旋窑用砖及砌筑

1、旋窑用砖及砌筑    摘要: 一.窑砖的条件与作用二.火砖的种类与选用三.窑砖的砌法分类四.砌砖作业五.窑头出料口耐火泥的砌铸六.预热机的砌砖七.耐火砖的储存 一.窑砖的条件与作用 水泥厂以窑为中心进行运转，其它的一些附属设备有故障都要勉强撑下去，只有等到窑出现问题才会进行集中修理。而窑系统的好与坏与窑砖的寿命有着直接的关系，窑砖的寿命又与砌窑砖的质量有直接的关系。由此可见砌砖质量的对整个厂的运作都有影响。 一般窑壳承受400度左右，窑砖承受1600度左右，假如窑出现掉砖，则会使窑壳温度过超群过其范围，在晚上观查时会有暗红色。假如不准时处理，窑壳会发生变形，在以后

2、的补砌窑砖时，会因窑壳变形而很难使窑砖密实，简单发生掉落。换砖时主要看耐火砖的厚度与其使用时间，再加上一些砖表面的状况去推断。 窑砖是填充在窑筒体内部的一层耐火材料，窑砖的主要作用有: 1.削减高温气体与物料对筒体化学侵蚀与机械磨损，保护窑壳。 2.充当传热介质窑砖可从气体中汲取一部份热量，以不同的传导及辐射方式传给物料。 3.窑砖也可以隔热保温，削减窑体热损失等。 依据耐火材料在窑内使用的部位不同，回转窑对窑砖的主要要求有: 1.耐高温性强窑内不管烧成状况的好坏，窑内温度都在1000多度以上，这就要求耐火砖在高温下不能溶化，在溶点之下还要保持有一定的强度。同时还要有长时间暴露在高温下仍有固定

3、的容积等特性。 2.热振稳定性好，即反抗窑温猛烈变化而不被破坏的能力好。在停窑、开窑以及旋窑运转状况不稳定的状况下，窑内的温度变化都比较大，这就要求窑砖在瘟度猛烈变化的状况下，不能有龟裂或者是剥落的状况。这也要求在操作时尽量使窑温稳定一些。 3.抗化学侵蚀性强在旋窑内烧成时，所形成的灰份、溶渣、蒸气均会对窑砖产生很大的侵蚀 4.耐磨性及机械强度好窑内饲料的滑动及气流中粉尘的磨擦，均会对窑砖造成很大的磨损。尤其是开窑的初期，窑内还没有窑皮保护时更是如此。窑砖还要承受高温时的膨胀应力及窑壳椭圆变形所造成的应力。要求窑砖要有一定的机械强度。 5.窑砖具有良好的挂窑皮性能窑皮挂在窑砖上，对窑砖有很大的

4、保护作用，假如窑砖具有良好的挂窑皮性能并且窑皮也能够维持较长的时间，可以使窑砖不受侵蚀与磨损。 6.孔隙率要低假如气孔率高会造成腐蚀性的窑气渗透入窑砖中凝聚，毁坏窑砖，特殊是碱性气体更是如此。 7.热膨胀安定性要好。窑壳的热膨胀系数虽大于窑砖的热膨胀系数。但是窑壳温度一般都在280-450度左右，而窑砖的温度一般都在800度以上，在烧成带的地方其温度有1300多度。这样窑砖的热膨胀还是比窑壳要大，窑砖简单受压应力造成剥落。 二.火砖的种类与选用 耐火砖品质与耐火特性选用是否洽当，砌砖时质量的好坏都会影响到窑砖的寿命。耐火砖的寿命又会直接影响到旋窑维护的成本，产量的凹凸。由此可见耐火砖的重要性。

5、在选择窑砖时，一般都是依据各带的温度、负荷不同进行选择，要留意窑砖与窑筒体的膨胀系数要比较接近。 窑砖的厚度越大，则窑壳隔热保温的效果也就越好，但窑内有效截面积也就减小，会使窑的产量也减小。窑砖越薄其有效容积越大，但窑壳的散热也越历害，高温对设备的损伤以及能源的浪废都比较大。 目前在国际上使用最多的是两种系列的砖，既iso系统(国际标准)与vdz系统(德国标准)，其实两者的材料都是一样，只是规格尺寸不一样。iso系统的砖较大、较厚，砖缝较少，但不便利搬运、操作。vdz系统的砖比较小、较薄，利于操作，简单挤紧，但强度较小，砖缝较多。使用iso系统，尽可能统一规格，高度220mm，宽度200mm，

6、这样可以削减备品量，节约投资。  耐火砖按其材质的不同可以分为以下几个种类: 1.粘土砖(保温砖):使用在预热锻烧带的区域中，耐火度在sk35下 2.高铝砖:其主要成份是al2o3，含量越高，耐火砖的耐火度就越高，抗剥落性、导热性、机械强度、抗化学侵蚀性都比较好。但是高铝砖的具有很大的可逆性膨胀，并且抗溶渣性比盐基性火砖要差。一般使用在锻烧带(过渡带)。常用的耐火指数为sk37。在冷却带多用sk37或者36。 3.盐基性火砖:盐基性火砖在高温下对灰份及溶渣具有很高的抗化学性能，具有良好的挂窑皮性能，并且窑皮附着的比校牢固。因为砖与窑皮相溶为一体，假如窑皮在窑皮掉落时，部份的窑砖也会随

7、窑皮掉落，抗剥落性较高铝砖要差。它主要有两种材料的砖: a.白云石砖(dolomite)，白云石砖的主要成份是方镁石(mgo)，其成份与生料的成份比较接近，所以这种砖的挂窑皮性能比较好，也不会与料发生反应。它具有高耐火性及容积安定性，但是当窑皮发生掉落时，窑砖也可能会有一部份与窑皮一起掉落。使用时要留意慎防灰化作用。窑砖在调储存时要特殊留意防水。 b.镁铬砖:镁铬砖的主要成份是铬矿。它具有良好的抗剥落性及机械强度。一般使用在旋窑的烧成带。 在烧成带，它要受热应力、机械应力、化学侵蚀三个条件的破坏。因此这带的窑砖要求比较严格。过去一般都是使用铬镁砖，它具有耐火度高、抗碱性化学侵蚀性好等优点。但是

8、镁铬砖成份中铬的含量比较高，当火砖废弃以后，铬金属会与水一起流失，进入到环境中造成污染。目前铬镁砖的用量正逐步地削减，现已用尖晶石砖进行代替。花莲厂将废弃窑砖置于矿山与石灰石进行混合，作为原料一起进入厂中回收，削减废品，降低污染。 3.耐火泥的种类 耐火泥主要可以分为以下几种: a.铸性火泥:也称为气凝性火泥。使用在窑头燃烧器，做保护耐火层，在预热机的某些部份作耐火籿料，一般以灌浆的方式进行施工 b.绝缘性火泥:使用于窑壳变形的平面处进行修复平整，或者用于冷却机的顶蓬做隔热 c.耐火泥:又称为热凝性火泥，主要是在砌砖时使用，使用耐火泥时，必需要加玻璃水进行搅拌(硅酸钠、水，nasio3、h2o

9、)。 一般didotect135(耐1350度以上的高温)，在窑尾使用sk34。 didotect150(耐1500度以上的高温)，高温时用sk35 couprit160h，主要使用在窑头喷煤嘴的地方(kilnburnerhead) couprit135h，主要使用在预热机及冷却机中。 4.窑砖的选用 a.窑内耐火砖的选用 #1窑于35m以后使用高铝砖，在出口冷却带使用高铝砖，其它的地方使用镁铬砖或尖晶石砖。#2窑于43m以后使用高铝砖，其它的地方使用镁铬砖或尖晶石砖。#3窑于35m以后使用高铝砖，其它的地方使用镁铬砖或尖晶石砖。在#3窑的出口冷却带使用耐火泥。 在胎环的四周，为避免过多的热量

10、传出，导至窑壳热膨胀而造成窑壳承受较大的机械应力。此处的火砖采用高铝砖与保层砖两层叠加所成。 b.冷却机内部耐火砖的选用 冷却机中耐火砖，前段与后段中熟料的温度不同，前段的温度较高，后段的温度较低一些。所选用的耐火砖也不同。在前段中主要是使用高铝砖与保温砖叠加所成，后段中主要是使用保温砖。在冷却机中，与料层接触磨擦的地方火砖受高温及磨擦比较利害，耐火砖品质要求更严格一些。 c.预热机内耐火材料的选用 主要的耐火材料是保温砖与同等级的铸性火泥。在预热机中，耐火材料要求材质轻、耐火度、耐火性要足够。在预热机中，气流夹带着粉料对旋风筒内壁有磨耗，特殊是在风管的拐弯或者是变向的地方。旋风筒的锤体的底部

11、也有脱酸的高温生料与筒壁接触。在窑气上升管道及三次风管中都有喷煤，供预热机中碳酸盐分解，温度也比较高，此处耐火材料要求更严格一些。 三.窑砖的砌法分类 1.砌砖方法的分类与要求 砌砖的方法有许多，它对窑砖的质量影响很大，一般都是通过以下的一些要求去评价: a.操作的安全性  b.正确且娴熟的安装 c.砌砖所费的时间 d.砌砖设备的可处理性(敏捷性) a.依据使用胶泥与否，砌砖可以分为干砌法与湿砌法两种。 1.湿砌法主要用于粘土砖、高铝砖两种。采用湿砌法时，窑砖与耐火泥的耐火度一定要比较接近，否则会运转时，窑砖没有磨耗，但耐火泥已没有了，这样就很简单掉砖。耐火泥涂抹要匀称。 2.干砌法

12、主要用于白云石砖与镁铬砖，主要是因为这两种砖易受水份影响其品质。 b.依据砖的排布又可分为横向环形砌法与纵向交叉砌法两种。 1.目前纵向交叉砌法比较少用，虽然它整体的强度比校好，相互之间连系比较紧密，但发生问题时，一个较小的点破坏可能会一个造成较大的面破坏。 2.横向环形砌法又可分为两相邻砖圈砖缝成一直线与砖缝交叉两种砌法。采用砖缝成一直线时，因砖尺寸偏差或砌砖使得砖缝不在一直线上，砖圈的错动时，砖的边角简单破损可能会造成强度不好。 c.依据砌砖的方法不同，可以分旋转法、固定法及胶粘法之分。 1.目前旋转法只用于一些小窑，对于大型窑而言，在撑窑时有巨大的压力会使窑壳变形。窑撑笨重，搬运支撑不便

13、利，窑径越大，窑撑承受的力也就越大，简单发生危急，砌砖的速度比较慢。 2.胶粘法，不需要辅助工具，砌砖速度快。但胶粘法主要是比较难保证窑砖质量，没有方法确定砌砖圈是否牢固。对于收尾砖及凹凸不平处很难处理。砌砖前要求窑内特别的洁净，否则会影响到粘胶粘结的效果。 3.固定法窑壳下半圈利用人工砌，上半圈利用砌砖机进行固定，砌砖过程中不需转窑，在窑截面的任何一个地方都可以砌砖，砌砖机在窑内移动特别便利。砌砖速度快、效率高、操作安全。 此次我厂#3窑系统的砌砖是采用干湿法结合、固定式、横向环形砌法。砖的外形与尺寸依据窑的内径确定，在同一窑中尽量做到规格统一，尺寸相宜。过大，使砖的重量增加，搬运砌筑不便，

14、并且简单掉砖。过小，又会使砖缝过多，降低强度，给砌筑带来麻烦。 四.砌砖作业 1.砌砖前的预备 砌砖之前，要将各种材料、工具预备好，将人员布置规划好，做到有计划、有预备。否则会造成人员混乱、进度、质量低下。 首先用扫帚将要砌砖处窑壳表面清理洁净，否则窑砖不能与窑壳密实地接触，两者间有缝隙。利用水平仪在窑轴向每隔3米的处找出窑壳的中心位置。利用墨斗，以两相邻的窑壳中心为端点，划出窑壳中心线。以窑头砌砖开头点为基准，每一米作与窑壳中心线垂直的圆为参考，防止同一圈砖不在同一垂直面上，发生偏斜。 此次#3窑是整个窑都要进行换砖。砖的运输是采用小叉车进行，它可以很便利地在窑内进出，运输量较大、操作安全。

15、以前是采用轻型皮带机运输，噪音大，砖简单破损，运量较小，搬运不便利。 砌砖前，必需将砖圈的圆周面与窑壳轴中心线垂直。每圈砖的第一个砖以窑中心线为基准，将砖置于窑壳中心线上，砖沿窑壳圆周方向向两侧砌筑。窑砖的配比主要是满意窑壳的锥度要求。在砌砖时依据配比进行砌筑。 在#3窑窑头现在只用一个挡砖圈，虽然受力会比较大一些，但在砌砖时比用两个挡砖圈要便于操作一些。采用两组挡砖圈，在两个挡砖圈之间很难保证砖正好放满间隙。这样耐火砖受力不匀称，砖圈之间靠的不够紧。在窑头第一圈砖前(挡砖圈之后)加有一弧形铁板，增大砖与挡砖砖圈的接触面积，以免砖被挤坏。#3以前就出现过窑砖被挡砖圈挤坏。砖与挡砖圈之间要靠紧。

16、在弧形铁板之间也留有间隙，供铁板受热膨胀缓冲用。 在砌砖之前也要考虑到耐火砖的热膨胀性，留有一定的膨胀空间。假如没有考虑，火砖在高温下膨胀很简单造成压应力，使窑砖剥落。目前主要的方式是在耐火砖之间加入纸板。在窑内温度升高时，纸板会烧化，留下的空间供火砖膨胀。但在窑冷却收缩时，砖与砖之间也会留下孔隙，这样粉料就很简单进入到砖缝中去，下一次开窑时窑砖就失去了原先的膨胀空间，火砖就很简单掉落。 在砌砖前，要留意检查窑壳表面是否有凹陷或者凸出的现象，因为窑壳表面不平整，会影响到砖与砖之间的紧密度。粉料或者是蒸气很简单进入到砖中进行侵蚀。 2.砌砖要求 砌砖时火砖的安置有四个要点: a.窑圈的紧密度 b

17、.窑砖的正确几何排列 c.窑砖质量好，已破损的窑砖勿用 d.新旧砖交界处要正确处理 耐火砖底部必需要紧贴窑壳，砖与砖之间要用木锤进行打击敲紧，尽量做到在圆柱面与圆端面平整，避免出现楼梯状，否则在运转时会很简单因圈与圈之间滑动造成破坏。也有的厂家特意将窑砖表面凹凸不平，因为这样窑皮与专的接触面积增大，窑皮挂的更牢固。火砖之间的缝隙越小越好。火砖最脆弱的地方是边与角，此处最简单裂开或者是剥落。 当旋窑转动时，窑壳与火砖圈之间存在着相对运动，两者的间隙越大，相对移动也就越大。对窑砖的损坏也就大。两者间的相对移动越小越好，这就要求窑砖与窑壳接触紧密。 在窑的两托轮处，因为它是主要的承重点，运转时此处筒

18、体的变形比较历害，所以此处的窑砖之间要涂有火泥。因为火泥具有一定的轫性，可以缓冲筒体变形的冲击，保护窑砖。火泥要整面涂匀称，厚度在1mm左右。采用涂泥方式砌砖，在每一圈砖收尾的最终15-20块砖不要涂火泥，以增加其砖的紧密度。 3.砌砖机的介绍 砌砖机由两部份组成。一是下部的操作平台，操作平台是由钢管焊接而成，平面上铺有木板。平台的下部由四个支滚轮支撑，滚轮位于窑截面4点与8点的位置。在操作平台的下部留有空间，供铲斗车与行人通过。整个操作皮台可用人力在窑内推动，不需要搬运。 另一部份是架在平台上的撑砖圈，撑砖圈成半圆状，在它的下部有导轨与操作平台相连，撑砖圈与操作平台间也可以相对移动。撑砖圈上

19、部共有两排垫子，全部采用气动。前面一排用于砌上半圆所用(除顶部外)，撑砖圈的顶部没有垫子，各垫子均有其各自的掌握阀。 每砌完一块砖，便可以用气垫将砖顶好。全部砌完以后(顶部的一部份没有砌)，在未砌砖的空位中加一个气动的夹紧器将砖夹紧。然后松开第一排气垫(砖在夹紧器的压力下不会掉落)，推动撑砖圈在导轨上向前移动。将第二排气垫停到第一排气垫的位置，把气垫顶起，将砖顶好。第二排气垫只有一个开关进行掌握。然后松开气动夹紧器，进行收尾砖的作业。 4.砌砖作业 采用固定法砌砖，可以将砌砖作业分成下半圈与上半圈两个操作面。运砖的小车可在砌砖机底部通过运送窑砖到下面，也可以将铲斗举起，打砖放到操作平台上，运砖

20、特别便利。上下两个操作面可以同时进行工作，操作空间更大又互不影响，有利于效率的提高。新砌一圈砖时，下半圈中每圈砖砌到窑径的一半高度就结束。大约砌了17圈左右，窑头有一定的空间，此时可以使用砌砖机在上半圈进行操作。 砌砖工作最费时的就是收尾砖，不管是每圈砖的收尾还是最终最终一块砖的蕎尾。每圈砖收尾时，要依据实际的情形选择收尾砖，但一定要保证耐火砖底部与窑壳贴紧，前部、底部不可留有缝隙，砖彼此之间要整面抵紧。  假如是平凡的砖收尾，收尾砖可以从边部放入，影响来不大。假如是最终一个砖收尾，耐火砖只有从下部进入到砖缝中。首先将砖的下端尺寸量好。假设有五块砖要砌，要使四块砖的小端与另一块砖的大

21、端尺寸之和等于或小于下端的尺寸，这样最终一块砖才能放的进去。然后在砖缝间打入1-2块2mm左右的铁板，使砖接触更加紧密。在烧成带的耐火砖也包有铁板，铁板的主要作用是: a.常与纸板同砌在窑砖中，供应窑砖受热膨胀用。 b.铁板在高温时会部份溶化，铁板氧化的部份使砖与砖间更加亲密地接触，保证砖圈的紧密。 c.盐基性砖，特殊是化学结合的盐基性砖，有铁板的加入，会增大其剥落性与化学侵蚀性的反抗力。 d.协助窑皮早期生成，并增加其附着力。 打铁板时，铁板不可打入小收尾砖中，并且要全部打入，不可打断或打弯，否则会造成火砖应力不均而破坏。两块砖之间最多能放一块铁片。最终两块小收尾砖在圆截面不能在一起，并且相

22、邻的两窑圈中的小收尾砖也要错开，既尽量分成两行或者是两块。收尾时避免过短或过小的砖在一起。主要因为小砖的强度较小，简单被压碎。  5.窑尾锥体的砌砖 在窑尾与进料室交界的地方，窑口有一段为锥形，主要是与进料室协作，使料从小管进到大管中具有一定的斜度，速度减缓比较顺畅，不会在死角淤料、溢料。窑尾锥体的耐火砖外形要求比较特别，最终共有五圈砖(详细见附图)。此处的窑砖不能用砌砖机进行，只能采用旋转法砌砖。 首先将五圈砖都砌到一半的高度。因为窑砖成斜面，不可能用窑撑直接与窑砖接触，中间要加有木垫。五圈砖利用三个窑撑、两块木垫将窑砖固定。三个窑撑的长度都不一样，窑撑利用两端的螺纹来调整窑撑的长

23、度，从而达到将砖圈顶紧的效果。两块木垫与五圈砖都有接触，窑撑放在木垫上。通过木垫将撑力传到窑砖，使窑砖稳固。木垫端部千万不能超过进料室托板的范围，虽然开初是不影响，但在转窑的过程中，木垫会撞到托板，使得整个窑圈都垮掉。在撑窑时一定要撑好，工作人员也要特殊留意安全，以免发生掉砖。这种方法速度比较慢，操作也不便利，担心全。假如用胶粘法不知效果如何。 将砖顶紧后再进行转窑90度，然后进行砌砖。砌完45度后(既将窑砖砌完1/4左右的时)，又将窑转动使最终的1/4位于下面，进行最终收尾。 6.砌砖时异常的处理 有时候窑砖尺寸偏差或砌砖操作不当，砖面也会出现不平或倾斜等异常。此时可以略加调整砖的配比，例如

24、#3窑窑头用了一圈较长的砖，主要因为窑头出料的部份不平整，用较长的砖，下部涂上耐火泥进行调整，这样可使窑砖的接触面积更大，砖面驱于平整。有时也可在火砖之间加入一些小铁片进行调整，两块砖之间最多只能垫一块，因为铁片在高温时可能会溶化而造成砖面间隙过大而不平。在有的砖侧面有小纸片，在高温时它会烧化，余下的空隙供砖膨胀用。必要时也可以去除一部份砖的纸片去除来调整。 假如窑壳表面有氧化层或杂物造成不平，可以用电磨或其它工具将其去除。在一些窑壳变形的地方，通常都是在耐火砖的底部涂火泥，也可以将窑砖去除一小部份边角进行整平。关键是要砖圈与砖圈之间，砖与窑壳之间要密实。 在新旧砖交界处，砖的侧面应用砌砖锤敲

25、打整平，避勉凹凸不平。假如需要锯砖时，锯过以后的火砖厚度不能太小(小于130mm)，必要时可通过锯2到3圈，使砖的厚度大一些来进行调整。并且在旧砖圈还要留有一定间隙，供涂火泥或加铁板用，尽量做到新旧砖圈全面接触。 对于焊缝处的砌砖处理，可以通过窑砖轴向上的调接，使焊缝成为两块砖的交界处，不会使一块砖位于焊缝上部。否则会使得砖面就不平整。例如使用较长砖，调整长度使焊缝成为两砖圈的交界处。也可以利用在焊缝低的一侧加耐火泥，使砖面能够平整。 从以上可以看出，砌砖质量的好坏及技术的凹凸主要取决于火砖轴向、径相的排列，凹凸不平处的砌砖，焊道处的处理，收尾砖的处理，新旧砖交接处的处理。 五.窑头出料口耐火

26、泥的砌铸 #3窑出口处，鼻圈与挡砖圈之间，没有使用耐火砖，目前已改成耐火泥。因为在窑头出料口磨损很历害，以前此处窑砖很简单掉落。窑头的耐火泥的端部是一圈可耐1500度的铸件既鼻圈，内部是挡砖圈。施工时需要的工具主要有电焊机、气动锤、电撞，刮耙、木锯、膨胀缝压板等。 在火泥中间设有暗卡挂钉使火泥更稳固。在暗卡挂钩的顶部有一个塑料套(有的地方也使用胶布)，挂钩的外部涂有一层油类。这样窑内升温时，暗卡挂钩是铁件，其的膨胀系数要比火泥大。塑料套与油质在高温下都会被烧化，正好给暗卡膨胀留有空间。否则暗卡膨胀会将火泥结构破坏。 在窑圈上焊设分格板，将整个窑圈分成12等份，既30度一份。每次施工只能浇注一份，浇注火泥的施工步骤为: 1.依图面位置焊装挂钩，间隔板及螺栓