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窯爐技術
須重視窯車邊框磚的設計與維護(1光棍电影窯爐) 發布人:技術中心  發布日期:2017-9-6  信息狀態:普通信息

周天津     梁嘉琪

窯車既是隧道窯活動的窯底,框磚(又稱“邊框轉”)又是窯車的重要組成部分。窯車整齊不整齊,長度、寬度合理不合理,窯車麵平整不平整,密封效果好不好,隔熱性能高不高等,都和框磚有很大關係。框磚一旦損壞,窯車也就不好用了,能耗和損壞也隨之增大。所以對窯車框磚的設計、維護必須引起足夠重視。

1必須重視窯車邊框轉的設計

窯車邊框轉幾角磚的設計和製造要求及原則是“頭輕底重”,留有膨脹縫。許多廠家在窯車的框磚和角磚上沒有給予應有的重視,有的甚至用普通的紅磚來做,其結果是天天修窯車,不但對車麵墊層材料損壞嚴重,而且也使車架及裙板損壞嚴重。有的工廠在新隧道窯投產不到一年,窯車就已損壞,嚴重地影響著產品和質量。所謂“頭輕底重”也就是框磚和角磚的底部可做的大一些,以免鬆動歪斜。

2、對窯車框磚的要求

2.1  邊框磚麵必須平整,確保所碼磚坯的穩定性

車麵要平整,首先四邊必須平整,那麽四邊就是控製窯車麵平整的標準,四邊框磚不平,就談不上整個窯車麵平了。

2.2  邊框轉的砌築要規範

窯車是不斷循環運動的,在運動中,框架要與窯牆盡量保持小的間隙,既要防止錯誤的風進入窯內,也要防止窯內火下竄,又不能碰到窯牆,這就要求窯車靠窯牆的兩個長邊必須準確整齊一致。

2.3  邊框磚凹凸邊的間隙要合理

窯車寬邊鋼架外部設有密封凹凸槽,該槽既起到密封、承載窯車之間頂力(推力)作用,也起到兩窯車相接時的緩衝作用,更重要的是起到控製兩窯車凹凸邊框磚相合但又不相撞的作用,防止漏風、躥火和造成邊框磚相撞破損。框架一旦相撞,破損不可避免。

2.4  減少傳熱

窯車麵在焙燒帶要經受1000左右的高溫,框磚也必須起到隔熱作用,減少高溫向窯車下麵傳熱。選用框磚材料時,導熱係數要低,否則會影響窯車鋼件的使用壽命。

2.5  邊框轉要有良好的耐熱衝擊性能

窯車框磚隨著窯車的運轉循環,也在反複經受著從常溫到1000左右的高溫,再從高溫到常溫的過程。因此,窯車邊框磚必須要有良好的耐熱衝擊性能。

窯車的重要性越來越引起人們的注意,有經驗的廠家,從窯車的設計到建造都十分重視(窯車也是一項很大的投資,往往占到投資比例的30%左右),但也有的廠家往往不太重視窯車,認為磚是焙燒窯燒出來的。窯車隻是起運載工具的作用,忽視了窯車就是窯底的重要性。就設計來說,必須要考慮到窯車熱脹冷縮這一特征,否則會對以後生產帶來很大麻煩。如某設計單位給A企業設計的7.3m窯車,窯車麵磚上設有設計伸縮縫,麵磚與麵磚之間又僅僅靠在一起,固定在框磚內,新車時看著很漂亮,但在焙燒窯內運行幾個月後,窯車的框磚就被麵磚頂歪、頂斷或頂掉。如圖1~圖5所示。

窯車的麵磚在焙燒窯內會受到1000以上高溫的“洗禮”,由於膨脹收縮的作用,麵磚之間產生縫隙是不可避免的,加之窯車運行中的震動和風的作用,灰塵、碎磚塊就會落在麵磚的磚縫裏。隨著不斷地膨脹收縮,麵磚之間縫隙裏所夾東西就會越來越多。僅靠清掃是很難清理幹淨的,所以麵磚就向外移動,而框磚又被窯車的鋼件固定死,這必然不斷框磚和角磚向外擠,結果框磚就被頂歪、頂壞和頂掉,更可怕的是窯車兩個長邊會不斷向外擠,不斷摩擦窯牆,窯的內牆越擦越深,時間長了就會造成窯內牆倒塌事故。

3造成邊框磚損壞的主要原因及采取措施

造成窯車邊框磚損害的主要原因有:設計不合理、製作者不負責、使用維護不當,為此要采取相應的措施。

3.1  設計要合理

窯車的設計必須合理實用,從圖1~圖5可看出,把麵磚鑲在框磚內,縫或設計的縫隙不合理,這樣的設計就欠缺。在實際生產中不可能每一個循環都把落在磚縫中的雜物清理幹淨,如果每一個循環沒車都把麵磚移開,把縫隙裏夾的異物清理幹淨,工作量就會很大,這也不現實。所以窯車設計時就要簡單實用,如不實用也就失去意義了,一般都是把麵磚壓在邊框磚上,這樣也便於清理,就是重新擺放也好操作,即使每個循環後麵磚都有不同程度向外移動,也是漸進式,隻要不擦窯牆,就可暫時先不整理,比麵磚鑲在框磚裏相對整修頻率少且也簡單很多。

3.2  製作精準

設計上雖沒有預留伸縮縫,但製作單位責任心也不強。如某有名的窯車製作企業,對窯車製作和運用經驗是相當豐富的,就有義務針對設計不合理的問題向建設方提出整改方案。但是製作單位沒有認真這樣做,而是麵磚與麵磚、框磚與框磚、麵磚與框磚頂在一起,幾乎沒有留伸縮縫,這樣的製作能不把框磚(角磚)頂歪、頂壞、頂掉嗎?所以窯車循環使用半年多就出現問題。

3.3  使用維護得當

窯車要及時維護和改造。一旦發現框磚有被頂出的現象,就要及時采取措施,不要等到破損嚴重了再維修或改造,那損失就大了。再就A企業來說,窯車設計和製作中出現問題,由於沒有及時改造,消減膨脹力,在使用中邊框磚不斷地被頂歪、頂壞、頂掉,特別是窯車與窯車之間,兩邊相對的框磚有的被擠出鋼框外麵,有的邊框磚上部擠出變歪,在兩車接觸時,密封槽還沒有碰到,框磚先碰在一起加之大斷麵窯都較長,窯內存車也多,頂力相對也大,無論什麽樣的邊框磚也受不了這麽多個窯車在一起的頂擊力,邊框磚多被撞壞,現在該企業窯車已是破損不堪。如發現邊框磚被麵磚向外擠,能及時割槽消減膨脹力,邊框磚就避免破損,不會造成大的損失,隻不過花點人工改造費用而已,可以說改造後完全能達到合格窯車的要求。由於該企業對窯車維護重視不夠,不及時采取措施,窯車在窯內循環半年多就出現嚴重問題,60%框磚不是相互撞壞就是被麵磚頂壞、頂掉,要換掉這60%以上框磚,與需要一筆不少的款額,既影響產量質量(如圖2、圖5),有加大支出。

更不可思議的是,該企業窯車邊框磚出了問題,不找造成損壞的原因,而是把原因都怪到邊框磚上,說什麽耐火邊框磚不如生鐵做的邊框(生鐵圍板,下同)結實,事實並非如此。

再看另一B企業,用圍板做的窯車如圖6,這圍板不是也沒能把窯車圍好嗎?反而圍板在沒有受到麵磚頂的情況下,自己就首先變形嚴重,說明圍板的抗脹力能力還不如耐火框磚。如果生鐵圍板再受到麵磚的頂力,變形會更嚴重。這也反證了生鐵圍板的弊端。可見框磚或圍板抵禦脹力的作用是非常有限的,特別是生鐵圍板受到高溫本身就會變形,更不要談什麽抵禦脹力的能力了,關鍵是在設計製作時要消減脹力。

 

 綜上所述,衡量邊框磚的好壞標準,不能僅看強度這一項指標,強度高的生鐵圍板也會變型。

所以衡量邊框磚(含圍板)好壞的主要指標是多方麵的:耐高溫,耐腐蝕,導熱係數小,隔熱性能好。在這方麵生鐵圍板性能就比耐火磚差得多,其缺點如下:

a.不耐高溫。生鐵在1148就開始熔化,可以說這時生鐵就沒有強度了,在此溫度之前,生鐵圍板就早已不斷變形扭曲,與耐火磚可耐1500以上高溫相比,生鐵圍板就差遠了。

b.不耐腐蝕。窯車是在常溫、高溫、腐蝕氣體環境中循環運行的。每經過一次循環,生鐵圍板都會受到高溫氣體氧化和二氧化硫氣體腐蝕一次見圖6,每一個循環掉皮脫落不可避免,與耐火磚相比使用壽命會大大降低。

c.傳熱快。生鐵的導熱係數是60W/(m•K),而耐火磚的導熱係數隻有1.22 W/(m•K),兩則相差49倍,這樣的生鐵圍板,向窯車底傳熱速度比耐火磚同樣高49倍。雖然窯車框磚向窯車底傳熱這方麵沒有詳細的研究,但就導熱率比耐火磚高49倍這一項指標看,熱量的損耗就會很大。過多的向窯車底傳熱帶來的害處是:不符合窯爐節能設計要求,窯車最基本的要求是窯車麵與鋼架結構要有隔熱層,要有低的熱擴散係數,而生鐵圍板與鋼架結構直接連接起來,形成一個快速傳熱的導體,且上部直接暴露在1000左右高溫處,由於生鐵圍板導熱係數比耐火磚高49倍,熱量會迅速傳到窯底,必然增大熱量消耗,不僅浪費能源,由於能耗高,也給排放達標帶來更大困難;損耗加快,鋼鐵件在溫度越高的環境中強度越低,氧化速度越快,那麽窯車鋼架結構包括裙板損壞就會越快,特別是窯車輪由於高溫,強度會降低,磨損掉皮就越快,使用壽命會大打折扣;降低窯車軌道使用時間,嚴重會造成軌道頂牛事故,導致窯車卡死在窯內。

d.隔熱性能差。一般金屬的保溫性能不如非金屬材料好,生鐵導熱係數比耐火磚高很多,自然隔熱性能就不如耐火磚了,增大熱量損耗那就是必然的。

4、邊框磚改造維護措施

窯車的耐火邊框磚,一般在不受外力的撞擊擠壓下是不會損壞的,就A企業框磚損壞的原因看,主要是設計不合理,沒有留出消減脹力的縫隙,隻要解決了設計不合理造成脹力頂壞框磚問題,其他問題就迎刃而解了。

改造設計不合理的部分。在不影響生產的情況下,分批改造窯車,把擠出、擠歪的框磚卸掉或恢複到原位,把現有的框磚盡量用上,不夠部分用耐火澆築料自製或外購成品補充,這樣會節約大筆支出。

改造方案:一種是把麵磚升高,使麵磚壓在框磚上麵,保持麵磚與原來墊磚高度一致。另一種是把窯車的框磚與麵磚結合部割一道寬3cm~5cm縫,或把麵磚掀起來,割掉3cm~5cm再鋪上,留出縫隙,縫隙裏麵塞上耐火棉。由於窯車寬度達730cm,在窯車中間部分同樣割3cm~5cm寬的井字型通長伸縮縫,塞滿耐火棉,這樣實際就留下了膨脹縫,消減了麵磚在高溫段對框磚的頂力,邊框磚就不會出現頂歪、頂掉、頂壞的現象,窯車的整體勞動強度也大大降低。還有一種是如果窯車麵是澆注的,就要在與邊框磚接觸的麵上四邊,依據窯車寬度割開3cm~5cm寬的縫隙,深度割透,塞上耐火棉,這樣也就消減了澆注麵對框磚的脹力。

這幾種改造辦法不僅效率高,而且費用也很低,主要的支出是人工的勞務費。如果全部去掉框磚,改用生鐵圍板,是沒有必要的,也是勞民傷財且弊大於利的錯誤做法。

5總  結

        窯車邊框磚被擠壞擠歪,首先要分析具體原因,解決問題。認為用耐火磚做框磚不如生鐵圍板強度高的想法是不正確的;去掉耐火框磚,改用生鐵圍板,更是走向歧途的錯誤方法。
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