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步進(jìn)式加熱爐是一種靠爐底或水冷金屬梁的上升、前進(jìn)、下降、后退的動作把坯料一步一步移送前進(jìn)的連續(xù)加熱爐。此種爐型采用的耐火材料結(jié)構(gòu)多為輕重復(fù)合型材料，但是在實(shí)際使用期存在著不同程度的損壞現(xiàn)象，尤其以爐頂和爐墻低水泥澆注料損壞對生產(chǎn)影響最大。為了更好長效保持步進(jìn)式加熱爐的長壽化我們對步進(jìn)式加熱爐使用低水泥澆注料的損壞原因進(jìn)行分析。 （一） 爐頂爐墻錨固磚斷裂引起的損壞 1.首先是拉應(yīng)力：錨固磚所受的拉應(yīng)力是從下往上分段遞增的，而且在重質(zhì)層耐火澆注料的一段錨固磚所受的拉應(yīng)力增長最快，然而輕質(zhì)層耐火澆注料內(nèi)增加較少，生產(chǎn)操作中升降溫，錨固磚界面因承受不了瞬間產(chǎn)生膨脹拉力，導(dǎo)致錨固磚斷裂。 2.其次是剪切力：由于保溫層與工作層的線膨脹系數(shù)有較大的差異，在兩層間會發(fā)生剪切力，從而剪切錨固磚，剪切力的大小與兩種材質(zhì)的膨脹系數(shù)有關(guān)。 3.最后是錨固磚材質(zhì)：當(dāng)界面處于1100℃時，界面錨固磚將承受在部分的爐頂重量，拉應(yīng)力與抗拉強(qiáng)度之間的矛盾達(dá)到最大。同時，界面處錨固磚還承受著巨大的循環(huán)剪切應(yīng)力，錨固磚很有可能從界面處斷裂。 針對爐頂錨固磚采取的技術(shù)修補(bǔ)措施 （1）澆注料面錨固磚的凸起部位在施工之前應(yīng)用δ=1mm左右油紙包扎4個面，并用透明膠帶粘牢，防止下料時油紙損壞。 （2）爐頂澆注料面鋪一層δ=20mm厚的高鋁纖維毯作隔離層，緩沖工作層與保溫層因村料膨脹系數(shù)不同而對錨固磚產(chǎn)生的剪應(yīng)力。 （3）爐頂保溫層施工：施工完畢，合格后烘爐，升至850℃，開始鋪高鋁毯，毯與錨固磚之間留2mm的縫隙，爐子第一個生產(chǎn)周期完，檢查爐頂完好后，再鋪80mm厚的密度小于0.5t/m3的輕質(zhì)澆注料，不振動、不加壓、不抹光。 （4）縮小爐頂平焰燒嘴附近的錨固磚懸壁尺寸，不大于120~150mm，增加爐頂錨固磚。 （5）膨脹縫設(shè)計(jì)：爐體施工完畢，剛開始烘爐升溫時，由于爐頂下部溫度高，澆注料快速脫水，下部收縮，爐頂向上凸起，爐頂出現(xiàn)大的熱應(yīng)力，膨脹縫間距越大應(yīng)力越大。正常生產(chǎn)時在穩(wěn)定溫度情況下，爐頂向下凹，結(jié)果使膨脹縫中間的錨固磚拉力增加數(shù)倍。所以膨脹縫的設(shè)計(jì)必須合理。通常爐頂每隔1.5~2m，留5~8mm膨脹縫。
（二）烘爐損害原因分析 烘爐其實(shí)是加熱爐投入運(yùn)行的第一個關(guān)鍵期。剛開始烘爐升溫時，由于澆注料表面溫度高，澆注料快速脫水，外表收縮，澆注料內(nèi)部出現(xiàn)大的熱應(yīng)力；另外澆注料施工時一般要加入6%~8%的水，這部分結(jié)合水必須在澆注料溫度升高至110°C以上才能排出，而結(jié)晶水必須在澆注料溫度升高至250°C以上才能排出。當(dāng)水變成水蒸汽體積急劇膨脹。這兩個原因都會造成澆注料損壞。所以必須對澆注料升溫速度加以控制。目前加熱爐中低溫烘爐采用易控制的大氣燒嘴烘爐(低溫段0℃~600℃)，烘爐升溫速度≤5℃/h；高溫段烘爐時開部分燒嘴，升溫速度≤10℃/h。雖然不同澆注料供貨廠家對烘爐的要求不同，但都要求溫度達(dá)到110°C和250℃時有足夠長的保溫時間，另外由于澆注料內(nèi)部存在溫度梯度，所以總烘爐時間不少于20天。 （三）生產(chǎn)維護(hù)期技術(shù)管理措施 在施工烘爐完畢后，加熱爐耐火澆注料爐襯需要經(jīng)過相當(dāng)長的時間(一般2~3年)才能完成表面材質(zhì)的轉(zhuǎn)換，即燒結(jié)過程。在這個過程中，要適當(dāng)控制各部位的爐溫及其變化，尤其注意不宜在開爐、停爐時急劇升溫和降溫，在燒結(jié)過程完成U的升降溫可適當(dāng)提高。在燒結(jié)過程中各段爐溫控制。均熱段≤1250℃；加熱段≤1300℃由于沒有燒嘴，通常溫度≤1000℃，很難完成燒結(jié)過程，預(yù)熱段澆注料強(qiáng)度始終不如均熱段和加熱段，所以預(yù)熱段壓下部分的澆注料更容易損壞，更要保持爐溫穩(wěn)定減少波動。 可見要使步進(jìn)式加熱爐爐頂爐墻得到預(yù)期的效果不僅離不開合理的設(shè)計(jì)和質(zhì)量本身的好壞，施工的方案和和質(zhì)量也是重要因素。對于步進(jìn)式加熱爐而言，同樣的耐火材料，施工方案和質(zhì)量不同，所得到的爐頂爐墻壽命差別也是很大的。只有在設(shè)計(jì)、施工、烘爐、生產(chǎn)維護(hù)等環(huán)節(jié)采取正確的技術(shù)管理措施，才能保證爐體耐火材料的使用壽命。 |
