某公司64萬(wàn)t電石生產(chǎn)配套碳材烘干裝置為6臺(tái)柵格式轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)(GZT24200)，熱源由GXDF-5型熱風(fēng)爐提供。自2009年運(yùn)行至今6臺(tái)熱風(fēng)爐耐火爐襯出現(xiàn)了不同程度損壞，生產(chǎn)過(guò)程中陸續(xù)出現(xiàn)耐火磚脫落的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響熱風(fēng)爐的穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)墻磚松動(dòng)存在坍塌風(fēng)險(xiǎn)，熱風(fēng)爐實(shí)際使用壽命遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)壽命。
從現(xiàn)實(shí)使用情況及損壞的部位分析熱風(fēng)爐耐火爐襯損壞的主要因素，提出針對(duì)性的相應(yīng)措施，通過(guò)采取措施可以避免對(duì)熱風(fēng)爐耐火爐襯損壞，提高熱風(fēng)爐實(shí)際使用壽命。
熱風(fēng)爐耐火爐襯損壞的主要部位
型熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)
公司電石廠GXDF-5型熱風(fēng)爐由燃燒室、擋風(fēng)墻、副床構(gòu)成，頂為耐火材質(zhì)拱頂磚砌筑。其外形尺寸為:長(zhǎng)5548mm、寬5666mm、高6400mm。燃燒室容積60m3，副床容積為20m3。
熱風(fēng)爐爐門上方爐襯損壞變形與坍塌墻體。燃燒室臺(tái)轉(zhuǎn)燒損、擋火墻開(kāi)裂傾斜。山墻開(kāi)裂、變形與傾斜;熱風(fēng)出口處或接入處大墻、拱圈出現(xiàn)變形與坍塌;拱頂塌陷。
熱風(fēng)爐耐火爐襯損壞的原因
通過(guò)分析認(rèn)為造成公司電石廠GXDF-5型熱風(fēng)爐耐火爐襯損壞的原因主要有以下原因。
高溫?zé)釕?yīng)力作用
熱風(fēng)爐爐墻耐火磚內(nèi)、外側(cè)表面溫度差大，產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力，即磚襯內(nèi)側(cè)受到很大的壓應(yīng)力，外側(cè)受到很大的拉應(yīng)力。耐火砌體受到的膨脹力和荷重力集中于熱風(fēng)爐內(nèi)層磚襯的內(nèi)表面上，耐火磚襯內(nèi)側(cè)面的冷、熱變化，導(dǎo)致耐火砌體的內(nèi)側(cè)面發(fā)生開(kāi)裂，進(jìn)而產(chǎn)生松動(dòng)和脫落，造成拱頂垮塌、隔墻傾倒等。
機(jī)械沖刷、磨損作用
高溫燃燒廢氣和鼓風(fēng)對(duì)磚襯表面的強(qiáng)烈沖擊和磨損，特別是熱風(fēng)爐的燃燒室下部隔墻，由于燃燒高溫氣流的沖擊，產(chǎn)生振動(dòng)，使燃燒室隔墻下部開(kāi)裂、脫落和短路。
蠕性變形作用
耐火砌體在高溫、高壓的作用下，產(chǎn)生的蠕變是導(dǎo)致熱風(fēng)爐用耐火磚破壞。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致局部損壞變形帶來(lái)漸進(jìn)式的損壞熱風(fēng)爐整體砌筑煤粉管磨損后煤粉漏入保溫層后燃燒擠壓耐火磚后承重墻開(kāi)裂，導(dǎo)致拱頂?shù)舸u、塌陷，甚至整體垮塌。
操作不當(dāng)加劇熱風(fēng)爐耐火層損壞
熱風(fēng)爐爐膛內(nèi)溫度長(zhǎng)期超設(shè)計(jì)要求操作GXDF-5型熱風(fēng)爐其設(shè)計(jì)爐膛內(nèi)溫度為850℃以下運(yùn)行，碳材干燥工段實(shí)際運(yùn)行溫度在950℃～1050℃長(zhǎng)期高負(fù)壓操作導(dǎo)致?lián)趸饓?、山墻等部位熱?yīng)力長(zhǎng)期承載過(guò)大，導(dǎo)致磚體開(kāi)裂、錯(cuò)位頻繁壓火與起爐導(dǎo)致耐火砌體冷、熱變化劇烈，使得墻體內(nèi)側(cè)面發(fā)生開(kāi)裂操作時(shí)干燥筒長(zhǎng)期返料、干燥筒竄動(dòng)等沖擊入口法蘭導(dǎo)致熱風(fēng)出口墻、拱圈損壞。
砌筑質(zhì)量差引起熱風(fēng)爐耐火層損壞
主要是砌筑時(shí)耐火磚縫隙大、縫隙間耐火泥漿填充不飽滿。
改進(jìn)措施
針對(duì)以上情況損壞的部位、耐火爐襯損壞的因素，提出如下措施嚴(yán)格按工藝設(shè)計(jì)要求熱風(fēng)爐進(jìn)行操作，爐膛內(nèi)溫度控制在850℃以下運(yùn)行，風(fēng)壓控制在-30Pa以下操作，減小干燥機(jī)振動(dòng)，避免沖擊入口法蘭。
熱風(fēng)爐大修時(shí)，針對(duì)煤粉管入口處采用耐火澆筑料局部澆筑杜絕煤粉漏入保溫夾層。
熱風(fēng)爐大修時(shí)，針對(duì)拱頂承重墻采用耐火澆筑料與鋼筋整體澆筑圈梁，防止承重墻局部損傷后導(dǎo)致拱頂沉陷。
小結(jié)
型熱風(fēng)爐爐襯損壞部位主要在爐門上方、擋火墻、山墻、出口處大墻及拱圈，主要是熱應(yīng)力、氣流的沖擊產(chǎn)生振動(dòng)、使操作不當(dāng)、局部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理等原因造成損壞熱風(fēng)爐整體砌筑損壞。通過(guò)規(guī)范熱風(fēng)爐進(jìn)行操作，將爐膛內(nèi)溫度控制在850℃以下運(yùn)行，風(fēng)壓控制在-30Pa以下操作，減小干燥機(jī)振動(dòng)，避免沖擊入口法蘭。熱風(fēng)爐大修時(shí)，有針對(duì)性改進(jìn)結(jié)構(gòu)不合理之處如煤粉管入口處采用耐火澆筑料局部澆筑、拱頂承重墻采用耐火澆筑料與鋼筋整體澆筑圈梁。解決熱應(yīng)力與結(jié)構(gòu)應(yīng)力如何分布、承受與消除(化解)的問(wèn)題，防止集中釋放帶來(lái)的結(jié)構(gòu)破壞。避免對(duì)熱風(fēng)爐耐火爐襯損壞，提高熱風(fēng)爐實(shí)際使用壽命。
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