冷卻窯進料端內(nèi)襯改造

摘 要：本文介紹了煅后焦生產(chǎn)設(shè)備回轉(zhuǎn)窯配套冷卻窯進料端內(nèi)襯的改造途徑，提出了進料端內(nèi)襯采用澆注料的具體施工方法和使用特點。

關(guān)鍵詞：冷卻窯 進料端內(nèi)襯 改造 澆注料

中圖分類號：TF806 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（c）-0000-00

1 引言

在煅后焦生產(chǎn)中，很多早期投產(chǎn)的企業(yè)都采用回轉(zhuǎn)窯作為煅后焦生產(chǎn)設(shè)備。為了保證回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)出的高溫煅后焦能夠順利輸送到下道工序，必須在回轉(zhuǎn)窯下游配套冷卻窯，對回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)出來的高溫煅后焦進行冷卻。冷卻窯結(jié)構(gòu)基本與回轉(zhuǎn)窯相似，但在進料端窯內(nèi)及前段筒體外部噴有冷卻水對煅后焦進行冷卻。進料端鋼內(nèi)襯受高溫煅后焦摩擦、冷卻水、汽化蒸汽作用，極易變形、磨損。下面就結(jié)合某鋁廠對冷卻窯進料端內(nèi)襯改造進行分析。

2 內(nèi)襯改造

2.1 冷卻窯基本參數(shù)

該廠回轉(zhuǎn)窯為隴西機械廠制造的φ2.2m×45m回轉(zhuǎn)窯，回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量5t/h～6t/h?；剞D(zhuǎn)窯配套冷卻窯規(guī)格型號為φ1.8m×18m，處理料量3.5t/h～6t/h，冷卻水消耗50t/h，進料溫度～1100℃，出料溫度60℃以下。高溫煅后焦通過回轉(zhuǎn)窯出料管進入冷卻窯進行冷卻噴淋冷卻和窯皮循環(huán)水冷卻。

2.2冷卻窯內(nèi)襯原始結(jié)構(gòu)及存在問題

冷卻窯初始設(shè)計進料端襯板由4塊厚度12mm不銹鋼板拼成圓形固定在冷卻窯殼體上，然后再在襯板上焊接12塊螺旋形抄板，對進入冷卻窯的高溫煅后焦進行攪動，隨著窯的旋轉(zhuǎn)將煅后焦拋起，以便冷卻水均勻噴在煅后焦上，同時將煅后焦向窯內(nèi)推動，避免煅后焦從窯頭漏出，污染環(huán)境。

這種結(jié)構(gòu)的襯板在高溫煅后焦長時間作用下，容易膨脹、變形、彎曲，襯板間會產(chǎn)生間隙，襯板與筒體間會產(chǎn)生間隙。隨著間隙增大，高溫煅后焦會進入襯板與筒體之間，進入的煅后焦由于和冷卻水接觸不良，沒法得到及時冷卻降溫，會使冷卻窯殼體溫度過高，在窯體外冷卻水的作用下會加劇筒體氧化。另外，由于煅后焦與筒體直接接觸，也會加劇筒體磨損，最終造成筒體早期破損，縮短冷卻窯壽命。

另外，由于冷卻窯進料端內(nèi)襯由4塊鋼板組成，體積大。致使襯板更換很不方便，更換作業(yè)量大，組裝困難。而襯板上焊接的抄板，由于受高溫煅后焦沖刷，容易脫落。抄板脫落后，煅后焦不能完全被拋起，噴淋水的冷卻效果就會下降，煅后焦出料溫度會上升，經(jīng)常高于60℃，對下游設(shè)備造成燒損，同時煅后焦大量堆積筒體底部，也會加劇冷卻窯襯板燒損。如果在襯板上焊接的抄板脫落后，要保證冷卻效果，就需要加大冷卻水噴入量，如果掌握不好，就會形成水料，影響下道工藝，也會增加新水消耗，造成能源浪費。并且使用不銹鋼襯板價比較高，一般8月～12個月需要更換，也會增加維修費用。

2.3 斜襯板改造

為了解決冷卻窯進料端原4塊襯板更換困難，抄板容易脫落的問題，該廠進過分析抄板構(gòu)造和在筒體內(nèi)的布置形式，將4塊襯板改為12塊帶螺旋抄板的活動襯板，將襯板與抄板做到一體，避免了抄板提前脫落的問題。同時將4襯板與筒體焊接固定改為可拆卸的螺栓固定。安裝方式為，先在筒體上焊接12塊固定板，活動斜襯板用不銹鋼螺栓連接在固定板上。襯板選用16Mn材質(zhì)。

經(jīng)過上述改造后解，決了抄板容易脫落的問題，同時襯板更換、組裝也相對容易。但在使用中仍然存在以下問題，冷卻窯進料端襯板會變形、磨損，進料端活動斜襯板至少每個停窯檢修周期都需要更換。襯板變形嚴重時會出現(xiàn)漏料影響現(xiàn)場環(huán)境，部分煅后焦會進入冷卻水系統(tǒng)，給整個水系統(tǒng)帶來影響。

2.4澆注料內(nèi)襯改造

如何降低冷卻窯襯板磨損和襯板變形，成為公司急需解決的問題。通過對襯板材料分析，認為選用高質(zhì)量，買高溫、耐磨襯板可以初步解決這一問題，但是成本也比較高。最終經(jīng)過論證，認為參照回轉(zhuǎn)窯內(nèi)襯澆注料施工方案，用高鋁質(zhì)澆注料在冷卻窯進料端砌筑內(nèi)襯，替換原來的鋼質(zhì)襯板是解決上述問題行之有效的途徑。

在確定具體方案后，就需要確定具體砌筑的內(nèi)襯結(jié)構(gòu)。經(jīng)過對冷卻窯設(shè)計產(chǎn)能和工藝條件分析計算，認為在不影響冷卻窯進料和冷卻效果的前提下，內(nèi)襯砌筑厚度沿筒體100mm，砌筑長度從窯頭向出料端880mm（該長度正好是冷卻窯進料端活動斜襯板長度），同時在冷卻窯進料端擋料板處設(shè)置收縮口，具體如圖1所示。

圖1 冷卻窯進料端澆注料內(nèi)襯示意圖

這種結(jié)構(gòu)，在擋料板處設(shè)置的收縮口起到了原襯板螺旋抄板的作用，當1000℃左右的煅后焦進入后可以得到直冷噴淋水冷卻，同時煅后焦可以順利下移。澆注料的耐磨性很好地解決了進料端鋼襯板容易磨損、變形和漏料問題。當然由于澆注料的保溫效果，冷卻窯進料端窯體不會隨著高溫煅后焦的進入急劇升高，窯體可以自然冷卻，不用筒體外部冷卻時冷卻窯體。從而可以取消進料端筒體外部冷卻水，實現(xiàn)節(jié)約用水。

2.4.1澆注料內(nèi)襯改造施工步驟

正確組織和安排冷卻窯進料端澆注料內(nèi)襯改施工步驟，是保證該內(nèi)襯使用壽命的關(guān)鍵，該廠具體步驟如下：

a） 拆除冷卻窯原進料端斜襯板，利用火焊切割掉筒體進料端因為襯板變形，煅后焦進入筒體和襯板之間氧化和磨損嚴重的端部筒體，切割長度1m。如果筒體沒有磨損或磨損不嚴重，不需要切割更換筒體；

b） 根據(jù)設(shè)計圖紙，重新制作新筒體筒體1m更換切割筒體，筒體制作時縱向焊縫要錯開，間距不小于300～500mm。筒體橢圓度，特別是在接口處不大于（0.001～0.0015）D，筒體更換時必須對接頭打坡口，坡口端面對通體中心線的端面跳動不大于1mm，坡口形式與尺寸可選用《手工電弧焊接接頭的基本形式與尺寸》，筒體中心必須找正，接口處筒壁必須對齊，鋼板邊緣的偏差不超過1.2mm；

c） 在筒體焊接組對完成后，就需要做澆筑前的準備工作，即在筒體上焊接錨鉤，在錨鉤上纏繞布條，錨鉤焊接時間距一般可按200mm布置，沿筒體每圈約35個；

d） 在錨鉤焊接完成后，就可以按設(shè)計尺寸砌筑澆注料，由于砌筑長度較短，窯體直徑不大，可以支模板整體澆筑，如果直徑比較大就需要采用回轉(zhuǎn)窯澆筑方法，分次逐條澆筑；

e） 在澆注料砌筑完，拆除模板后，就需要對砌筑內(nèi)襯進行烘烤，烘烤工藝可以參照回轉(zhuǎn)窯的烘窯工藝進行，待內(nèi)襯完全干燥后方可投入使用。

2.4.2 澆注料內(nèi)襯改造特點

進料端經(jīng)過澆注料內(nèi)襯改造后，實際運行中能夠滿足冷卻窯原設(shè)計生產(chǎn)工藝要求，并具有以下特點：

a） 冷卻窯窯頭直接噴入窯內(nèi)冷卻高溫煅后焦的直冷水，在保證1000℃左右的煅后焦冷卻至60℃時，噴入的水量，不會影響高鋁質(zhì)澆注料的使用強度；

b） 進料端100mm厚，880mm長的高鋁質(zhì)澆注料內(nèi)襯，既保護了冷卻窯筒體高溫燒損和磨損，也不影響整個筒體散熱效果；

c） 澆注料內(nèi)襯耐磨損、耐高溫；

d） 冷卻窯窯頭擋料板處澆注料收口保證了煅后焦進入冷卻窯后順利下移而不漏料；

e） 可以取消進料端筒體外部的冷卻水，易于現(xiàn)場管理。

2.4.3 澆注料內(nèi)襯改造效果

2011年10月，該公司對1號冷卻窯進料端內(nèi)襯按上述方法進行改造后，一直正常使用。從使用情況看，效果良好，徹底解決了冷卻窯進料端內(nèi)襯磨損及漏料問題。進料端筒體外部冷卻水取消后，既節(jié)約了冷卻水消耗，也便于現(xiàn)場管理。

目前已使用1年半，進料端高鋁質(zhì)澆注料內(nèi)襯完好，預(yù)計可達到3年使用壽命。通過改造，年可節(jié)約新水消耗200噸以上，也可節(jié)約備件消耗，減輕工人更換襯板的勞動強度。

3 結(jié)束語

冷卻窯進料端澆注料內(nèi)襯改造，能夠很好地解決回轉(zhuǎn)窯配套冷卻窯進料端鋼襯板磨損引起的筒體磨損，有效延長設(shè)備的使用壽命，同時也能夠節(jié)約維修費用和冷卻水消耗。該項改造技術(shù)在同類工業(yè)冷卻窯中具有積極的推廣價值。

參考文獻

[1] 林文浚. 冷卻窯筒體圖03-69.12.1.0，貴陽鋁鎂設(shè)計院，1985.11.

[2] 趙永翔，楊志宏，王天俊. 設(shè)備操作、維護、檢修規(guī)程匯編，甘肅華鷺鋁業(yè)有限公司，2012.1