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[摘 要]我厂白灰回转窑耐火砖采用镁铝尖晶石、高铝砖双层砌筑（重质工作层180mm、轻质隔热层55mm），生产过程中部分耐火砖脱落（轻质层破损），为了解决重质层锥度小、易脱落和轻质层易破损的问题，我公司与河北天达万方实业公司开发出白灰回转窑专用复合砖，该复合砖重质层与轻质层采用锯齿型整体复合，我厂白灰回转窑在2014年使用该复合砖后，解决了耐火砖工作层脱落和轻质层破损的问题，使用一年来效果良好。
[关键词]复合砖、回转窑、改造、效益
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）32-0263-01
1、前言
新兴铸管股份有限公司回转窑活性白灰1#生产线，该生产线采用φ10×30m的竖式预熱器----φ4×56m的回转窑—4×4×9.6m的竖式冷却器生产工艺，该生产线由公司技术中心负责设计，新兴重机公司进行了部分设备制作和安装，白灰生产线投产后实现了当月投产当月达产的目标，白灰CaO≥88%、活性度≥360，白灰质量指标达到设计要求，是公司一个比较成功的新建项目。活性石灰呈微晶形态，具有分散度高，比表面积大、体积密度小和活性度大等特性，烧结配加活性白灰后经喷水后迅速消化，生成Ca（OH）2并呈细小晶体，具有两个特点：因其晶粒极为细小，遇水后呈胶体状态，产生极强的粘结性；Ca（OH）2一旦生成后必然形成Ca（OH）2·10H2O，可作为成球的核心，这一结晶过程又使矿粉微粒随水迁移至Ca（OH）2的表面而被吸附成球。提高了混合料的成球率并提高料温，为厚料层烧结和烧结提产创造条件（配加活性白灰后烧结产量提高5～7%）。
另外活性白灰在炼钢中的作用：提高化渣速度，缩短冶炼时间；提高炼钢热效率，废钢比增加；降低白灰用量，提高钢水收得率，降低钢铁料消耗；提高脱硫、脱磷效果，改进钢的质量。由于活性白灰良好的冶金性能在下道工序的生产中发挥了巨大的效益，但随着烧结和炼钢产量的提高对白灰的需求量明显增加，为了满足下道工序的需求，白灰日产量由设计的530吨提高到650吨，但随着产量的提高回转窑内的填充率和热负荷也明显升高，白灰回转窑内的轻质保温砖出现大量的破损，成为限制产量提高和造成生产波动的主要原因。
2、存在问题
白灰回转窑耐火衬原设计为：煅烧带为两层重质的镁铝尖晶石（厚度分别为：垫层55mm、工作层180mm），其余分为重质层和轻质保温层，保温层为：比重1.0的轻质砖（厚55mm）、工作层为比重2.7的重质砖（厚180mm）。白灰窑投产后，随着产量的提高回转窑内的填充率和热负荷也明显升高，回转窑内衬的工作负荷也明显增加，生产过程中发现该内衬存在如下问题：
2.1、由于煅烧带没有隔热层，造成生产过程中窑皮温度高（310～320℃），热量损失大、燃料消耗高。
2.2、由于预热带轻质保温层强度差，在生产过程中由于石灰石的撞击和石灰石料层的重量、以及回转窑运行过程的震动等作用，造成回转窑尾部13米在2014年3月份轻质保温层破损 粉化，造成回转窑内衬砖整体脱落，被迫停机更换。
2.3、由于内衬砖分双层砌筑，造成工作层厚度薄、锥度小，在回转窑停机降温或烘炉升温过程中，在回转窑低速运转或翻窑过程中易拔鞘或整体脱落。
2.4、由于轻质保温层和重质工作层分层砌筑，在回转窑运行过程中，重质工作层对轻质保温层产生冲击，加速了轻质保温层的破损和粉化。
3、改造方案
针对白灰窑双层内衬砖在生产中存在的以上问题，结合在回转窑耐火衬方面的使用经验，我们与河北天达万方实业公司联合开发设计了一种复合砖，该复合砖是白灰窑专用的复合砖，该砖采用锯齿形整体复合工艺，使轻质保温层和重质工作层融合为一个整体，增加了耐火砖的锥度，减少了在冷窑和升温过程中的脱落；采用整体复合后，在回转窑运行过程中，杜绝了重质工作层对轻质保温层产生冲击，减少了轻质保温层的破损，提高了使用寿命，该整体复合砖为230mm厚度的整体复合砖（轻质层60mm、重质层170mm），轻质层为隔热层，起到降低窑皮温度、节约煤气的目的；重质层为工作层，提高该砖的耐磨性、延长使用寿命。自2014年5月份将回转窑内衬大部分更换为复合砖后使用效果良好，现已在白灰回转窑行业推广应用。
4、改造效益
4.1、节约煤气的效益：白灰复合砖经过一年多的生产实践证明效果良好，并且煅烧带窑皮温度降低了30～40℃，吨灰焦炉煤气由212.89m3/t、降低到196.81 m3/t，高炉煤气由143.31 m3/t、降低到117.15 m3/t，工序能耗由149.89降低到136.48，焦炉煤气单价0.72元/m3、高炉煤气单价0.035元/m3，吨灰节煤气的效益为12.5元/吨。年白灰产量按照27万吨计算，节约煤气年效益为：12.5×27 = 337.5万元
4.2、提高耐火衬的寿命的效益：更换复合砖后，回转窑耐火衬的使用寿命可达到三年以上，比双层砖提高了四倍以上，预热和煅烧带的长度40米，耐火砖重量297吨，双层砖均价1750元/吨，复合砖价格2800元/吨，换砖的维修费用8万元/次，提高耐火砖寿命的效益：〔（297×1750×4）+8×3〕-2800×297 = 148.7万元。
4.3、提高产量的效益：采用复合砖后，白灰回转窑运行正常，减少了因为耐火砖破损引起的故障停机，设备作业率由原来的91%提高到97%，白灰日产量由原来的650吨提高到780吨，白灰年产量由原来的22.5万吨提高到27.0万吨，每吨白灰的效益按照15元计算，更换复合砖后提高产量的效益为：（27-22.5）×15 = 67.5万元。
4.4、采用复合砖后，白灰窑年综合效益为：337.5+148.7+67.5 = 553.7万元。
5、结论
白灰回转窑内衬2014年更换为复合砖后，经过一年多的实践检验，运行良好、达到预期效果，为白灰产量和质量提高创造了条件，我厂白灰窑的利用系数达到1.47（全国第一），比同行平均水平的0.86高0.61，更换复合砖后经过实践检验我们可以得出如下结论：
5.1、采用复合砖后，解决了原内衬砖工作层厚度薄、锥度小，在停机凉窑和升温过程中易拔鞘和脱落的问题；在烘炉和降温过程中回转窑可以低速运转，防止了回转窑的变形和弯曲。
5.2、采用复合砖后，解决了原内衬砖轻质保温层强度低易破损和粉化的问题，内衬砖的使用寿命由原来的6～8个月预计能提高到36个月以上，保证了生产的稳定和均衡。
5.3、采用复合砖后，回转窑窑皮温度降低了30～40℃，焦炉煤气单耗减少了16.08m3/t、高炉煤气单耗减少了21.16m3/t，节约了煤气消耗，达到了节能减排的效果。
5.4、采用复合砖后，减少了因为耐火砖破损引起的故障停机，设备作业率由原来的91%提高到97%，白灰日产量由原来的650吨提高到780吨，白灰年产量由原来的22.5万吨提高到27.0万吨。
5.5、采用复合砖后，白灰回转窑节约煤气、提高耐火砖寿命和提高产量的年综合效益为：553.7万元。
[关键词]复合砖、回转窑、改造、效益
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）32-0263-01
1、前言
新兴铸管股份有限公司回转窑活性白灰1#生产线，该生产线采用φ10×30m的竖式预熱器----φ4×56m的回转窑—4×4×9.6m的竖式冷却器生产工艺，该生产线由公司技术中心负责设计，新兴重机公司进行了部分设备制作和安装，白灰生产线投产后实现了当月投产当月达产的目标，白灰CaO≥88%、活性度≥360，白灰质量指标达到设计要求，是公司一个比较成功的新建项目。活性石灰呈微晶形态，具有分散度高，比表面积大、体积密度小和活性度大等特性，烧结配加活性白灰后经喷水后迅速消化，生成Ca（OH）2并呈细小晶体，具有两个特点：因其晶粒极为细小，遇水后呈胶体状态，产生极强的粘结性；Ca（OH）2一旦生成后必然形成Ca（OH）2·10H2O，可作为成球的核心，这一结晶过程又使矿粉微粒随水迁移至Ca（OH）2的表面而被吸附成球。提高了混合料的成球率并提高料温，为厚料层烧结和烧结提产创造条件（配加活性白灰后烧结产量提高5～7%）。
另外活性白灰在炼钢中的作用：提高化渣速度，缩短冶炼时间；提高炼钢热效率，废钢比增加；降低白灰用量，提高钢水收得率，降低钢铁料消耗；提高脱硫、脱磷效果，改进钢的质量。由于活性白灰良好的冶金性能在下道工序的生产中发挥了巨大的效益，但随着烧结和炼钢产量的提高对白灰的需求量明显增加，为了满足下道工序的需求，白灰日产量由设计的530吨提高到650吨，但随着产量的提高回转窑内的填充率和热负荷也明显升高，白灰回转窑内的轻质保温砖出现大量的破损，成为限制产量提高和造成生产波动的主要原因。
2、存在问题
白灰回转窑耐火衬原设计为：煅烧带为两层重质的镁铝尖晶石（厚度分别为：垫层55mm、工作层180mm），其余分为重质层和轻质保温层，保温层为：比重1.0的轻质砖（厚55mm）、工作层为比重2.7的重质砖（厚180mm）。白灰窑投产后，随着产量的提高回转窑内的填充率和热负荷也明显升高，回转窑内衬的工作负荷也明显增加，生产过程中发现该内衬存在如下问题：
2.1、由于煅烧带没有隔热层，造成生产过程中窑皮温度高（310～320℃），热量损失大、燃料消耗高。
2.2、由于预热带轻质保温层强度差，在生产过程中由于石灰石的撞击和石灰石料层的重量、以及回转窑运行过程的震动等作用，造成回转窑尾部13米在2014年3月份轻质保温层破损 粉化，造成回转窑内衬砖整体脱落，被迫停机更换。
2.3、由于内衬砖分双层砌筑，造成工作层厚度薄、锥度小，在回转窑停机降温或烘炉升温过程中，在回转窑低速运转或翻窑过程中易拔鞘或整体脱落。
2.4、由于轻质保温层和重质工作层分层砌筑，在回转窑运行过程中，重质工作层对轻质保温层产生冲击，加速了轻质保温层的破损和粉化。
3、改造方案
针对白灰窑双层内衬砖在生产中存在的以上问题，结合在回转窑耐火衬方面的使用经验，我们与河北天达万方实业公司联合开发设计了一种复合砖，该复合砖是白灰窑专用的复合砖，该砖采用锯齿形整体复合工艺，使轻质保温层和重质工作层融合为一个整体，增加了耐火砖的锥度，减少了在冷窑和升温过程中的脱落；采用整体复合后，在回转窑运行过程中，杜绝了重质工作层对轻质保温层产生冲击，减少了轻质保温层的破损，提高了使用寿命，该整体复合砖为230mm厚度的整体复合砖（轻质层60mm、重质层170mm），轻质层为隔热层，起到降低窑皮温度、节约煤气的目的；重质层为工作层，提高该砖的耐磨性、延长使用寿命。自2014年5月份将回转窑内衬大部分更换为复合砖后使用效果良好，现已在白灰回转窑行业推广应用。
4、改造效益
4.1、节约煤气的效益：白灰复合砖经过一年多的生产实践证明效果良好，并且煅烧带窑皮温度降低了30～40℃，吨灰焦炉煤气由212.89m3/t、降低到196.81 m3/t，高炉煤气由143.31 m3/t、降低到117.15 m3/t，工序能耗由149.89降低到136.48，焦炉煤气单价0.72元/m3、高炉煤气单价0.035元/m3，吨灰节煤气的效益为12.5元/吨。年白灰产量按照27万吨计算，节约煤气年效益为：12.5×27 = 337.5万元
4.2、提高耐火衬的寿命的效益：更换复合砖后，回转窑耐火衬的使用寿命可达到三年以上，比双层砖提高了四倍以上，预热和煅烧带的长度40米，耐火砖重量297吨，双层砖均价1750元/吨，复合砖价格2800元/吨，换砖的维修费用8万元/次，提高耐火砖寿命的效益：〔（297×1750×4）+8×3〕-2800×297 = 148.7万元。
4.3、提高产量的效益：采用复合砖后，白灰回转窑运行正常，减少了因为耐火砖破损引起的故障停机，设备作业率由原来的91%提高到97%，白灰日产量由原来的650吨提高到780吨，白灰年产量由原来的22.5万吨提高到27.0万吨，每吨白灰的效益按照15元计算，更换复合砖后提高产量的效益为：（27-22.5）×15 = 67.5万元。
4.4、采用复合砖后，白灰窑年综合效益为：337.5+148.7+67.5 = 553.7万元。
5、结论
白灰回转窑内衬2014年更换为复合砖后，经过一年多的实践检验，运行良好、达到预期效果，为白灰产量和质量提高创造了条件，我厂白灰窑的利用系数达到1.47（全国第一），比同行平均水平的0.86高0.61，更换复合砖后经过实践检验我们可以得出如下结论：
5.1、采用复合砖后，解决了原内衬砖工作层厚度薄、锥度小，在停机凉窑和升温过程中易拔鞘和脱落的问题；在烘炉和降温过程中回转窑可以低速运转，防止了回转窑的变形和弯曲。
5.2、采用复合砖后，解决了原内衬砖轻质保温层强度低易破损和粉化的问题，内衬砖的使用寿命由原来的6～8个月预计能提高到36个月以上，保证了生产的稳定和均衡。
5.3、采用复合砖后，回转窑窑皮温度降低了30～40℃，焦炉煤气单耗减少了16.08m3/t、高炉煤气单耗减少了21.16m3/t，节约了煤气消耗，达到了节能减排的效果。
5.4、采用复合砖后，减少了因为耐火砖破损引起的故障停机，设备作业率由原来的91%提高到97%，白灰日产量由原来的650吨提高到780吨，白灰年产量由原来的22.5万吨提高到27.0万吨。
5.5、采用复合砖后，白灰回转窑节约煤气、提高耐火砖寿命和提高产量的年综合效益为：553.7万元。