石灰回转窑窑衬的选材与设计

石灰回转窑以焦炭作燃料焙烧炼钢用冶金石灰，随着冶金石灰需求量不断上升，回转窑处于满负荷状态，回转窑大修频率由3~4年缩短到一年，增加了维修费用，并且，回转窑大修期间冶金石灰需外购，质量、产量不稳定，对操作带来不利影响。因此，对石灰回转窑窑衬损坏情况进行分析，找出损坏的主要原因，选择合适的窑衬材质及采取必要的防护措施，来提高回转窑窑衬寿命以满足炼钢正常生产，并进一步提高经济效益。

一、回转窑窑衬的工作环境及耐火材料的选择

1、石灰回转窑的结构

石灰回转窑分为预热带、煅烧带、冷却带三带。根据各带的功能不同，应选用不同材质、不同性能的耐火材料，以获得较好的经济效益。

2、耐火材料的选择

预热带：在预热带，窑衬主要承受石灰石的冲击、磨损以及由于煅烧带上移而产生的较高温度的危害。此段耐火材料的选用主要考虑耐火砖体积密度要高并且具有一定荷重软化温度和热震稳定性，一般选用耐磨性较好的致密黏土砖。

煅烧带：在煅烧带主要承受高温及下降物料的磨损和上升高压气流的冲刷，因此此段窑衬的选择应主要考虑耐火度、荷重软化温度要高。另外，由于此段为CaCO3主要分解区域，选用的耐火砖高温下与石灰接触造成的化学侵蚀作用及衬砖工作时受到的机械应力和热崩裂造成的组织脆化，要求该带衬砖应有较强的抗化学侵蚀能力和结构致密性。因此一般选用中性或碱性致密耐火砖。目前，国内主要采用高密度黏土砖、高铝砖、镁砖、镁铬砖、镁尖晶石砖等。

冷却带：回转窑冷却带温度较低，此部位的衬砖化学侵蚀较轻。该部位受鼓入的冷空气作用，石灰与空气的热量在此处进行交换，并承受窑衬砖的重量。因此该部位多选用高强度的致密黏土砖，也可采用致密高铝砖。

二、窑衬的砌筑设计

石灰回转窑窑衬的设计以保温性能好，蓄热量大为原则。窑墙厚度为600~850mm，小容积取下限，大容积取上限。窑墙厚度不足，保温性能差，热散失高，能耗就高。

窑衬的砌筑以各环分开，因为各层衬砖材质不一样，承受的工作温度不一样，产生的热膨胀不一样，各环分开砌筑，各环的热膨胀不受制约。窑衬结构设计为自窑壳依次为115mm轻质黏土砖，230mm轻质黏土砖，230mm厚楔形磷酸二氢铝不烧砖，230mm直形磷酸二氢铝不烧砖。间隔缝隙为3mm，砌筑方式如下：

1、湿法砌筑，磷酸二氢铝不烧砖用成品磷酸胶泥。

2、轻质黏土砖用耐火泥，耐火泥需配水玻璃时，水玻璃用量为10%。

3、环与环，层与层之间均错缝砌筑，间隙用同材质泥浆填充。

得出结论，合理选择窑衬材料，加厚窑墙，可以有效提高回转窑的保温效果，同时回转窑利用系数由原来的0.8t·（m³·d）-1提高到1.0t·（m³·d）-1，焦比（干基）仍为7.3%~7.6%。并且节约了大修费用，高铝砖价格约为1780元·t-1，磷酸二氢铝不烧砖价格约为1000元·t-1，大修一座石灰回转窑可节省约210000元。