中國(guó)粉體網(wǎng)訊 早在2010年，我國(guó)水泥產(chǎn)量就已突破20億噸，名列世界第一位。在新型干法水泥生產(chǎn)中，預(yù)熱器是生產(chǎn)工藝中的關(guān)鍵部位。一直以來(lái)，無(wú)論是國(guó)外還是國(guó)內(nèi)，預(yù)熱器內(nèi)筒均采用鎳鉻合金耐熱鋼。但是，由于耐熱鋼的壽命較短，其使用局限性越來(lái)越大，嚴(yán)重制約了生產(chǎn)效率，直接或間接地增加了生產(chǎn)成本。
而陶瓷內(nèi)筒的出現(xiàn)，有效的解決了耐熱鋼壽命不足的問(wèn)題，很多水泥生產(chǎn)廠家也在陸陸續(xù)續(xù)的將內(nèi)筒材質(zhì)改為陶瓷內(nèi)筒，可以說(shuō)陶瓷憑實(shí)力取代了耐熱鋼，成為了水泥生產(chǎn)設(shè)備的一大革命！
（山東圣川陶瓷內(nèi)筒應(yīng)用于阿爾及利亞5000噸生產(chǎn)線）
耐熱鋼的致命缺點(diǎn)
目前，國(guó)內(nèi)水泥企業(yè)在水泥窯預(yù)熱器C4、C5筒上使用的材質(zhì)大多為耐熱不銹鋼。但在400-1200℃環(huán)境內(nèi)，高溫氣體中含有灼熱生料和煤粉燃燒后逸出的多種有害成分，不停地腐蝕、磨損著內(nèi)筒，尤其是內(nèi)筒底部進(jìn)風(fēng)口端，日積月累后明顯變薄、內(nèi)筒縮短，變形成不規(guī)則弧狀底邊，使生料與高溫?zé)釟怏w混合效果降低，熱交換的時(shí)間縮短，預(yù)熱效果變差，熱效率降低，最終影響窯的熱工參數(shù)而降低熟料的產(chǎn)量與質(zhì)量。
在停窯檢修時(shí)，因預(yù)熱器內(nèi)操作空間小而操作難度大，往往還需在預(yù)熱器的筒壁上割開鋼板，開檢修門，拆除部分耐火磚，再在預(yù)熱器內(nèi)搭腳手架安裝焊接內(nèi)筒，然后砌磚封門。檢修損耗的時(shí)間長(zhǎng)、費(fèi)用大，而且勞動(dòng)強(qiáng)度大。
（山東圣川陶瓷內(nèi)筒應(yīng)用于青州中聯(lián)水泥有限公司一號(hào)線）
陶瓷內(nèi)筒的優(yōu)勢(shì)
對(duì)比耐熱鋼，陶瓷內(nèi)筒有如下優(yōu)點(diǎn)：
1、耐高溫，耐腐蝕，高耐磨性，抗沖刷性好，抗結(jié)皮，不黏附性，熱震性能好。
2、采用全陶瓷結(jié)構(gòu)，避免造成部件壽命不一致。
3、陶瓷掛管之間采用弧面相切，整體圓周排列，陶瓷掛管上部有支撐平臺(tái)，陶瓷掛管重量作用在支撐平臺(tái)上，消除陶瓷掛管應(yīng)力集中點(diǎn)，增強(qiáng)了陶瓷內(nèi)筒安全。
4、結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，無(wú)漏風(fēng)，提高氣固分離效果和熱交換率。
5、重量輕、結(jié)構(gòu)牢固安全、施工方便。設(shè)計(jì)采用科學(xué)的模塊掛接方法連接，重量只是耐熱鋼內(nèi)筒的一半，結(jié)構(gòu)牢固安全，安裝方便，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減少停產(chǎn)維修時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。
6、節(jié)能環(huán)保。減少了貴重金屬的使用，提高了水泥生產(chǎn)線運(yùn)行效率。
安全性對(duì)比
預(yù)熱器五級(jí)旋風(fēng)筒內(nèi)部溫度較高，耐熱鋼掛片在使用后期時(shí)，由于其本身質(zhì)量變薄，掛片之間(左右)的間隙變大，掛片上下連接口變薄，都會(huì)造成耐熱鋼掛片脫落的事故。且出現(xiàn)事故幾率較大，一旦出現(xiàn)因耐熱鋼掛片脫落堵塞預(yù)熱器旋風(fēng)筒椎體時(shí)，該事故的清理工作相當(dāng)之大，處理時(shí)間長(zhǎng)、維修困難、處理時(shí)人員安全性系數(shù)較低，同時(shí)嚴(yán)重影響生產(chǎn)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，降低回轉(zhuǎn)熟料產(chǎn)量、增加煤耗、電耗，使熟料成本增加。
全陶瓷掛片無(wú)論是初期安裝，還是在后期的使用過(guò)程中，都不會(huì)出現(xiàn)因全陶瓷掛片損壞脫落而堵塞預(yù)熱器旋風(fēng)筒椎體的事故。當(dāng)全陶瓷掛片個(gè)別掛片脫落時(shí)，由于掛片本身強(qiáng)度高、脆性大、高度落差大等原因，會(huì)將脫落的陶瓷掛片摔的粉碎，不會(huì)影響預(yù)熱器堵塞事故的發(fā)生。
陶瓷內(nèi)筒的材質(zhì)如何選擇？
目前，陶瓷內(nèi)筒在高溫環(huán)境下應(yīng)用的陶瓷材料主要有氧化鋁系列、碳化硅系列、氮化硅系列。
氧化鋁、碳化硅、氮化硅都是應(yīng)用非常廣泛的特種陶瓷材料，在高溫條件下具有優(yōu)異的耐磨、耐腐蝕性能，抗熱震性能較好，具有良好的熱穩(wěn)定性。它們的抗酸堿腐蝕性能由強(qiáng)到弱依次為：氮化硅>碳化硅>氧化鋁>耐熱鋼；它們的抗熱震性能由強(qiáng)到弱依次為：耐熱鋼>氮化硅>碳化硅>氧化鋁。其中，氮化硅的高溫穩(wěn)定性較好，但能被鎂、鎳鉻合金、不銹鋼等熔液所腐蝕，在和不銹鋼連接使用時(shí)受到局限，并且價(jià)格過(guò)于昂貴，工藝上制作大型零件成型也比較困難。
相比而言，碳化硅的耐熱和耐腐蝕性能和氮化硅較接近，價(jià)格卻低許多。而氧化鋁抗堿侵蝕性能較差，熱震穩(wěn)定性也不如碳化硅。通過(guò)分析幾類材料的性能特點(diǎn)，認(rèn)為碳化硅密度較輕，所以成本和耐熱鋼相當(dāng)，且具有耐高溫、耐氧化、高溫強(qiáng)度高、耐磨性好，以及受酸堿氣氛影響小等優(yōu)點(diǎn)。
而且SiC/Si復(fù)相陶瓷則是一種性能優(yōu)良的復(fù)相陶瓷材料，秉承了碳化硅陶瓷幾乎所有的優(yōu)點(diǎn)，強(qiáng)度大、硬度高、抗熱震性好、耐磨耐腐蝕、熱導(dǎo)率高、線膨脹系數(shù)低和優(yōu)良的抗氧化陛能。用反應(yīng)燒結(jié)法制備的SiC/Si復(fù)相陶瓷，制備過(guò)程中精加工后的生坯燒結(jié)時(shí)尺寸變化小，易于制備大型復(fù)雜構(gòu)件，同時(shí)其對(duì)原料要求和工藝溫度低，進(jìn)一步降低了制造成本。
結(jié)束語(yǔ)
陶瓷內(nèi)筒從問(wèn)世至今已經(jīng)有十多年時(shí)間，誕生了一部分陶瓷內(nèi)筒生產(chǎn)廠家，如山東圣川、河南航瑞外、洛陽(yáng)鵬飛等各自推出自己的碳化硅陶瓷內(nèi)筒產(chǎn)品。目前國(guó)內(nèi)整個(gè)碳化硅陶瓷內(nèi)筒市場(chǎng)額在4億元左右，但是這僅僅是個(gè)開始，目前來(lái)講，耐熱鋼內(nèi)筒仍是主流。但隨著全陶瓷內(nèi)筒完全取代耐熱鋼內(nèi)筒時(shí)代的到來(lái)，全球陶瓷內(nèi)筒市場(chǎng)還有很大的增長(zhǎng)空間，據(jù)預(yù)測(cè)，這將是一個(gè)上百億的市場(chǎng)。
參考來(lái)源：
[1]朱永璋，陶瑛.預(yù)熱器全陶瓷內(nèi)筒的應(yīng)用
[2]張中國(guó)，張秀全.大型水泥企業(yè)5級(jí)內(nèi)筒耐熱鋼掛片與全陶瓷掛片使用性能研究
[3]葛亞明等.預(yù)熱器HT陶瓷掛片內(nèi)筒的使用
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/山川）
注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知?jiǎng)h除
