低导热多层复合莫来石砖

文县祁连山水泥有限公司Φ4m×60m回转窑过渡带使用低导热多层复合莫来石砖节能效果较好。起初用在18～38m段，使用1年后18～28m段砖的厚度在140mm以上，28～38m段厚度基本完好;使用前筒体温度平均在330℃以上，使用后筒体温度平均在270℃以下。公司又将38～48m段用上低导热多层复合莫来石砖，年度检修时检查28～48m段的复合砖依然基本完好，筒体温度平均在270℃以下。本文就低导热多层复合莫来石砖在我公司使用的情况进行总结。

存在的问题

(1) 公司水泥窑煤耗169.09kg/t，较高;进厂原煤水分8.57%，灰分25.19%，热值21330kJ/kg;水泥窑为Φ4m×60m，窑内耐火砖厚度为200mm，窑内18～59m段耐火砖使用硅莫砖，导热系数高，特别18～38m筒体温度平均330℃，筒体散热较多。

(2) 由于筒体温度高，水泥窑二档托轮瓦温度偏高。

原因分析及解决措施

2.1原因分析

我公司水泥窑18～59m段耐火砖使用硅莫砖，这是我国大中型水泥回转窑非烧成带普遍采用的耐火砖之一。硅莫砖耐磨性好，热震稳定性能优异，有较好的使用效果。但由于硅莫砖添加了大量的碳化硅来提高其高温力学指标，其导热系数(见表1)也一直居高不下，造成较大的能源浪费。

2.2解决措施

通过考察，我们决定选用低导热多层复合莫来石砖替代硅莫砖。

低导热多层复合莫来石砖使用创新的工作层、保温层、隔热层多层复合结构设计(见图1)，导热系数大大降低。该材料的工作层以M70莫来石为骨料，以80均质料为细粉，加入12%～15%的碳化硅，10%～12%的红柱石细粉，具有较高的常温耐压强度、较高的荷重软化温度、良好抗热震性;保温层设计采用M60或M70莫来石为主原料，适宜的氧化铝含量使其具备更高的莫来石相含量，几乎不含刚玉相，其保温层具备比工作层更低的导热系数，且与工作层具有良好的结合性、较高的强度及耐磨性。隔热层选用含锆纤维板，因含锆纤维板在不同温度下的导热系数(见表1)都处于较低位置，同时在高温下的收缩率也是较低[1]。因此低导热多层复合莫来石砖具有高强度、高耐磨、高抗蚀、高荷重软化温度以及优良的抗热震性能，完全满足了大中型水泥回转窑生产工艺的要求，同时由于其具有低导热的特性，使得筒体外表温度降低，减少了吨熟料原煤消耗，同时延长了筒体使用寿命，从而能为水泥企业带来较大的社会经济效益。

使用效果

我公司2017年用低导热多层复合莫来石砖替代了18～38m段的硅莫砖，使用1年后18～28m段砖的厚度在140mm以上，28～38m厚度基本完好，使用前筒体温度平均在330℃以上，使用后筒体温度平均在270℃以下。2018年我公司又延长使用10m，年度检修检查28～48m段使用的复合砖依然基本完好，筒体温度年平均在270℃以下。经济效益如下：

(1) 节能：

筒体表面温度降低50～80℃，减少吨熟料原煤消耗约1.781kg，每年减少原煤消耗约1336t，按原煤现价540元/吨计算，年节约费用约72.14万元。另外，低导热多层复合莫来石砖比硅莫砖轻约18t，回转窑运行电耗也有所降低。

(2) 减排：

年节省原煤约1336t燃煤，可减少二氧化碳排放约2700t，二氧化硫14.2t，氮氧化物约6t。

(3) 延长耐火材料使用周期：

普通耐火砖到了后期，厚度剩余120mm时，会因筒体温度过高不能使用，须每半年进行更换，且必须停窑进行检修。但低导热多层复合莫来石砖到厚度剩余120mm时，筒体温度依然比普通砖低50～80℃，可以继续安全使用。

(4) 降低轮带磨损及筒体变形速度：

导热率低、重量轻，降低了轮带受压磨损及筒体高温变形和氧化锈蚀的速度，延长了托轮及筒体的使用寿命，降低了维修费用。

结束语

尽管使用低导热多层复合莫来石砖比硅莫砖直接费用高，但其解决了筒体温度高和二档托轮瓦温度偏高的问题，不仅减少了煤炭的使用量，降低了回转窑的运行电耗，还降低了二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物的排放量;不仅延长耐火材料使用周期，还降低轮带磨损及筒体变形速度。总体上讲，使用低导热多层复合莫来石砖替代硅莫砖，降低了生产成本，减少了生产对环境的影响。