[發(fā)明專利]一種水泥窯旋風(fēng)預(yù)熱器內(nèi)筒的制作方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010584441.2
• 申請日: 2010-12-13
• 公開（公告）號: CN102153355A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙尚云
• 申請（專利權(quán)）人: 新疆鑫筑窯爐技術(shù)有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B7/43
• 代理公司: 北京鼎佳達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11348
• 代理人: 蔣常雪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水泥窯旋風(fēng)預(yù)熱器內(nèi)筒的制作方法。

背景技術(shù)

預(yù)熱器耐磨內(nèi)筒是為新型干法線窯前預(yù)熱系統(tǒng)研制的新型產(chǎn)品，它具有耐高溫、抗氧化、耐腐蝕、耐磨損、節(jié)能降耗、長壽命等特點，應(yīng)用于水泥行業(yè)中，可以充分利用水泥產(chǎn)生的余熱，節(jié)約能源。

德國洪堡公司于上世紀(jì)五十年代以出窯高溫廢氣為載熱介質(zhì)，在窖尾安裝懸浮預(yù)熱器(suspension?preheater簡稱SP)來實現(xiàn)對水泥生料的預(yù)加熱，并首先應(yīng)用于回轉(zhuǎn)窯爐上，使原濕法窯的單位熱耗由6875KJ/Kg.cl降低到4400KJ/Kg.cl，而且生產(chǎn)能力大幅增加，獲得了巨大的經(jīng)濟效益，開創(chuàng)了懸浮預(yù)熱技術(shù)在水泥工業(yè)上的應(yīng)用。

1971年，日本石川島播磨重工業(yè)公司在洪堡窯的基礎(chǔ)上又改進(jìn)成水泥預(yù)分解窯，簡稱NSP窯；NSP是NEW?suspension?preheater的縮寫，即新型懸浮預(yù)熱器的縮寫。

SP窯及NSP窯已成為當(dāng)今水泥工業(yè)的主要發(fā)展窯型。

SP窯及NSP窯工藝的主要特點是引入了懸浮預(yù)熱器；目前懸浮預(yù)熱器多為五級、四級等。懸浮預(yù)熱器是新型干法水泥生產(chǎn)過程的核心設(shè)備之一，承擔(dān)著物料加熱、氣固分離、物料輸送及部分物理、化學(xué)反應(yīng)等多項功能；其中旋風(fēng)內(nèi)筒是預(yù)熱器的關(guān)鍵部件，可以避免物料的二次循環(huán)，以及再加熱重新生成CaCO₃，導(dǎo)致能源浪費；同時還可以避免因物料流短路、紊流而導(dǎo)致分離效率降低、熱耗增高，甚至管道堵塞、停產(chǎn)等。

現(xiàn)有的理論與實踐結(jié)果研究表明：高溫級旋風(fēng)筒分離效率的提高比低溫級旋風(fēng)筒對系統(tǒng)熱效率的貢獻(xiàn)要大得多。若末級不設(shè)內(nèi)筒，則物料分離效率將降低10％，使熱耗增加約20kj/kg熟料，一條5000t/d干法線每年因此而浪費的工業(yè)余熱就高達(dá)1000-2000噸標(biāo)煤；更重要的是因無內(nèi)筒而導(dǎo)致的管道堵塞、熱效率降低甚至停產(chǎn)所浪費的標(biāo)煤將成倍增加。因此，末級(指四級或五級)預(yù)熱器內(nèi)筒對提高整個系統(tǒng)的熱能利用率、平衡運轉(zhuǎn)是非常關(guān)鍵的。

目前，預(yù)熱器內(nèi)筒仍然是以鎳鉻耐熱合金鋼為主。由于耐熱合金鋼耐酸堿氣氛的侵蝕性較差且不耐高溫磨損，因此，合金鋼內(nèi)筒的使用壽命都很短，完好服役期限大約為6-10個月左右。

與合金不耐高溫、不耐酸堿腐蝕、耐磨性差等先天性不足相比，非金屬基陶瓷材料具有耐高溫，耐氧化，高溫強度高、耐磨性好以及受酸堿氣氛影像小等優(yōu)點，因此，采用非金屬基材料替代鎳鉻合金用于內(nèi)筒的制備已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)研究人員及生產(chǎn)企業(yè)的共識，但是，由于在材料及結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計問題，至今沒有成功的應(yīng)用。

國內(nèi)外新型干法水泥生產(chǎn)線的懸浮預(yù)熱內(nèi)筒的主要結(jié)構(gòu)主要為整體式及分片式兩種。

分片式內(nèi)筒一般由幾十塊內(nèi)筒掛板和固定塊組成，各片之間相互連接，這樣既可以保證內(nèi)筒整體的強度，又可以吸收內(nèi)筒因熱脹冷縮引起的尺寸變化，為各國水泥設(shè)備制造商所普遍采用，如日本ONODA水泥公司，德國KHD公司和丹麥的FLS公司等。

無論整體式還是分片式，內(nèi)筒材質(zhì)一直以鎳鉻系列耐熱鋼為主。由于內(nèi)筒(尤其是末級內(nèi)筒)工況條件極為惡劣，如高溫物料流的磨損、氧化以及含K₂O、Na₂O、SO₂、Cl₂等氣體的腐蝕，使用壽命很短且易導(dǎo)致生產(chǎn)故障而停產(chǎn)。因此，國外的一些企業(yè)不得不取消末級內(nèi)筒，如史密斯旋風(fēng)預(yù)熱器及丹麥FLS公司在LP(低壓損)旋風(fēng)筒上就采用了這種設(shè)計，但這樣設(shè)計犧牲的是分離率降低、熱耗增加。為解決內(nèi)筒長壽化問題，丹麥哈斯勒(HASLE)公司于上世紀(jì)九十年代末曾進(jìn)行了以耐火材料(鋁硅系，Al₂O₃＝62％)為主的陶瓷內(nèi)筒，其結(jié)構(gòu)是以“工”或“【”型磚互相咬合而形成整體內(nèi)筒。由于該磚塊為機壓成型且經(jīng)高溫?zé)桑苣＞呦拗疲u塊尺寸較小，組裝不便且沒有應(yīng)力緩解、調(diào)控能力，因此，磚塊使用中易斷裂、掉磚甚至整體脫落，一直未能成功應(yīng)用。

另外，世界上水泥行業(yè)最重要的設(shè)備供應(yīng)商——丹麥?zhǔn)访芩挂苍灶愃频姆桨冈谖覈M(jìn)行試驗，最后也以失敗告終。內(nèi)筒長壽化一直未獲進(jìn)展。

鑒于內(nèi)筒在新型干法線節(jié)能減排、降低生產(chǎn)成本中的重要地位，國內(nèi)企業(yè)一直在內(nèi)筒長壽化方面不斷探索、試驗。