环式焙烧炉火道墙耐火砖变形的分析和维护
发布日期： 2019-01-10 10:44:47 阅读量（1034） 作者：刘梓明目前，国内外炭制品石墨制品焙烧都采用美国的环式敞开炉与德国里德哈默式的密闭炉带盖式，我国的敞开式环式焙烧炉是在消化上世纪80年代初引进的日本轻金属公司焙烧技术基础上发展起来的。目前国内使用最多的就是环式焙烧炉，环式焙烧炉一般分敞开式和带盖式两种，由于敞开式环式焙烧炉比带盖式焙烧炉造价相对较低，而且使用寿命长，质量稳定装出炉作业，易实现自动化，已在国内炭素行业广泛应用。
1.环式焙烧炉结构及工作原理
敞开式环式焙烧炉是一种由若干结构相同的炉室呈双排布置，按移动的火焰系统运转，对成型生制品进行焙烧热处理的大型热工设备。火焰的分布方式一种是以美国诺兰达铝业公司与法国彼斯涅铝业公司为代表的W型火道，另一种是以贵铝引进的日轻炉为代表的V型火道。组成环式焙烧炉的各炉室之间既可连通，也可切断生产时把几个炉室串连起来组成一个火焰系统。燃料直接在密闭的火道内，或横墙的上部通道燃烧火道内设有折流墙使燃烧生成的高温烟气在火道里迂回流动，并经横墙的上部通道流入串连的下一个炉室的火道。在这里再经过一次或两次折流，翻过横墙又进入第三个炉室的火道，烟气依次流经串连在一起的。火焰系统中每一个炉室的火道焙烧炉如同一个大量气体流动的，热交换器完成对料箱内生制品的。加热这种流动方式有利于火道内温度均匀火道顶部开有4个孔，便于供入燃料测温测压及观察等操作如图1所示。
图1 W型火道内部结构图
2.焙烧炉火道墙变形的方式
焙烧炉是由大量的黏土耐火材料砌筑的间歇型工业炉，每个炉子中的耐火材料制品填充料都要经过从常温升到1250℃，然后保温、降温、冷却到常温。长此以往运行几十个火焰周期后会出现火道墙凹陷下沉现象，部分火道还会出现弯曲、变形现象(如图2)。影响负压及火焰的分布系统不能正常运行对变形严重影响，装出炉工作及产品质量的火道不得不进行拆除维修。
图2 弯曲变形的火道墙
3.焙烧炉火道墙变形的原因
耐火材料理化指标不合格是影响焙烧炉火道墙变形的主要因素，如果耐火材料荷重软化点、重烧线变化、高温体积稳定性等达不到技术要求，高温过后很容易造成火道墙的凹陷与变形，砌筑过程各立缝、水平缝、膨胀缝控制不好也将直接影响耐火材料在高温过程膨胀与收缩，造成火道墙下陷、弯曲、变形。砌筑完成后未经严格的烘炉管理，升温过程未按严格的调温操作，装出炉时夹具及炭块的碰撞都是造成火道墙变形的因素。
4.传统的火道墙维修方式
对于变形严重，造成料箱尺寸过小，影响装出炉作业的火道墙必须进行拆除维修。由于火道墙是由小块耐火砖砌筑而成，拆除一条火道墙大约需要10~12h，重新砌筑一条需要24h左右，拆除并重砌一条火道墙就必须搬运近30t的耐火材料。这不仅给修炉工作带来困难，而且给车间正常生产增加难度，特别是环式焙烧炉是以间歇循环方式作业，留给维修火道墙的时间非常紧张，通常在炉温还有80~120℃时就必须开始刨修，工作环境极为恶劣。反过来又影响施工质量形成恶性循，环拆除完成后，砌筑人员必须站在两侧料箱狭小的空间内进行维修作业，每条火道长5460mm，高5600mm，如图3所示。3000多块维修用的耐火砖使用吊装绳上下倒运，每次砌筑1.5m左右，必须支撑脚手架，修炉人员站在脚手架上进行第二节砌筑，依次循环完成火道墙砌筑工作。在料箱内作业环境差，作业时间长耐火材料的上下倒运及站在脚手架上作业存在很大安全隐患，且砌筑质量难以保证。
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