窑口耐火材料异常损坏的分析及处理

新型窑头正压气密保护式密封将密封和冷却效果合二为一，能够有效解决窑头漏料、漏风问题，同时外观美观，近年来受到不少水泥生产企业的好评。但在使用过程中，我们发现了多起因离心风机配置未达到密封设计要求，风量和风压偏小，冷却效果不佳，引起窑口筒体热变形，进而导致窑口耐火材料异常损坏的案例。本文对其中一起窑口损坏的现象和原因进行描述、分析，通过增加窑头离心风机、增加烟囱等手段来改善空气对流，避免筒体变形的进一步恶化，解决了窑口耐火材料异常损坏的问题。

1、情况概述2022年7月18日，某公司2#窑窑口浇注料部分脱落被迫停窑，该窑口于2021年11月使用奥镁无水泥浇注料整体更换，使用了8个月就损坏了。冷窑后查看，窑口筒体呈“喇叭”状（见图1），窑口浇注料脱落约2/5环，窑口第1环砖全部挤碎脱落，第2~4环砖部分脱落约2/5环，第5~7环砖（砖厚度200mm）部分前移，环缝较大（见图1和图2）。图1窑口损坏整体照片图2窑口损坏局部照片从窑口未脱落的浇注料可以看出，浇注料表面平整度尚好，脱落的浇注料用锤子敲打，从声音判断其强度尚可。同时，锚固钉从根部剪切而断（见图3），而非脱焊。查阅施工质量档案，窑口施工时使用0Cr25Ni20材质的机制锚固件，锚固件头部配有膨胀帽，采用A402焊条焊接，锚固件排列方式按照图纸进行施工焊接，焊后对锚固件逐个进行了检查；无水泥浇注料在浇注过程中，每两个窑口护铁放置一个3mm膨胀缝，浇注料与耐火砖之间采用5mm厚的纤维毡进行膨胀处理，施工规范。综合以上分析，窑口浇注料的损坏原因基本上可以排除浇注料本身质量或施工质量问题。图3脱落浇注料从锚固件根部剪断

2、原因分析（1）停窑后观察，从窑口护铁分布及筒体上可以明显看出，窑口筒体呈现“喇叭口”，筒体变形现象明显（见图2和图4），分析认为筒体变形是受热应力所致。窑口区域耐火材料由于窑口处筒体出现变形，致使在护铁末端部位出现环向裂缝，如果裂缝变大，必然导致热气进入，会加剧其对锚固件根部氧化，也会造成浇注料与窑筒体产生缝隙。图4未脱落部位浇注料拆除后照片（2）该窑窑口采用新型窑头正压气密保护式密封（见图5），经了解，现场配备的离心风机参数不能满足冷风罩设计要求，如离心风机功率18.5kW低于设计要求最低值22kW，转速1 450r/min低于设计要求最低值1 950r/min，风压2 059Pa低于设计要求最低值2 901Pa。冷却风量小、风压不足严重影响了窑口护铁及筒体的冷却效果，是造成窑口筒体变形的主要原因。在运行过程中，因窑口筒体变形导致机械应力过大，造成窑口区域耐火材料所承受的应力也随之增大，从而造成耐火材料的损坏。图5新型窑头正压气密保护式密封（3）测量一档轮带冷态间隙约为26.0mm，运行中一档滑移量为19.0mm，对于直径为4.8m的回转窑来说，冷态间隙轻微超出正常允许范围，运行过程中的滑移量超出最佳控制范围（5~15mm/r），必然加大回转窑在运行中的机械应力，进一步加剧耐火材料的损坏。

3、整改措施及效果（1）冷风套增加一台风机满足风压和风量的要求（见图6）。图6冷风套增加一台风机（2）在冷风套第二连接处增加排气口，改善空气流通（见图7），提高冷却效果。图7增加排气口改善空气对流（3）在第二连接处增加测温、测压装置（见图8），以便准确了解窑头冷风罩内部密封温度和压力，便于及时调整；同时对一档轮带间隙进行调整，检修过程中增加了1.5mm垫片，点火运行稳定后一档滑移量偏小，在0~2.5mm/r。图8增设测温测压装置2022年7月抢修期间对窑口挡砖圈进行后移，移至无筒体变形位置约1.2m处，对窑口浇注料和1.2~2.2m耐火砖进行更换。2022年12月4日临时停窑，检查窑口耐火材料情况良好，窑头筒体无变形扩展现象，2023年5月5日停窑检修期间检查窑口浇注料情况良好，问题得到有效解决。

4、结束语目前我公司发现了多起在更换使用新型窑头正压气密保护式密