新型干法水泥窑新建生产线的烘烤工艺与技术要点

一条新建的新型干法水泥熟料生产线，其耐火材料的砌筑工程量相当庞大。现代窑炉系统普遍采用硅酸钙板与耐火浇注料构成的复合衬里结构。长达三个月左右的施工周期，往往与多雨季节交叠，导致耐火材料，特别是浇注料，在其内部留存大量水分。因此，投产前的烘烤，即“烘窑”，便成为决定整条生产线能否顺利运行和延长耐火材料使用寿命的关键工序。其核心目标是科学、有序地排除衬里在施工和养护阶段吸收的自由水和固存的化合水。

整个烘烤过程可以分为两个主要阶段：以木柴为热源的局部初期烘烤，和以窑用燃烧器为主体的回转窑系统性烘烤。

初期局部烘烤：温和脱水的基础步骤

在预热器、三次风管及篦冷机等系统完成筑炉并验收合格后，可以先行开展局部的初期烘烤。此阶段的主要任务是利用约700°C的木柴燃烧热源，在3天左右的时间里，温和地驱除这些部位耐火材料中的自然水和部分化合水，为后续的高强度烘烤奠定基础。根据现场条件，各部位的初期烘烤可同步进行，三次风管和篦冷机的木柴烘烤甚至可以与回转窑的主燃烧器烘烤同步，以优化工期。

1. 预热器系统的烘烤

烘烤源设置于窑尾。具体操作是在窑尾烟室搭设的钢架上堆放木柴（如木托板），点燃后开始烘烤。过程中，操作人员通过窑尾烟室的方门持续添加木柴，主要热量用于烘烤庞大的预热器系统及分解炉。为防止升温过快导致耐火材料爆裂，必须严密监控预热器出口的废气温度，并以此为依据调控木柴的添加量，确保该处温度始终控制在80°C以下。

2. 三次风管系统的烘烤

此部位的烘烤源设于三次风管的窑头侧。操作时需将三次风挡板完全打开，在窑头侧的三次风管内直接堆砌木柴并点燃。通过人孔门添加木柴来维持燃烧，其热量主要作用于三次风管及分解炉的耐火材料。同样的，温度控制是关键，必须以分解炉出口温度为参照，确保其不超过80°C。

3. 篦冷机系统的烘烤

篦冷机的烘烤热源直接设置在篦床上。操作时，在篦床上堆放木柴垛并点燃。一个重要的细节是，此处不宜使用带有铁钉的木托板，以免损伤篦床。烘烤从篦冷机前墙处开始，逐步向后部移动添加木柴，以保证整个冷却机及窑头罩的耐火材料得到均匀烘烤。

核心阶段：回转窑点火升温与系统性烘烤

采用窑用燃烧器对回转窑进行烘烤，是整个工艺的中心环节，旨在将回转窑、预热器及分解炉内衬耐火材料中的水分进行最终且彻底的排除。这套严格的升温制度总时长为96小时，其科学性直接关系到耐火材料最终的理化性能。整个过程被划分为三个温区，每个温区的升温速率和保温时间都经过精心设计。

• 低温段 (25~300°C，时长24小时)：此阶段的主要目标是缓慢排出自由水。过快的升温速率会导致衬里内部水蒸气压力急剧增大，引发耐火材料的剥落甚至爆裂。
• 中温段 (300~650°C，时长50小时)：这是耗时最长的阶段。当温度超过300°C后，耐火浇注料中由水泥水化产生的化合水开始分解。这一脱水过程需要足够的时间和稳定的温度，以保证衬里结构不被破坏。
• 高温段 (650~1100°C，时长22小时)：进入此温区，水分基本排除完毕，耐火材料开始发生陶瓷结合，强度逐渐形成，为后续投入熟料生产做好准备。

整个升温过程需严格遵循既定的烘烤曲线，如下图所示。

图1 烘烤升温曲线

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动态管理：烘窑期间的转窑制度

为保证巨大的回转窑筒体受热均匀，防止因局部过热或温差过大导致筒体变形、影响中心线和椭圆度，必须在烘烤期间利用辅助传动装置进行有规律的慢速转窑。转窑制度与窑尾温度直接挂钩，具体要求见下表。

表1 烘窑时辅助传动转窑制度

从表中可以看出，随着温度的升高，转窑的间隔时间逐渐缩短，频率增加。这是一个必须严格执行的操作规程。特别地，若在升温期间遭遇暴雨天气，窑体表面温度会骤降，此时应将慢转间隔时间减半，以更频繁的转动来平衡温差，保障设备安全。

后续补充烘烤

即便是经过了如此严谨的烘烤流程，在正式投产后，三次风管和冷却机的耐火材料中可能仍有少量残余水分。这些水分将借助出窑熟料带来的巨大余热，在生产运行的初期得到最终的烘烤和排除。

综上所述，新建生产线的烘窑过程是一项系统工程，它融合了热工学、材料科学和精密操作，每一个环节都需精确控制，方能确保耐火衬里达到最佳性能，为水泥生产线的长期稳定运行打下坚实基础。