大型水泥企业5级内筒耐热钢挂片与全陶瓷挂片使用性能研究

张中国，张秀全

（冀东水泥（烟台）有限责任公司，山东 烟台 265500）

某大型水泥生产企业日产7 200吨熟料生产线，回转窑规格：φ5.2m×78m，斜度：4%，三档支撑；分解炉为在线喷腾型，规格：8.64m×42.8m；同时采用5级双系列悬浮预热器，正常生产运行时，回转窑喂料量为：540t/h，1级出口负压-4 100Pa，5级出口负压为：-1 400Pa，fCaO为：0.8~1.5之间。

现阶段各个水泥企业预热器五级旋风筒内部安装使用耐热钢挂片与全陶瓷挂片两种形式居多，由于两种挂片材质、规格形状不同，生产厂家及生产批号不同，其使用寿命也不尽相同。下面我们就来通过某公司对耐热钢挂片与全陶瓷挂片的实际使用效果案列进行分析介绍。

1 介 绍

1.1 耐热钢挂片

某公司预热器五级旋风筒内筒直径为：4 400mm，高度：2 435mm，使用耐热钢挂片，材质：0cr25ni20，挂片数量135片，单重：55kg，总重7 425kg，底座45个，每个底座安装两个耐热钢螺栓，挂片安装三圈。耐热钢挂片采用最新研制的S型，在高温作用下具有较高的强度和良好的化学稳定性，同时具有整体安全性，不易出现单片脱落现象，稳定性效果较好。

在回转窑正常生产期间，5级内筒温度长期保持在860℃~880℃之间，温度较高，且5级旋风筒内部的粉尘量较大。在耐热钢挂片长期受高温氧化、大量粉尘的冲刷以及生料粉尘中有害成分的侵蚀（有害成分包含：硫、氯、磷、碱），导致耐热钢挂片厚度慢慢变薄，最终耐热钢挂片损坏后进行更换，据统计一般预热器五级旋风筒耐热钢挂片的使用寿命为1年，其使用效果最好的也就在1年半左右。图1为可见14个月的耐热钢挂片使用情况。

图1 耐热钢挂片使用情况

从图1中可以明显看出，5级旋风筒内筒耐热钢挂片使用到了后期时，挂片之间出现了较大的空隙，且挂片整体性较薄，为了降低维修成本，增加耐热钢挂片的使用时间，只能采取使用耐热钢板将挂片间隙较大处进行补焊。该种方法虽然能够在短时间内延长挂片使用寿命，同时也会存在较大的安全生产风险，一旦挂片损坏出现脱落现象，且维修困难、处理时间较长、维修难度较大等，对水泥生产企业具有较大的利益破坏。

1.2 全陶瓷挂片

现如今该公司预热器5级内筒挂片由耐热钢挂片更换使用为全陶瓷挂片，内筒直径4 400mm，高2 435mm，挂片数量：172片，挂片单重14.7kg，总重：2 530kg。底座43个，每个底座上部安装一根固定耐热钢螺栓。全陶瓷挂片具有以下优点：耐高温、耐腐蚀、高耐磨、高强度、高硬度、易脆性、导热系数大以及良好的抗氧化性能等性能。

经过几年的全陶瓷挂片的使用效果来看，虽然使用初期全陶瓷挂片出现过不同程度的损坏，且损坏几率较大，但是在损坏后，没有出现过任何一次堵预热器现象，保证了水泥生产系统安全稳定的运转。从全陶瓷挂片损坏的情况为轴心，进行摸索与研究，同时邀请陶瓷挂片生产厂家，我们改进陶瓷挂片的生产加工、以及水泥生产系统的优化，将问题逐个解决，最终全陶瓷挂片在预热器5级内筒使用效果完好。

为保证全陶瓷挂片的使用寿命，我们要做到几点。

（1）在回转窑大修期间，做好预热器各级耐火材料的施工质量，尤其是锚固件焊接必须保证满焊，浇注料的加水量要严格按照生产厂家的技术人员要求施工，防止出现正常生产期间，耐火材料大块脱落现象，脱落的大块浇注料会砸坏全陶瓷挂片。

（2）在预热器做投球实验时，禁止使用大块耐火砖投球，防止出现大块耐火砖将全陶瓷挂片砸坏情况。要正确使用合理的投球试验品，如：橡皮球等。

图3 全陶瓷挂片

（3）稳定回转窑系统操作，在回转窑升温、正常生产、停窑期间，严禁出现系统温度大幅度增长或降低情况，系统温度要缓慢增长或缓慢降低，由于5级旋风筒内部温度较其他旋风筒温度较高，且出现异常时温度变化幅度较大，所以操作人员必须要严格控制回转窑系统稳定运行。

图2为使用34个月的全陶瓷挂片。

从图2可以明显看出全陶瓷挂片的整体性较好，没有出现个别挂片损坏情况，保证了全陶瓷挂片的使用寿命、提高生产效率，降低生产维修费用，同时具备较高的安全稳定性。

2 性能、价格对比

预热器5级旋风筒安装的耐热钢挂片与全陶瓷挂片在使用性能上不同，且购买价格，后期维护，回收率也不尽相同，具体见表1。

表1 性价对比

对比数据分析如下：

（1）从上表购买价格上来看全陶瓷挂片比耐热钢挂片较贵，多出来费用约：2.45万元。

（2）从上表使用寿命上来看，全陶瓷挂片比耐热钢挂片使用周期较长，耐热钢挂片最久能使用18个月，而全陶瓷挂片最久能使用42个月（且在此期间不发生任何成本），多出来时间约：24个月。

同时自安装全陶瓷挂片后，如出现全陶瓷挂片损坏情况（无论损坏大小），发现立即通知材料厂家进行更换，且备件费、维修费、汽车运费均为厂家提供，保质时间为3年整。在3年保质期过后，全陶瓷挂片损坏后，不用全部更换，只需要将部分损坏进行更换，更换价格为每平米11 400元。

（3）更换下来损坏的全陶瓷挂片是没有任何回收价值的，但是耐热钢挂片却能卖一个好的价格，更换下来的耐热钢挂片每套可以卖4万元左右。

（4）耐热钢挂片的安装是需要花费2万元的安装费，该部分费用生产厂家不进行提供。但是全陶瓷挂片的安装是免费的，生产厂家自带安装人员，负责整套挂片的安装、施工、验收等工作，保证质量合格。

（5）同时由于耐热钢挂片的单片重量较重（单片55kg），影响其安装进度，真正是费时又费力。但是全陶瓷挂片的单片重量较轻（单片14.7kg），不影响其安装进度，降低施工人员的劳动强度，全陶瓷挂片比耐热钢挂片总体的安装进度约块一半左右。

从企业的经济效益点出发，虽然耐热钢挂片的初期投资较低，损坏后的耐热钢挂片还有回收价值，但是耐热钢挂片存在一个致命的缺点就是其使用时间太短了。而全陶瓷挂片的使用时间较长，比耐热钢挂片使用时间长1倍以上，综合成本效果来看还是全陶瓷挂片对企业经济效益、安全运转更好些。

3 生产安全性对比

预热器五级旋风筒内部温度较高，耐热钢挂片在使用后期时，由于其本身质量变薄，挂片之间（左右）的间隙变大，挂片上下连接口变薄，都会造成耐热钢挂片脱落的事故。且出现事故几率较大，一旦出现因耐热钢挂片脱落堵塞预热器旋风筒椎体时，该事故的清理工作相当之大，处理时间长、维修困难、处理时人员安全性系数较低，同时严重影响生产的正常稳定运行，降低回转熟料产量、增加煤耗、电耗，使熟料成本增加。

全陶瓷挂片无论是初期安装，还是在后期的使用过程中，都不会出现因全陶瓷挂片损坏脱落而堵塞预热器旋风筒椎体的事故。当全陶瓷挂片个别挂片脱落时，由于挂片本身强度高、脆性大、高度落差大等原因，会将脱落的陶瓷挂片摔的粉碎，不会影响预热器堵塞事故的发生。

4 总 结

大型水泥企业5级内筒耐热钢挂片与全陶瓷挂片的使用性能对比来看，全陶瓷挂片比耐热钢挂片更加适合应用于5级旋风筒内部。由于预热器5级旋风筒内部工作条件苛刻，温度变化、粉尘浓度波动较大，导致耐热钢挂片的使用寿命大大降低，反之全陶瓷挂片却能够良好的适应这种复杂工况。无论是经济效益、成本分析、都真正意义上让企业实现了降本增效、且设备长期安全有效运转。