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水泥回轉窯爆裂機理分析及建議
目前,我國水泥生產線水泥回轉窯的窯頭罩、篦冷機熱段及前窯口部位澆注料容易產生爆裂的現象。分析其原因,主要是在烘窯階段,由于升溫過快導致窯內溫度迅速攀升,耐火材料內的自由水在短時間內由液態變為氣態,并隨著襯里溫度的升高,形成一定的蒸汽壓,當襯里內部的水蒸氣不能及時擴散時,就會造成壓力的增加,當襯里內部的水蒸氣壓力失去平衡時,就會發生澆注料剝落、脫皮甚至爆裂的現象。
只要水泥廠家合理安排水泥窯各部位的施工時間,嚴格把控耐火澆注料的施工質量關,按照升溫曲線進行烘窯和投料,耐火澆注料的剝落、脫皮及爆裂現象是完全可以避免的。結合水泥窯耐火澆注料施工作業指導的經驗,提出下面5點建議:
1.由于各水泥生產企業在檢修期間均存在著設備維修、澆注料施工等各方的交叉作業,因此各部門必須協調好,做好水泥窯各部位澆注料施工進度時間安排。對一些難于烘烤部位(篦冷機、窯頭罩和前窯口)的澆注料,要優先澆注施工,預留足夠的養護時間;同時要做好對施工單位的監督工作,澆注料的攪拌、加水量、支模、養護等各方面要嚴格按照施工說明書進行。
2.窯頭罩部位施工時,留出排氣孔,具體打孔要求:間距300mm×300mm,并用Ф5mm木條嵌入,深度為澆注料的一半。
3.窯頭罩澆注孔封閉以后,要保留8個通氣孔并做好防水。同時,為確保前窯口部位耐火澆注料在烘烤中不出現爆裂的現象,施工中也要用Ф3mm的竹棍留好排氣孔,排氣孔的布置為每平方米100個。
4.對水泥窯的中修、大修,在使用燃燒器噴油烘窯以前,一些特殊部位(窯頭罩、篦冷機、前窯口)使用木柴進行烘烤,烘烤時間不低于12小時。同時,在烘窯的過程中升溫速度不能過快,對低水泥系列耐火澆注料,內襯厚度在200mm~400mm時,升溫速度每小時不大于15℃就完全可以滿足內襯升溫的需要。
5.在搶修、事故停窯檢修無烘烤時間時,可以采用磷酸鹽結合耐火澆注料,如PA-852磷酸鹽澆注料。此類產品具有免烘烤的優點,隨著溫度的上升,強度不斷增加。但需要指出的是,該類產品也具有自身的弱點,如耐磨性能差、使用壽命短等缺點。澆注料的爆裂問題是一個復雜的問題,與許多因素密切相關,尤其是在冬季施工時,更應注意。
總之,在澆注料中加入0.1%~0.3%的防爆纖維,可以改善產品的防爆性能。前窯口、篦冷機、窯頭罩等易發生澆注料爆裂的部位,只要做到合理安排施工,做好施工環節的質量控制、預留排氣孔、烘烤等各環節,耐火襯里的爆裂現象是完全可以避免的。
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