當(dāng)前震宇耐火材料有限公司生產(chǎn)的鎂鉻或鎂鋁耐火磚都需要進(jìn)行浸鹽處理，浸鹽處理時(shí)間一般為1~5h,浸鹽處理完后一起放入干燥窯干燥，主要是為了提高鎂質(zhì)耐火磚的抗侵蝕性能，同時(shí)提高鎂質(zhì)耐火磚的使用壽命，降低其使用成本。但是長(zhǎng)時(shí)間的浸鹽處理過(guò)程會(huì)將大量的水分帶入到鎂質(zhì)耐火磚，如不能及時(shí)將鎂質(zhì)耐火磚的水分排出，將會(huì)對(duì)鎂質(zhì)耐火磚的性能起到負(fù)面影響，因此其后階段的干燥窯干燥過(guò)程對(duì)穩(wěn)定鎂質(zhì)耐火磚的性能起到了重要的作用。

通鎂質(zhì)耐火磚浸鹽熱處理窯需解決的問(wèn)題

1.1 鎂質(zhì)耐火磚生產(chǎn)的基本情況

鎂質(zhì)耐火磚是指以鎂石做原料，以方鎂石做主晶相，w(MgO)為80%~85%以上的一種堿性耐火材料。鎂質(zhì)耐火磚耐火度高達(dá)2000℃以上，荷重軟化溫度可達(dá)1550~1650℃,同時(shí)具有優(yōu)良的抗侵蝕性，在高溫堿性渣侵蝕嚴(yán)重的鋼包內(nèi)襯、水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶和二次精煉爐等部位應(yīng)用較為廣泛。大石橋市震宇耐火材料公司使用1000t摩擦壓磚機(jī)制備鎂質(zhì)耐火磚，經(jīng)高溫?zé)珊髮⑵浣}處理2.5h,然后送入干燥窯進(jìn)行干燥。

該公司生產(chǎn)的鎂質(zhì)耐火磚在長(zhǎng)時(shí)間的浸鹽處理過(guò)程中，鎂質(zhì)耐火磚中的氧化鎂成份容易與水接觸發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鎂：

MgO+H?O=Mg(OH)?

從大石橋市震宇耐火材料公司生產(chǎn)情況來(lái)看，鎂質(zhì)耐火磚材料經(jīng)水化后其表面會(huì)有大小不同的鼓包、同時(shí)表面有白霜、耐火磚材結(jié)構(gòu)變的較為疏松、表面呈現(xiàn)星狀裂紋。如果鎂質(zhì)耐火磚材料水化反應(yīng)發(fā)生較為嚴(yán)重，最后會(huì)使耐火磚材料徹底粉化，其性能被破壞無(wú)法使用。為了能有效地阻止鎂質(zhì)耐火磚材料發(fā)生水化反應(yīng)，材料進(jìn)行2.53h的浸鹽處理后，會(huì)立刻將鎂質(zhì)耐火磚材料送入熱處理窯進(jìn)行綜合熱處理，及時(shí)將浸漬鹽中的水分蒸發(fā)，防止水化反應(yīng)的發(fā)生，保障鎂質(zhì)耐火磚材料的性能。

1.2 鎂質(zhì)耐火磚浸鹽熱處理窯需解決的問(wèn)題分析

大石橋市震宇耐火材料公司鎂質(zhì)耐火磚材料浸鹽熱處理窯需要對(duì)以下幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行有效地處理。

1)經(jīng)實(shí)驗(yàn)可知，鎂質(zhì)耐火磚材料在85~115℃的溫度區(qū)間其水化速度會(huì)加快，從而在鎂質(zhì)耐火磚材料送入熱處理窯進(jìn)行處理時(shí)，距離熱處理窯入口窯門(mén)位置常因溫度較低而發(fā)生較為嚴(yán)重的水化反應(yīng)，因此要求鎂質(zhì)耐火磚材料在熱處理窯進(jìn)行熱處理時(shí)，距離熱處理窯入口窯門(mén)位置的鎂質(zhì)耐火磚坯材料應(yīng)盡快脫離85~115℃溫度區(qū)域。

2)鎂質(zhì)耐火磚材料在熱處理窯中，當(dāng)溫度升高至195℃時(shí)要求保溫加熱5h,但是在進(jìn)窯、出窯過(guò)程中，由于熱處理窯窯門(mén)的打開(kāi)，外界空氣的匯入會(huì)對(duì)熱處理窯的保溫溫度和壓力造成較大波動(dòng)，影響鎂質(zhì)耐火磚材料的質(zhì)量。

3)鎂質(zhì)耐火磚材料在熱處理窯內(nèi)的位置不同會(huì)導(dǎo)致其需要的熱風(fēng)量有所不同，必須對(duì)熱處理窯分區(qū)域設(shè)計(jì)并對(duì)熱風(fēng)量進(jìn)行分區(qū)域控制，進(jìn)而保障窯內(nèi)溫度分布的合理性和可靠性。

鎂質(zhì)浸鹽耐火磚材料熱處理窯的設(shè)計(jì)

2.1 熱處理窯設(shè)計(jì)的技術(shù)方案分析

針對(duì)大石橋市震宇耐火材料公司鎂質(zhì)浸鹽耐火磚材料熱處理窯存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了進(jìn)、出口準(zhǔn)備室，風(fēng)量分區(qū)控制，熱風(fēng)循環(huán)裝置等技術(shù)方案，從而有效地保障了熱處理窯的熱處理過(guò)程符合浸鹽鎂質(zhì)耐火磚材料對(duì)于熱處理的要求。

1)在熱處理窯前部位置設(shè)置入口準(zhǔn)備室、熱處理窯后部位置設(shè)置出口準(zhǔn)備室。當(dāng)需要打開(kāi)熱處理窯的入口或出口窯門(mén)時(shí)，提前關(guān)閉入口或出口準(zhǔn)備室，該操作可以有效地防止熱處理窯外部空氣進(jìn)到熱處理窯內(nèi)，避免對(duì)窯內(nèi)溫度和壓力造成影響。

2)在熱處理窯本體內(nèi)設(shè)置有若干車(chē)位，車(chē)位上方設(shè)置有熱風(fēng)進(jìn)風(fēng)口和廢氣出風(fēng)口;在窯體左側(cè)設(shè)置有熱風(fēng)入口側(cè)夾層，在窯體右側(cè)設(shè)置有廢氣出口側(cè)夾層;左右兩側(cè)夾層設(shè)置有隔板，可將進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)分為3個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)調(diào)節(jié)，相互干擾。送風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)送至熱風(fēng)進(jìn)風(fēng)口，通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)板送入熱處理窯內(nèi)，對(duì)窯內(nèi)的鎂質(zhì)浸鹽耐火磚材料按熱工制度進(jìn)行處理。

3)在熱處理窯的頂部位置安設(shè)有多臺(tái)循環(huán)風(fēng)機(jī)，可有效的保障熱處理窯內(nèi)上下溫度的均勻性和可靠性。

4)該熱處理窯的熱風(fēng)采用單獨(dú)的熱風(fēng)爐產(chǎn)生的熱風(fēng)進(jìn)行供應(yīng)。

2.2 窯爐配置及熱處理工藝過(guò)程

2.2.1窯爐配置

大石橋市震宇耐火材料公司鎂質(zhì)浸鹽耐火磚材料熱處理窯設(shè)計(jì)如圖1-1和1-2所示。主要由入口準(zhǔn)備室、出口準(zhǔn)備室、熱處理窯本體、窯門(mén)、送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)和循環(huán)風(fēng)機(jī)等結(jié)構(gòu)組成。

1—入口準(zhǔn)備室;2—熱處理窯本體;3—出口準(zhǔn)備室;

4~7—窯門(mén)(分別為1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)窯門(mén));

8—送風(fēng)機(jī);9—排風(fēng)機(jī);10—循環(huán)風(fēng)機(jī)

圖1鎂質(zhì)浸鹽耐火磚材料熱處理窯設(shè)計(jì)示意圖

2.2.2窯爐熱處理工藝過(guò)程

窯爐熱處理工藝過(guò)程分析：窯車(chē)經(jīng)1號(hào)窯門(mén)→到達(dá)入口準(zhǔn)備室→關(guān)閉1號(hào)窯門(mén)+4號(hào)窯門(mén)→打開(kāi)2號(hào)窯門(mén)+3號(hào)窯門(mén)→入口準(zhǔn)備室窯車(chē)推入窯本體→關(guān)閉2號(hào)窯門(mén)→窯本體中最后一臺(tái)窯車(chē)拖到出口準(zhǔn)備室→關(guān)閉3號(hào)窯門(mén)→打開(kāi)1號(hào)窯門(mén)和4號(hào)窯門(mén)→將窯車(chē)推進(jìn)入口準(zhǔn)備室、將出口準(zhǔn)備室中窯車(chē)拖出。

2.3 窯爐特點(diǎn)分析

該鎂質(zhì)浸鹽耐火磚材料熱處理窯的特點(diǎn)分析：

1)熱處理窯內(nèi)鎂質(zhì)浸鹽耐火磚材料放置在不同區(qū)域其水分情況不同，對(duì)熱風(fēng)量及干燥速度要求也不一樣，通過(guò)對(duì)熱處理窯內(nèi)不同區(qū)域溫度及風(fēng)量的分區(qū)域控制模式，可以實(shí)施鎂質(zhì)浸鹽耐火磚材料水分干燥速度的控制，有效地解決了該企業(yè)以往在入口窯門(mén)位置鎂質(zhì)浸鹽耐火磚材料易水化的問(wèn)題。

2)在熱處理窯本體頂部位置設(shè)置有循環(huán)風(fēng)機(jī)，可以有效的調(diào)整熱處理窯內(nèi)上下溫度的均勻性，最大程度保障熱處理窯內(nèi)溫度之間差異較小，使鎂質(zhì)浸鹽耐火磚材料的熱處理過(guò)程得到有效保障，從而保障耐火磚材料的質(zhì)量。

3)在熱處理窯中通過(guò)設(shè)置入口準(zhǔn)備室和出口準(zhǔn)備室，實(shí)現(xiàn)對(duì)窯門(mén)升降順序的有效控制，可有效保障熱處理窯內(nèi)不會(huì)因窯車(chē)進(jìn)出導(dǎo)致空氣的進(jìn)入而引發(fā)的溫度和壓力波動(dòng)。

4)熱處理窯采用負(fù)壓狀態(tài)下進(jìn)行操作，從而完成鎂質(zhì)浸鹽耐火磚材料的整個(gè)物化過(guò)程，可有效地改善熱處理窯內(nèi)的情況，節(jié)能降耗及環(huán)境保護(hù)效果顯著。

5)熱處理窯采用PLC控制，采用西門(mén)子S7-300系列CPU+OYES-300系列10模塊+OYES-300系列M153模塊。通過(guò)Profibus網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)主站和從站之間的通訊;中央控制室上位機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)主機(jī)之間通過(guò)MPI網(wǎng)絡(luò)通訊，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的溫度、傳送速度、加熱工藝等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)熱處理窯內(nèi)機(jī)械設(shè)備的全自動(dòng)化作業(yè)以及熱處理窯熱工制度的全自動(dòng)調(diào)節(jié)。

效果分析

大石橋市震宇耐火材料公司鎂質(zhì)浸鹽耐火磚材料熱處理窯按上述技術(shù)方案進(jìn)行窯爐配置及熱處理工藝過(guò)程的設(shè)計(jì)后，于2020年1月投入到了實(shí)踐應(yīng)用當(dāng)中。從應(yīng)用結(jié)果可知：熱處理窯設(shè)計(jì)完成后，該企業(yè)鎂質(zhì)耐火磚材料浸鹽處理后送入到熱處理窯進(jìn)行干燥處理，效果較好，該熱處理過(guò)程及時(shí)有效保證鎂質(zhì)耐火磚材料浸鹽處理后的水份能及時(shí)的去除，基本無(wú)水化反應(yīng)發(fā)生，其表面無(wú)鼓包、起白霜、星狀裂紋等現(xiàn)象發(fā)生。經(jīng)檢測(cè)，鎂質(zhì)耐火磚材料具有較好的抗侵蝕性能，穩(wěn)定了鎂質(zhì)耐火磚的性能。

結(jié) 語(yǔ)

對(duì)大石橋市震宇耐火材料鎂質(zhì)耐火磚材料浸鹽處理后，需要經(jīng)熱處理窯進(jìn)行干燥除去其中的水分，從進(jìn)出口準(zhǔn)備室、熱風(fēng)循環(huán)裝置、熱風(fēng)量分區(qū)PLC控制系統(tǒng)等方案進(jìn)行了針對(duì)性的設(shè)計(jì)，有效地保障了鎂質(zhì)耐火磚材料浸鹽處理后熱處理窯所需的熱工制度，實(shí)踐應(yīng)用效果理想。該熱處理窯采用PLC控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)熱處理窯內(nèi)機(jī)械設(shè)備的全自動(dòng)化作業(yè)以及熱處理窯熱工制度的全自動(dòng)調(diào)節(jié)，節(jié)能降耗及環(huán)境保護(hù)效果顯著。

作者單位：大石橋市震宇耐火材料有限公司