在大型回轉窯的長期運行中,耐火材料的磨損與剝落是導致停窯檢修的主要原因之一。傳統鑄件填充材料如天然高強度鋁鎂尖晶石雖具備優異的耐火性能,但在實際應用中仍可能因磚體質量問題引發非計劃性停窯。通過創新性地采用DK系列高溫水泥與鋁鎂尖晶石澆注料的混合方案,成功實現了窯體的快速熱修復,不僅縮短了停機時間,還顯著提升了經濟效益。
材料性能與修復方案設計
針對窯內高溫環境,修復材料需滿足極端條件下的強度與熱穩定性要求。DK-1高溫水泥的耐火度超過1790℃,燒成后抗折強度(1400℃)達12.3 MPa以上,且Al?O?含量高于85%,其快速凝結特性(120分鐘初凝)適合緊急搶修。而DK-2材料在抗壓強度(1400℃下80 MPa)和可操作時間(30-90分鐘)上更具靈活性。與之配合的LN系列鋁鎂尖晶石澆注料耐火度同樣超過1790℃,1500℃下抗折/抗壓強度分別達到16 MPa和90 MPa,Al?O?含量70%以上,確保了高溫下的結構穩定性。
修復方案的核心在于材料配比與施工工藝:
- 混合比例:按1:1混合DK-1水泥與LN澆注料干基,并加入4 kg/m3鋼纖維增強抗裂性;
- 施工工具:定制直徑128 mm×200 mm的鋼勺焊接于6英寸鋼管上,便于物料精準投送;
- 混合流程:每批次25 kg材料干混5分鐘,加水攪拌至無溢漿狀態后立即澆筑。
關鍵施工技術與操作要點
- 窯內預處理:檢修時需緩慢旋轉窯體,清除裸露鐵皮區域,并通過人孔門投料,保護層厚度控制在10 cm以內,采用搗打密實;
- 分層修復:先使用DK-1混合料填補基層,再以DK-2材料覆蓋增強,全程需在2小時內完成以利用材料自凝結特性;
- 快速復產:修復后無需烘烤,直接升溫投料,依托高溫下材料的陶瓷燒結反應形成穩固結合。
應用效果與經濟價值
經過一個月生產驗證,修復區域在1000±50℃的二次風溫下表現出色:
- 抗燒蝕性:薄層修復區仍能有效抵抗高溫氣流沖刷;
- 經濟效益:較傳統停窯更換耐火磚方案,節省了70%以上的檢修時間,同時避免了整周停產損失;
- 技術延伸:該方案適用于窯口澆注料的小面積修復,且支持反復澆筑,尤其適合無計劃停機的應急處理。
技術原理與未來展望
DK高溫水泥與鋁鎂尖晶石的協同作用源于雙重鍵合機制:低溫階段依靠化學鍵合與晶格轉變提供初始強度,高溫下通過陶瓷燒結形成致密網絡。這一技術路徑為回轉窯耐火材料維護提供了新思路,未來可通過優化鋼纖維分布與材料納米改性,進一步提升修復層的抗熱震性與壽命。在追求高效低碳的工業背景下,此類快速修復技術將成為冶金、水泥等行業降本增效的重要選擇。