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澆注料施工最佳溫度為15?25℃，若氣溫低于5℃時(shí)必須采取保溫措施。由于北方地區(qū)冬季寒冷,冬季施工無(wú)法保證筑窯質(zhì)量。因此，北方企業(yè)的回轉(zhuǎn)窯都盡量避免冬季筑窯。但由于回轉(zhuǎn)窯是預(yù)焙陽(yáng)極系統(tǒng)及炭素廠生產(chǎn)過(guò)程中關(guān)鍵的大型設(shè)備，其內(nèi)襯一旦破損停運(yùn)后須盡快修復(fù)投運(yùn)，否則將直接影響到鍛燒焦產(chǎn)能及下游工序的正常運(yùn)行。如果冬季因澆注料內(nèi)襯意外破損停窯，冬季筑窯將不可避免。
內(nèi)蒙古霍煤鴻駿鋁電有限責(zé)任公司炭素系統(tǒng)配置2臺(tái)φ3.6×62m回轉(zhuǎn)窯和2臺(tái)φ2.7×24m冷卻機(jī),形成兩條生產(chǎn)線,以石油焦為原料經(jīng)高溫煅燒生產(chǎn)鍛燒焦,每條生產(chǎn)線的產(chǎn)能為16t/h。公司所在地霍林郭勒市地處大興安嶺西坡,為山地向內(nèi)蒙古高原的過(guò)渡地帶，屬于高寒地區(qū)，其特點(diǎn)是:冬季嚴(yán)寒漫長(zhǎng)，春季干旱多大風(fēng),夏季短暫涼爽，秋季降溫迅速，累年平均氣溫1.1℃，累年極端最低氣溫零下39.4℃。
1改進(jìn)保溫方式
為保證冬季筑窯質(zhì)量，做好保溫工作既是前提條件又是關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的保溫方式通常采用棉被包裹窯體，有時(shí)為了加強(qiáng)保溫效果還在棉被里面加上電熱毯通電保溫。但處于高寒山區(qū)的霍林郭勒市冬季最低氣溫平均值都在零下20℃以下，風(fēng)力3?5級(jí),若采用傳統(tǒng)的保溫方式達(dá)不到要求的保溫效果。為此，我們改進(jìn)保溫方式。
圖1 保溫棚剖面示意圖
利用窯鋼瓦頂棚的立柱做為支撐，在窯體外兩側(cè)搭鋼管架，再用苫布外罩，固定好之后就是一個(gè)臨時(shí)的密閉的保溫棚，也可以在棚內(nèi)采用火爐子加熱保溫。
2改用新型保溫層材料
回轉(zhuǎn)窯澆注料內(nèi)襯分為兩層,底層為輕質(zhì)保溫隔層，上層為重質(zhì)耐火層。輕質(zhì)保溫隔層通常使用輕質(zhì)澆注料,采用人工敷壓法施工，即每次施工窯筒體圓周1/6的面積，將泥料握成球團(tuán)，填入龜甲網(wǎng)(不銹鋼絲網(wǎng))內(nèi)用振動(dòng)棒搗打密實(shí)，料層內(nèi)部勿留孔洞，并將龜甲網(wǎng)包裹于料層內(nèi)，用抹子將表面抹平整，并使表面有泛漿。靜態(tài)自然養(yǎng)護(hù)6?12小時(shí)，待其終凝后,方可轉(zhuǎn)窯進(jìn)行下一次施工。由于輕質(zhì)澆注料的加水量在30%~33%，在冬季施工時(shí)澆注體內(nèi)的水分依靠環(huán)境溫度很難干燥排出，澆注體內(nèi)存有約20%的水分,在后期的烘窯過(guò)程中會(huì)加長(zhǎng)3?5天的烘窯時(shí)間。
為此，我們改用預(yù)制輕質(zhì)保溫磚(如圖2所示)。錨固件焊接完工后就幵始砌筑輕質(zhì)保溫磚，一次鋪設(shè)兩條,輕質(zhì)保溫磚底部與回轉(zhuǎn)窯筒體的結(jié)合部位用高強(qiáng)座泥粘結(jié),要求灰漿飽滿，粘結(jié)牢固。在施工段的下端頭,要留設(shè)400mm不鋪設(shè)輕質(zhì)保溫磚;在上端頭，要留設(shè)200mm不鋪設(shè)輕質(zhì)保溫磚;待堵好,就搭建成了一個(gè)封閉的保溫棚(如圖1所示)。然后用廢油桶制作了15個(gè)火爐子，燒殘極保溫。重質(zhì)耐火層澆筑施工時(shí)直接用重質(zhì)澆注料澆筑。鋪設(shè)完兩條輕質(zhì)保溫磚后經(jīng)監(jiān)理單位驗(yàn)收合格后即可澆筑重質(zhì)澆注料耐火層。
輕質(zhì)保溫磚的施工對(duì)于環(huán)境溫度沒(méi)有太嚴(yán)格的要求，尤其適用于冬季施工。輕質(zhì)保溫磚自身為燒成制品,含有的水分小于1%。例如一條回轉(zhuǎn)窯需要的輕質(zhì)材料為40噸，使用輕質(zhì)保溫磚與輕質(zhì)澆注料相比可以減少約8噸以上的水分。另外，輕質(zhì)澆注料在高溫下有較大的收縮，收縮比例在-0.35%左右;輕質(zhì)保溫磚為燒成制品，在高溫下沒(méi)有收縮顯現(xiàn)，且強(qiáng)度要高于輕質(zhì)澆注料。
3加強(qiáng)施工過(guò)程管理
針對(duì)冬季施工的特殊性，在施工過(guò)程中還需采取以下管理措施：
(1)耐火澆注料中的組成物往往具有水凝的特性，在運(yùn)輸、儲(chǔ)存等過(guò)程中如保管不善,遇水或受潮會(huì)發(fā)生凝聚，出現(xiàn)聚團(tuán)現(xiàn)象,用它澆筑的內(nèi)襯極易產(chǎn)生裂紋等現(xiàn)象，影響內(nèi)襯使用壽命。因此，冬季應(yīng)將澆注料放置在有暖氣的房間內(nèi)提前預(yù)熱后再使用。
(2)澆注料施工用水必須是潔凈的飲用水，冬季施工應(yīng)將水溫采取有效措施加熱至40℃左右。
(3)冬季施工可根據(jù)需要在攪拌時(shí)加入適量的速凝劑，以加速澆注料的硬化。必要時(shí)應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)脫模時(shí)間，必須保證澆注體具有足夠強(qiáng)度情況下，才能進(jìn)行脫模。
(4)冬季施工窯內(nèi)保溫措施：
a在窯門(mén)口掛棉門(mén)簾，施工時(shí)卷起來(lái)方便施工作業(yè)，施工結(jié)束立即放下來(lái)保溫;在距施工段末端3?5米外，用木條做支架，把苫布撐起來(lái)將窯尾封堵好;并將窯頭出料口用蓋板蓋好。使窯內(nèi)形成一個(gè)封閉的保溫空間。
b在窯頭用自制的大功率電熱吹風(fēng)機(jī)向窯內(nèi)鼓熱風(fēng)，并在新澆筑完的澆注體上方擺放電加熱板或每隔1.5米擺一個(gè)點(diǎn)鎢燈加熱。
c為隨時(shí)監(jiān)測(cè)施工溫度，在窯外保溫棚和窯內(nèi)施工段每隔一段懸掛1根溫度計(jì),并安排專人定時(shí)査看、記錄,必須保證窯外保溫棚內(nèi)的溫度不低于15℃，窯內(nèi)施工段溫度不低于10℃。
4優(yōu)化烘窯曲線
新澆筑的回轉(zhuǎn)窯澆注料內(nèi)襯必須經(jīng)過(guò)烘干、加熱和升溫的處理過(guò)程，也就是所謂烘窯。烘窯的目的是把新澆筑的澆注料中大量游離水和部分結(jié)晶水緩慢蒸發(fā)出來(lái)，使耐火材料發(fā)生相變以達(dá)到窯襯固結(jié)，延長(zhǎng)窯襯壽命。烘窯時(shí)間過(guò)短或速度過(guò)快都將造成窯襯產(chǎn)生裂紋、剝落或爆裂。因此，合理制定供窯升溫方案是保證窯襯質(zhì)量好壞的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
由于此次冬季筑窯采用澆注料生產(chǎn)廠家包工包料方式施工，為保證烘窯質(zhì)量，我們根據(jù)廠家提供的烘窯曲線,針對(duì)冬季烘窯的特殊性，優(yōu)化烘窯升溫曲線
(1)由于按照低水泥澆注料的理化特性，一般烘窯溫度升至120℃左右，澆注體內(nèi)所含的游離水就逐漸排除了;升至350℃左右,澆注體內(nèi)的結(jié)晶水就緩慢蒸發(fā)排除了。因此，為了保證在120℃和350℃充分排水,如上圖所示，與通常夏季烘窯升溫曲線不同,我們此次增加了80℃和180℃兩個(gè)預(yù)熱保溫階段。
(2)當(dāng)烘窯升溫曲線650℃保溫階段完成后，開(kāi)始少量投料。初始投料量不大于2t/h,根據(jù)升溫需要可間斷投料，也可連續(xù)投料，并適當(dāng)增加投料量。投料量達(dá)到10t/h后,以每班次2t逐漸增加投料量。將鍛燒帶溫度逐步升到1200?1300℃，不得忽高忽低，溫度最后保持在1250℃左右。16小時(shí)后加大投料量轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn),4小時(shí)內(nèi)溫度保持在1300℃，在高溫下促進(jìn)低水泥澆注料中Al2O3與SiO2發(fā)生莫來(lái)石化反應(yīng),形成初步燒結(jié)層，提高窯內(nèi)襯的高溫性能，增加內(nèi)襯強(qiáng)度。最后保持在1250℃左右生產(chǎn)。
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