料进行机械、物理或化学处理，并在这些生产中越来越重要的作用，成为相应企业生产的核心设备。

回转窑一般是由窑头箱、窑尾箱、筒体、支撑装置、传动装置及其它辅助装置组成。回转窑筒体上安装有辊圈和齿轮，在传动装置的带动下转动，因此，回转窑是较好的传热传质和物料输送设备，被广泛应用于散状物料的高温处理工艺。根据处理对象的不同要求，回转窑的操作温度不同，一般在500℃～1400℃。为此，回转窑必需进行保温，即需要在筒体、窑头箱和窑尾箱内部砌筑耐火保温材料，而且筒体内衬耐火保温材料对于回转窑的使用寿命、作业率、生产过程能耗至关重要。由于筒体是在高温下转动，筒体内衬耐火材料容易损坏，且所砌筑的耐火材料重量必须控制，一直以来，人们致力于优化回转窑内衬结构、强化内衬强度、控制内衬重量、降低筒体散热。

现有的回转窑筒体筑炉方式有很多种，如耐火砖砌筑、耐火浇注料浇注、耐火砖+隔热板砌筑、浇注料+隔热板浇注等等。这些筑炉方法在实际应用过程中存在以下技术问题：

（1）回转窑筒体是需要转动的，耐火材料重量必须控制，以便合理设置回转窑传动系统功率，为此，必须控制炉衬厚度。回转窑筒体内衬厚度一般在200～220mm，耐火砖、浇注料导热系数较大，全耐火砖砌筑或全耐火浇注料浇注的炉衬保温性能较差，筒体散热较大，造成工艺能耗的增加；而且，耐火砖和浇注料密度较大，筒体耐火材料较重，需要较大的传动功率，增加了工艺电耗。

（2）耐火砖在制作中，各砖的尺寸不可能没有偏差，采用耐火砖砌筑回转窑，筒体内衬必然存在有砖缝，这些砖缝导致工艺能耗的增加。

（3）长期运转过程中，筒体和耐火砖在高温下可能变形，从而导致耐火砖脱落，使高温气体（物料）直接接触筒体钢板，出现红窑现象，这不仅严重影响筒体使用寿命，也大幅度增加工艺能耗。

（4）在回转窑的转动过程中，由于离心力与惯性力的影响，耐火砖对其下部的隔热板造成碾压冲击破坏，致使隔热纤维板容易粉碎而损坏，失去其隔热效果，并造成耐火砖的脱落。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、施工方便、低成本、可提高回转窑隔热性能、降低回转窑能耗、降低回转窑热损失的回转窑筒体内衬筑炉方法，还可以避免因掉砖引起的红窑现象。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种回转窑筒体内衬筑炉方法，其步骤为：

（1）沿回转窑筒体的直径方向画一个以上的圆圈，将回转窑筒体分为若干段；再沿回转窑的轴线方向在回转窑筒体上画若干条平行直线，将上述各段回转窑筒体分为若干条；

（2）将耐火浇注块与耐火隔热块进行组合，形成耐火组合块；

（3）沿回转窑筒体轴线方向画好的直线，将耐火组合块焊接在回转窑筒体上，并在本段回转窑筒体内安装一列耐火组合块；

（4）重复上述步骤（3），安装好若干列的耐火组合块；安装了耐火组合块的筒体圆弧长度约为回转窑筒体整体周长的1/5～1/3；

（5）在安装了耐火组合块的筒体条缝中焊接锚固件；

（6）在焊接了锚固件的筒体条缝中安装耐火隔热板；

（7）在安装了耐火隔热板的条缝中填满调制好的耐火浇注料，并将耐火浇注料振实；

（8）待各条缝中耐火浇注料干燥、固化后，即完成该区域回转窑筒体内衬耐火材料的筑炉施工；

（9）转动回转窑1/5～1/3圈，且每次回转窑的转动最大不得大于1/3圈，重复上述步骤（3）～（8），进行下一区域的筑炉施工；

（10）重复上述步骤（9），完成本段回转窑筒体的筑炉施工；

（11）从回转窑出料端开始，依次在各段重复上述步骤（3）～（10），直至完成整个回转窑筒体内衬的筑炉施工。

作为本发明的进一步改进：同一列的耐火组合块紧密安装，相邻耐火组合块的砖缝要求≤3mm；相邻两列耐火组合块之间的距离为5°～15°。

作为本发明的进一步改进：各列组合块之间的条缝内焊接锚固件，将锚固件牢固固定在筒体上；锚固件之间的方向错位60°～120°，锚固件之间的距离为150mm～300mm，锚固件与耐火组合块之间的距离为100mm～200mm。

作为本发明的进一步改进：所述耐火隔热板的厚度为40mm～80mm，长度和宽度为100mm～300mm；砌筑时要求相邻耐火隔热板之间、耐火隔热板与耐火组合块之间、耐火隔热板与锚固件之间的间隙≤3mm。

作为本发明的进一步改进：所述耐火隔热板上表面涂刷防水涂层。

作为本发明的进一步改进：所述耐火浇注料的上表面与耐火组合块的上表面的为同一圆弧面，同一条缝内的耐火浇注料通过一次施工完成。

作为本发明的进一步改进：筑炉施工前制造102%～105%施工用量的耐火组合块，所述耐火组合块由耐火浇注块和耐火隔热块组成，耐火浇注块的厚度为120mm～240mm，耐火浇注块两侧制作半径为10～25mm的凹槽，耐火隔热块的厚度为30mm～80mm；所述耐火浇注块预制时内部添加耐热钢骨架。

作为本发明的进一步改进：所述耐火隔热板（块）的材质要求为：耐火度≥1000℃、抗折强度≥0.5MPa、常温导热系数≤0.1W/（m·K）、密度＜800Kg/m³。

作为本发明的进一步改进：所述锚固件采用Φ6mm～Φ12mm圆钢制作，圆钢材质为1Cr18Ni9Ti或Cr25Ni20，锚固件的高度为2/3筒体内衬厚度±20mm。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1. 本发明的回转窑筒体耐火材料结合紧密，可避免因筒体耐火材料的局部脱落引起的红窑现象，可提高窑衬的保温效果，可降低工艺能耗等优点。

2. 本发明的回转窑筒体内衬采用耐火和隔热耐火材料，并将内层的耐火材料牢靠固定，从根本上解决回转窑运转过程中隔热材料容易损坏和粉化问题，可长期具有良好的保温性能；

3. 本发明的回转窑筒体内衬大量采用密度小的隔热材料，既可提高窑衬的保温效果，又较大幅度降低筒体内衬重量，减小筒体转动功耗；

4. 本发明的回转窑筒体内衬施工简便，安全性能高，且筑炉过程完全不需要预制支架，筑炉过程成本低、速度快。

附图说明

图1是本发明中耐火组合块的结构示意图。

图2是本发明在具体应用实例中回转窑筒体的示意图。

图3是本发明在具体应用实例中第一块耐火组合块开始砌筑的示意图。

图4是本发明在具体应用实例中第一列耐火组合块砌筑时的示意图。

图5是本发明在具体应用实例中进行第一区域1/3圆弧耐火组合块列砌筑时的示意图。

图6是本发明在具体应用实例中相邻耐火组合块列之间缝隙内用锚固件焊接的示意图。

图7是本发明在具体应用实例中相邻耐火组合块列之间缝隙内的隔热板安装示意图。

图8是本发明在具体应用实例中耐火隔热板上部耐火浇注料的安装示意图。

图9是本发明在具体应用实例中第一区域内衬安装完成后筒体转动位置的示意图。

图10是本发明在具体应用实例中第二区域内衬安装完成时的示意图。

图11是本发明在具体应用实例中第二区域内衬安装完成后筒体转动位置的示意图。

图12是本发明在具体应用实例中回转窑筒体内衬安装完成后的示意图。

图例说明：

1、回转窑筒体；2、耐火组合块；3、锚固件；4、耐火隔热板；5、耐火浇注料。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明的一种回转窑筒体内衬筑炉方法，其步骤为：

（1）、清理回转窑筒体1的内表面，并沿回转窑筒体1的直径方向画几个圆圈，将回转窑筒体1分为若干段；沿回转窑的轴线方向在回转窑筒体1上画若干条平行直线，将上述各段筒体分为若干条块。上述步骤（1）中，实际操作中为：在筑炉施工开始时，在回转窑筒体1上沿径向放线将筒体分成几段，各段长度15m～30m；沿轴向放线将筒体分成多个条状区域，各区域角度5°～15°。沿圆周方向施工次数为3～5次，每次施工区域不得＞圆周长的1/3，即每次回转窑转动不得＞1/3圈。

（2）、将耐火浇注块与耐火隔热块进行组合，形成耐火组合块2。所述耐火浇注块的厚度为120mm～240mm，耐火隔热块的厚度为30mm～80mm，耐火浇注块两侧制作半径为10～25mm的凹槽。所述耐火浇注块预制时内部添加耐热钢骨架，骨架采用Φ6mm～Φ12mm圆钢弯制后焊接而成；骨架高度为浇注块厚度的2/3～3/4，骨架拱宽约为浇注块宽度2/3，骨架总宽约为：浇注块底宽+（50～80）mm，骨架长度约为：浇注块长度-（50～80）mm。所述耐火隔热块的材质要求为：耐火度≥1000℃、抗折强度≥0.5MPa、常温导热系数≤0.1W/（m·K）、密度＜800Kg/m³，耐火隔热块形状、尺寸根据耐火浇注块确定。

（3）、沿回转窑筒体1的轴线方向画好的直线，将耐火组合块2牢固焊接在回转窑筒体1上，即在本段回转窑筒体1内安装一列耐火组合块2。

（4）、重复上述步骤（1）~（3），在本段回转窑筒体1内安装若干列耐火组合块2。本实施例中，安装了耐火组合块2的回转窑筒体1圆弧长度约为整个回转窑筒体1周长的1/3。优选地，相邻两列耐火组合块2之间的间隙为5°～15°。

（5）、在安装了耐火组合块2的筒体条缝中牢固焊接锚固件3，相邻锚固件3之间的方向错位60°～120°，相邻锚固件3之间的距离为150mm～300mm；锚固件3与耐火组合块2之间的距离为100mm～200mm。所述锚固件3采用Φ6mm～Φ12mm圆钢制作，圆钢材质为1Cr18Ni9Ti、Cr25Ni20等耐热钢，圆钢直径大小由回转窑使用温度、浇注层厚度确定，浇注块厚度大、使用温度高则采用直径较大、耐温较高的圆钢，锚固件3的高度约为耐火浇注块厚度的2/3。

（6）在焊接了锚固件3的筒体条缝中安装耐火隔热板4，相邻耐火隔热板4之间、耐火隔热板4与耐火组合块2之间、耐火隔热板4与锚固件3之间的间隙≤3mm；优选地，进一步在耐火隔热板4的上表面涂刷防水涂层，耐火隔热板4的各方向最小尺寸不得小于其厚度。

（7）在安装了耐火隔热板4的条缝中填满调制好的耐火浇注料5，并用震动泵将耐火浇注料5振实，并将表面烫平，同一条缝的耐火浇注料5应一次施工完成。

（8）、待各条缝的耐火浇注料5自然干燥、固化后，即完成该区域回转窑筒体1内衬耐火材料的筑炉施工。

（9）、转动回转窑1/3圈，重复上述步骤（3）～（8），进行下一区域的筑炉施工。

（10）、重复上述步骤（9），完成本段回转窑筒体1的筑炉施工。

（11）、从回转窑的出料端开始，依次在各段重复上述步骤（3）～（10），直至完成整个回转窑筒体1中内衬的筑炉施工。

上述过程中，回转窑筒体1上各段使用的耐火浇注块、耐火浇注料5、锚固件3、耐火隔热块和耐火隔热板4的材质根据具体回转窑使用温度、所处理物料特性等确定，同一回转窑各段之间可以选用不同材质的材料。

上述过程中，耐火浇注块、锚固件3、耐火隔热块和耐火隔热板4的尺寸根据回转窑直径和回转窑使用温度确定。

以一台菱铁矿磁化焙烧回转窑为例，该回转窑的规格为Φ4×60m，最高使用温度的1200℃，采用本发明的回转窑筒体内衬施工方法进行筑炉。根据回转窑规格、使用工艺条件，选择采用直径Φ10mm、材质1Cr18Ni9Ti的耐热钢圆钢加工锚固件3和浇注块骨架，耐火浇注块和耐火浇注料5的材质采用G₂L高铝水泥浇注料，耐火隔热块和耐火隔热板4的材质采用（Al₂O₃+SiO₂）≥96%的硅酸铝纤维；内衬耐火材料的厚度为210mm，其中耐火隔热材料厚度为60mm。设计耐火浇注块、浇注块骨架、耐火隔热块和锚固件3，并计算其用量，计算耐火浇注料5、耐火隔热板4的用量；按计算量的1.05倍向耐火材料生产厂定制、采购筑炉材料，待筑炉材料到场后，按以下图示的施工步骤进行筒体砌筑：

1．清理如图2所示的回转窑筒体1的内表面，并沿回转窑筒体1的直径方向画两个圆圈，将回转窑筒体1等分为三段，再沿回转窑的轴线方向在回转窑筒体1上画24条平行直线，将各段回转窑筒体1等分成24条。

2．如图1所示，将耐火浇注块与耐火隔热块进行组合，形成耐火组合块2；

3．如图3所示，先砌筑回转窑上靠近出料端的这一段回转窑筒体1，沿回转窑筒体1的轴线方向画好的直线，将第一块耐火组合块2牢固焊接在回转窑筒体1上。

4. 如图4所示，沿上述画好的直线在本段筒体内安装第一列耐火组合块2，各耐火组合块2之间的间隙≤2mm。

5．如图5所示，重复上述步骤（3），在本段回转窑筒体1内安装若干列的耐火组合块2，即安装了11列耐火组合块2，其所占筒体圆弧长度约为整个回转窑筒体1周长的1/3，相邻两列耐火组合块2之间的间隙为12°。

6．如图6所示，在安装了耐火组合块2的回转窑筒体1条缝中间牢固焊接锚固件3。相邻锚固件3之间的方向错位90°，相邻锚固件3之间距离为240mm。

7．如图7所示，在焊接了锚固件3的回转窑筒体1条缝中安装耐火隔热板4。相邻耐火隔热板4之间、耐火隔热板4与耐火组合块2之间、耐火隔热板4与锚固件3之间的间隙≤2mm；耐火隔热板4上表面涂刷防水涂层，耐火隔热板4各方向最小尺寸不小于60mm。

8．如图8所示，再在安装了耐火隔热板4的条缝中填满调制好的耐火浇注料5，并用震动泵将耐火浇注料5振实，并将表面烫平，同一条缝的耐火浇注料5通过一次施工完成。

9．耐火浇注料5在自然干燥2天后完全固化，即完成该区域回转窑筒体1内衬耐火材料的筑炉施工。

10．如图9所示，转动回转窑1/3圈。

11. 如图10所示，重复上述步骤（3）～（9），进行下一区域的筑炉施工（本次安装为10列的耐火组合块2）。

12．如图11所示，再次转动回转窑1/3圈。

13. 如图12所示，重复上述施工过程（3）～（9），完成本段回转窑筒体1的筑炉施工（本次安装为9列的耐火组合块2）。

14．沿回转窑的轴线方向，依次在各段重复上述步骤（3）～（13），直至完成整个回转窑筒体1内衬的筑炉施工。

在上述过程中，步骤（5）、步骤（11）、步骤（13）安装的耐火组合块2的列数不同，这是由圆周特性决定的，各步骤形成的耐火浇注料5的条缝是相同的。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种回转窑筒体内衬筑炉方法，其特征在于，步骤为：

（4）重复上述步骤（3），安装好若干列的耐火组合块；安装了耐火组合块的筒体圆弧长度为回转窑筒体整体周长的1/5～1/3；

（5）在安装了耐火组合块的筒体条缝中焊接锚固件；

（6）在焊接了锚固件的筒体条缝中安装耐火隔热板；

（9）转动回转窑1/5～1/3圈，且最大不得大于1/3圈，重复上述步骤（3）～（8），进行下一区域的筑炉施工；

2.根据权利要求1所述的回转窑筒体内衬筑炉方法，其特征在于：同一列的耐火组合块紧密安装，相邻耐火组合块的砖缝要求≤3mm；相邻两列耐火组合块之间的距离为5°～15°。

3.根据权利要求1所述的回转窑筒体内衬筑炉方法，其特征在于：各列耐火组合块之间的条缝内焊接锚固件，将锚固件牢固固定在筒体上；锚固件之间的方向错位60°～120°，锚固件之间的距离为150mm～300mm，锚固件与耐火组合块之间的距离为100mm～200mm。

4.根据权利要求1所述的回转窑筒体内衬筑炉方法，其特征在于：所述耐火隔热板的厚度为40mm～80mm，长度和宽度为100mm～300mm；砌筑时要求相邻耐火隔热板之间、耐火隔热板与耐火组合块之间、耐火隔热板与锚固件之间的间隙≤3mm。

5.根据权利要求1所述的回转窑筒体内衬筑炉方法，其特征在于：所述耐火浇注料的上表面与耐火组合块的上表面的为同一圆弧面，同一条缝内的耐火浇注料通过一次施工完成。

6.根据权利要求1所述的回转窑筒体内衬筑炉方法，其特征在于：筑炉施工前制造102%～105%施工用量的耐火组合块，所述耐火组合块由耐火浇注块和耐火隔热块组成，耐火浇注块的厚度为120mm～240mm，耐火浇注块两侧制作半径为10～25mm的凹槽，耐火隔热块的厚度为30mm～80mm；所述耐火浇注块预制时内部添加耐热钢骨架。

7.根据权利要求1所述的回转窑筒体内衬筑炉方法，其特征在于：所述锚固件采用Φ6mm～Φ12mm圆钢制作，圆钢材质为1Cr18Ni9Ti或Cr25Ni20，锚固件的高度为2/3筒体内衬厚度±20mm。

8.根据权利要求4所述的回转窑筒体内衬筑炉方法，其特征在于：所述耐火隔热板上表面涂刷防水涂层。

9.根据权利要求4或6所述的回转窑筒体内衬筑炉方法，其特征在于：所述耐火隔热板的材质要求为：耐火度≥1000℃、抗折强度≥0.5MPa、常温导热系数≤0.1W/（m·K）、密度＜800Kg/m³。