水泥机械用耐热不锈钢研究

近几年来，水泥工业如雨后春笋般迅速发展。我国已成为世界上最大的水泥生产大国，水泥机械中的耐热不锈钢是水泥机械工业发展的最重要组成部分，据我们不完全统计，2008年全年我国耐热不锈钢在水泥机械中的使用和消耗达10万吨之多，2009年使用和消耗还将大幅上涨。怎样合理的在水泥新型干法窑中使用耐热不锈，使其达到使用寿命长又能节能降耗已成为关键。  

    我厂(兴化市金牛机械铸造厂)是已通过ISO9001-2000质量体系认证的一家专业生产水泥机械用耐热不锈钢厂家，年产量达4000多吨，是拉法基瑞安水泥框架协议合作方，生产的耐热钢产品热销到国内外许多著名水泥生产集团和水泥生产企业，并受到用户的广泛好评。  

    众所周知，水泥设备是以管道方式为主的气动运行系统，对管道耐热、耐磨的要求较高，一般基于以下几点：

    （1）需要保证生产工艺要求的高温和耐磨性能；

    （2）希望设备以环保节能的方式运行；

    （3）避免设备外表温度过高以及磨穿受侵害带来的危害。因此耐热钢产品在设备中所起的作用尤为重要。根据我厂多年来为各大水泥厂提供耐热钢配件的经验，总结以下几点供大家参考。  

    一、预热器旋风系统中所用的挂片，是保护预热器壳体不受高温以及料块的冲刷的有效方法。从原先的整体形状到现在的分体结构，各种软连接方式应有尽有，有的安装很费力。设计者在设计时，更多考虑的是它的零部件的通用性。对不同直径的旋风内筒采用增加或减少数量的方式达到设计尺寸。这就出现了多边形平面状和多边形弧面状的内筒，使得气流在内部旋转时，增加了反射和阻力，对使用寿命有所影响。  

    我们在实践中发现，耐热钢挂片使用寿命的长短，材质和结构有很高的要求。一、对挂板结构做一些改进，主要位置增加一些筋，以减少它的变型系数，二、适当加入微量金属锰以提高本身强度，也可以减少它的变型系数，同时也能增强它的耐磨度，三、因为挂板要求材质较新，新料中也就含碳量较低及硫磷不超标，大家知道含碳低也就是耐磨度降低，只有增加鉻的含量来提高耐磨度，四、合理使用氮化鉻、稀土等稀有元素，五、除天津院设计挂板外很多都是带挂钩的软联接，在这里特别强调挂钩的设计和严格的浇铸工艺来确保挂钩在使用时不脱落。  

    我们向厂家提出建议，经厂方同意，对不同厂家不同的预热器挂片以及不同的尺寸采用不同的结构，提出改造方案，进行合理的设计，并保证一次安装到位。使挂片的使用寿命比原设计大大延长，减少了更换次数，提高了生产力。  

    二、回转窑系统是烧制熟料最关键的部位，窑头、筒体护板是确保筒体不受侵害主要的防护部件。特别是窑头护板的形状，对护板的使用寿命起着很大的作用。 
 
    以前的护板大而重，不但安装时困难，使用一段时间后，有的会出现断裂现象。那是因为护板在冷热交换情况下，所产生的内应力没有释放所导致。针对这一情况，我们在不改变筒体眼位情况下，采取一分为二，改小减轻的方法，减少应力，同时将一些端面改成能够附着浇注料的式样，并且与筒体端面成一定角度，减小熟料的冲刷，增加了护板的使用寿命。严格控制材质中碳（C）、硫（S）、磷（P），也是窑口护板使用寿命的关键。  

    当然，浇注料的好坏对护板的使用起着决定性的作用，没有坚实的耐火浇注料做保护，任何耐热钢护板在红料下都会熔化掉。  

    三、篦冷机系统是熟料冷却必不可少的一环，也是整个水泥生产心脏部位，通过国内各大水泥设计院以及国外水泥设计院不断地更新改造，虽然现在已在一些水泥生产线上尝试使用第四代篦冷机，用液压推动棒推料，但生产工艺我们感觉还需日趋完善。目前活动梁推动的第三代篦冷机仍占市场的主导地位。所以提高现有篦冷机的冷却效果、减少漏料、解决红料现象、延长篦板使用寿命是现在面临的几个主要问题。
  
    我们在为厂家提供配件的时候，针对厂家提出的问题，和有关技术部门互研，并借鉴有些篦冷机使用好的厂家的结构，总结出一些行之有效的改造方案。在不改变原有大梁结构的基础上，通过改变篦板、护板的形状，达到预期目的。  

    篦冷机篦板、护板的使用是根据不同舱室不同的温度，采用不同材质的。要求既抗氧化又耐磨损，工况条件十分恶劣。所以我们在铸造产品时，在熔炼配料过程中，除保证原有材质含量外，也适当加入钼（Mo）、锰（Mn）、稀土（RE）等材料，用氮化铬铁代替普通铬铁，通过采用固溶处理+时效的热处理工艺，使产品内部晶粒细化、金相组织向奥氏体转化增加，沉淀硬化效果明显，稳定有害元素突出增强了产品在高温下的耐磨性能。  

    针对漏料，我们将原有的篦板改用低漏料篦板，篦板与篦板之间采用凸凹结构或加插密封条，篦板与护板之间采用边缘密封条等措施，有效地解决了问题。在几家使用后效果良好。  

    红料现象是篦冷机使用中遇到的比较棘手的问题，特别是右半边较严重。导致篦板烧坏漏料，影响正常生产。目前我们主要采取减小篦板缝隙，增大气压，将篦板、护板改为带有侧吹风装置的形状，起到一定的作用，但问题的彻底的解决，还需靠专业的技术部门去研究、探讨。  

    总之，我们在为水泥生产厂家提供优质产品的同时，尽我们所能，为厂家提出合理化建议，减少停窑次数，提高产量。节约成本。为水泥行业持续稳定发展尽一份微薄之力。