水泥工业是国民经济重要的原材料行业,在国民经济发展中占有重要的地位。由于受宏观经济持续快速增长的影响,我国从上个世纪80年代开始,水泥工业呈快速发展之势,水泥产量年平均增速高于同期国民经济发展速度。2003年水泥产量达到8.63亿吨,比2002年产量增加1.38亿吨,增幅为18.9%。我国水泥产品产量从1985年起已连续24年跃居世界第一位。水泥产品的产销率始终保持在97—98%的较高水平。上世纪90年代,我国建材行业提出“由大变强、靠新出强”的战略方针,水泥工业执行了“控制总量、调整结构”、“降低投资、设备国产、优化设计、强化管理大力发展新型干法水泥”等一系列方针政策,使近年来我国的水泥生产技术以及规模得到了空前的发展。
水泥生产线中的预热器是根据生料粉与窑尾热风作同流热交换的流程而设计的,采用5级旋风预热器。工艺流程是生料粉通过第1级旋风筒→第2级旋风筒→第3级旋风筒→第4级旋风筒→第5级旋风筒或分解炉,最终进入回转窑内煅烧。旋风预热器集分散、换热和分离功能于一体,生料粉在旋风筒气体入口管道内被热风分散,同时进行热交换,被热风携带进入旋风筒后,生料粉与热风分离,同时也进行热交换。由于预热器在生产过程中使生料粉在旋风筒气体入口管道内充分分散并停留足够的时间,所以,对预热器内筒就提出了一定的技术要求。预热内筒的设计要遵循快速分散、高分离效率、低气体阻力的原则,才能使整个预热器分解系统达到高产量、低能耗。
2009年,由山东圣川陶瓷材料有限公司和山东省耐火材料工程研究中心共同成功开发出的全陶瓷预热器内筒,由于其在材料上进行了创新,安全质量保证期限可达2年以上,而且使用效果、寿命等各项指标都大大超越了常规生产线的平均值,在国内处于领先地位。
据山东圣川陶瓷材料有限公司总经理封吉圣介绍,预热器内筒材质一直以镍铬系列耐热钢为主。目前,国内外新型干法水泥生产线的悬浮预热内筒结构主要以分片式为主,一般由几十块内筒挂板和固定块组成,各片之间相互联接。这样既可以保证内筒整体的强度,又可以吸收内筒因热胀冷缩引起的尺寸变化,为各国水泥设备制造商所普遍采用。然而,由于内筒(尤其是末级内筒)工况条件极为恶劣,如高温物料流的磨损、氧化以及含K2O、Na2O、SO2、Cl-等气体的腐蚀,使预热内筒的使用寿命大大缩短,很容易脱落并导致停产。据不完全统计,国内干法水泥生产线每年因内筒损坏而导致的环保能耗、合金钢消耗高达15—20亿元,累计将超过50亿元以上。
山东圣川陶瓷材料有限公司及山东省耐火材料工程研究中心共同开发的全陶瓷预热器内筒具有节能、环保、降耗等特性。其优良的品质、稳定的性能是吸引国内外大型水泥企业的重要因素之一。目前,该产品的成功开发在大大帮助相关水泥企业节能减排、增加经济及社会效益的同时还减少了其每年因内筒脱落堵塞预热器下料口导致的停产清理事故的发生。有专家对此进行了分析,仅此一项,一条日产5000吨的生产线可产生节能、环保、降耗等效益200万元。产生社会经济效益20—40亿元/年。全陶瓷预热器内筒由于选材和结构设计合理,充分发挥材料的耐高温、耐腐蚀、抗氧化、耐磨损的特性,因此可取得长期安全运转和环保、节能、降耗的明显效果。该产品预计使用寿命可高达两年以上,超过耐热钢内筒使用寿命数倍,完全可替代国内外常用的耐热钢内筒,具有明显的经济效益和社会效益,可在大型干法水泥窑预热器上广泛推广应用。
山东圣川陶瓷材料有限公司及山东耐火材料工程研究中心是淄博市鲁中耐火材料有限公司于2007年初投资创建的全资子公司,主要从事高技术陶瓷新材料及特种耐火材料的研制、开发与生产。目前,公司已经成功开发出了国际首创的专利产品板状结构、栅栏结构两个系列全陶瓷内筒,获有:实用新型专利4项;申请发明专利2项。正在申请的有国外7国专利。公司具有年产高科技含量陶瓷产品及特耐产品80万件的生产能力,其中全陶瓷预热器内筒约1000套,主要服务于水泥和冶金行业。据了解,公司年1000套全陶瓷预热器内筒项目已于2008年底投产,至今已全部推向社会,可年节约耐热钢价值7亿元,实现利税5亿元。目前,该系列产品的使用效果、技术性能等指标均处于国际先进水平。
为了拓展更宽的视野,保持继续走在行业的最前沿,圣川陶瓷先后与北京科技大学、山东理工大学、上硅所等单位建立了长期稳定的技术关系。由于产品的性能卓越,节能降耗效果显著,陆续得到了海螺集团、山东水泥集团、新疆天山集团、冀东、拉法基、中联、中材等知名企业集团的青睐,并形成了长期稳定的合作关系。
谈到企业未来的发展,封吉圣表示,圣川在继承和创新的基础上,将把追求卓越作为公司的发展目标,加强高技能人才队伍的建设,不断提升创新能力,开发出更环保、更节能和技术含量更高的产品,来满足市场和产业发展的需要。