回轉(zhuǎn)窯窯筒內(nèi)耐火磚砌筑要求及厚度的確定

水泥回轉(zhuǎn)窯在不斷變化和技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)，工藝也在不停的變化，在回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)過程中的操作水平同時(shí)制約著窯襯周期的提高，其中主要的問題包括看火工的整體素質(zhì)的升高。

熱應(yīng)力主要表現(xiàn)在火焰的強(qiáng)弱以及過熱所引起的溫度的改變。回轉(zhuǎn)窯在運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，所出現(xiàn)的時(shí)而停止，時(shí)而運(yùn)轉(zhuǎn)，掉窯皮的情況，會使窯內(nèi)溫度發(fā)生較大的變化，另外，回轉(zhuǎn)窯在正常運(yùn)作時(shí)，被燃料所浸沒的耐火磚整體溫度會有所降低，相對的暴露在火焰中的耐火磚的整體溫度卻會升高許多，周期性的不斷變化著，很容易形成熱疲勞。窯襯的應(yīng)力一旦得到集中，就會造成耐火磚的開裂以及破壞。濕式噴射澆注料中為獨(dú)特的，則是在水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行噴射施工時(shí)還要另外添加一定的促凝劑，并在其作用下，澆注料會因流動(dòng)性的快速消失而依附于施工面上，很大程度上降低了材料的回彈率。濕法噴射技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)就在于它不需要支模，工作起來比較迅速且高效。到目前為止，國內(nèi)在水泥回轉(zhuǎn)窯耐火材料中運(yùn)用此技術(shù)的大型企業(yè)有不少，同時(shí)取得了很好的成效。典型的部位預(yù)制工藝從經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，我們可以了解到采用水泥回轉(zhuǎn)窯的部位澆注料預(yù)制工藝，能夠在很大程度上提高澆注料的施工效率，再配合適宜的耐火材料，就可以使其壽命延長許多，這也正是水泥回轉(zhuǎn)窯主要部位施工的前進(jìn)方向。熱態(tài)修補(bǔ)工藝也就是我們所說的借助于熱態(tài)修補(bǔ)裝置，將事先準(zhǔn)備好的修補(bǔ)材料，在一定的壓力作用下運(yùn)送到水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)需要進(jìn)行修補(bǔ)的位置，同時(shí)使用于高溫修補(bǔ)的耐火材料的施工技術(shù)得到補(bǔ)充，此項(xiàng)工藝的特點(diǎn)也是施工起來比較方便，并不需要停窯進(jìn)行。

回轉(zhuǎn)窯耐火磚厚度的確定

現(xiàn)在常用的磚型根據(jù)厚度不同主要有VDZ、ISO兩種磚型標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)《規(guī)程》推薦VDZ標(biāo)準(zhǔn)主要用于堿性磚,ISO標(biāo)準(zhǔn)主要用于硅鋁質(zhì)耐火磚,這兩種標(biāo)準(zhǔn)各有優(yōu)缺點(diǎn),經(jīng)過40來年的使用,證明是很好的,是能滿足使用要求的。一般情況下我們就按照《規(guī)程》推薦標(biāo)準(zhǔn)來選擇磚型,但我們也嘗試將VDZ標(biāo)準(zhǔn)用于硅鋁質(zhì)耐火磚(如硅莫磚、抗剝落高鋁磚),也取得了滿意的效果,克服了ISO磚型的部分缺點(diǎn)。對于VDZ標(biāo)準(zhǔn)因錐角較小而容易掉磚的問題,因某品質(zhì)高溫膠泥的推廣而得到了很好的遏制。

但對于我們來講,能否有比這兩種方案更好的方案呢?在天津院陳友德教授指導(dǎo)下,我們分析VDZ、ISO兩種磚型標(biāo)準(zhǔn)制定的歷史背景和工藝特點(diǎn),也嘗試使用一種新的磚型標(biāo)準(zhǔn)代替上述兩種標(biāo)準(zhǔn),目前正在進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn),效果有待考證。

(1) 用VDZ標(biāo)準(zhǔn)等中間尺寸的優(yōu)點(diǎn),結(jié)合ISO標(biāo)準(zhǔn)π/3的思路,將耐火磚的等中間尺寸調(diào)整為100π/4,即78.5 

mm,因?yàn)槠渲虚g尺寸的厚度與π相關(guān)且窯徑一般都是100 

mm的整數(shù)倍,100可以整除4,所以每環(huán)磚的數(shù)量應(yīng)該是整數(shù)塊,理論上講可以不再使用鎖縫磚(實(shí)際砌筑時(shí)會受磚型尺寸制造誤差、筒體橢圓度等因素的影響而需要使用鎖縫磚,但數(shù)量會減少),方便砌筑,為減少鎖磚的數(shù)量和磚型創(chuàng)造了條件。鎖縫磚厚度盡量大于標(biāo)準(zhǔn)磚的厚度,以規(guī)避砌筑規(guī)范中打鎖磚鋼板位置的規(guī)定。

(2) 磚型尺寸參數(shù)中盡量避免1 mm以下的數(shù)值,即以mm為單位的整數(shù),方便記憶和現(xiàn)場測量、工廠管理等。

(3)適當(dāng)增加耐火磚的厚度,將原VDZ標(biāo)準(zhǔn)的厚度71.5 mm增加到78.5 mm,厚度增加了7 

mm,增加9.79%,每環(huán)磚的數(shù)量減少了約10%,單塊磚重量僅增加了10%(200 mm的鎂鐵磚重量約為9.20 kg,220 mm的鎂鐵磚重量約為10.12 kg),在保證整個(gè)磚體的彈性降低不多的情況下,將ISO磚的重量降低了很多,工人勞動(dòng)強(qiáng)度會大幅降低,同時(shí)比VDZ標(biāo)準(zhǔn)增加不多。

(4)可以適用于堿性磚、硅鋁質(zhì)耐火磚磚等水泥窯的所有磚型,可以替代ISO、VDZ兩種系列磚型。

(5)適用范圍為窯徑Ф3.3 m~Ф6.2 m,至于更小的窯和更大的窯,另作考慮。

回轉(zhuǎn)窯窯筒內(nèi)耐火磚的砌筑要求

窯筒內(nèi)的耐火磚需要嚴(yán)格按基準(zhǔn)線來砌筑，沒有基準(zhǔn)線就沒有磚襯的質(zhì)量可言。一定要認(rèn)真做好放線工作，不能馬虎，更不能省略了放線這道工序。嚴(yán)格地按這些線砌筑耐火磚，不但能保證砌筑質(zhì)量、而且還能加快砌筑速度、并使鎖磚處的每環(huán)磚尾相對，便于鎖磚。

回轉(zhuǎn)窯和筒式冷卻機(jī)內(nèi)的耐火襯里，處于長期的轉(zhuǎn)動(dòng)之中，承受著機(jī)械應(yīng)力、熱應(yīng)力和化學(xué)侵蝕的綜合破壞效應(yīng)。一旦某個(gè)環(huán)節(jié)處理不當(dāng)，極易使磚襯迅速損壞。為了延長窯襯使用壽命，盡量減輕或避免這些損壞因素的作用，對耐火磚的砌筑有以下基本要求：

(1)磚襯與筒體可靠地同心。這就要求把磚襯盡可能砌得很緊，不論在冷態(tài)下還是在熱態(tài)運(yùn)行中每圈磚村的頂部與筒體間都要充分緊貼，沒有縫隙;每環(huán)中相鄰兩磚的楔形面之間也完全接觸;每塊磚中，大頭的4個(gè)角，與筒體都完全接觸。這樣，破壞應(yīng)力便能均勻地被分散在磚襯中的所有部位，不存在局部應(yīng)力集中的現(xiàn)象。

(2)把握好鎖磚區(qū)的施工質(zhì)量，不使鎖磚區(qū)成為整個(gè)窯襯中的易損壞的薄弱環(huán)節(jié)，為了與國際接軌，目前也實(shí)行了用兩種主磚搭配來砌筑窯體襯里的磚形標(biāo)準(zhǔn)。堿性磚應(yīng)采用較薄的B型(或稱VDZ型.VDZ為全德水泥廠協(xié)會的簡稱);高鋁磚和粘土磚應(yīng)采用較厚的π/3到(或稱ISO國際標(biāo)準(zhǔn)型.國家回轉(zhuǎn)窯用磚形標(biāo)準(zhǔn)中亦稱A型磚)，另外，還要再配置兩種不同尺寸的鎖磚。這樣，在實(shí)際砌筑中便有包括兩種鎖磚和兩種主磚的4種磚可以接需要進(jìn)行組臺，作鎖磚之用。

如果鎖磚不當(dāng)，將使鎖磚區(qū)成為整個(gè)窯襯中易被損壞的環(huán)節(jié)，所以各個(gè)磚圈的正確鎖縫極為重要，要求：只能用原磚鎖磚，而不得使用在楔形面上做過加工的加工磚;需要用幾塊薄形的鎖磚時(shí)，不要將它們在軸向或環(huán)向上連續(xù)并排使用，要用標(biāo)準(zhǔn)的主磚將它們隔開;用鋼板鎖縫時(shí)，每條縫內(nèi)只允許使用一塊鋼板.鋼板的一邊需磨尖，其厚度不大于3mm;如需用幾塊鋼板來鎖磚.同樣應(yīng)把它們均勻地分布在整個(gè)鎖磚區(qū)內(nèi)，要盡量避免在薄型的鎖磚邊打入鋼板。

(3)盡量減少鋼板的用量。鋼板在氧化后體積膨脹約一倍，必然擠壓與其相鄰的磚，容易使磚開裂剝落。

(4)正確處理好磚縫。在用耐火泥漿(濕法)砌筑回轉(zhuǎn)窯及筒式冷卻機(jī)內(nèi)的耐火磚時(shí)，除了鎂質(zhì)磚的環(huán)向灰縫外，各方向上的灰縫皆應(yīng)控制在1~1.5mm以內(nèi)。鎂質(zhì)磚的縱向端面上經(jīng)常貼有一塊2mm厚(磚長的1%)的紙板，這是留做膨脹縫用的。不論用濕法還是用干法砌筑鎂質(zhì)耐火磚時(shí)，該面中(環(huán)縫)都不使用泥漿..

用干法砌筑高鋁磚時(shí)，環(huán)縫和縱縫中都不使用泥漿，磚與磚之間要砌得盡量密實(shí);而對于鎂質(zhì)磚，縱向縫內(nèi)往往需要使用約lmm厚的鋼板來砌筑，環(huán)向縫內(nèi)仍須留設(shè)膨脹縫(用加2mm厚的紙板留設(shè))。干砌時(shí)，遇到窯體不規(guī)整的地方，要及時(shí)改變理論配比或用適當(dāng)?shù)哪酀{作補(bǔ)償調(diào)整，以求使磚的大頭總是緊靠窯體。

(5)磚縫應(yīng)橫平豎直。環(huán)縫偏差每米不允許超過2mm，全環(huán)長度偏差不超過8mm;縱縫偏差每米不得超過2mm，一個(gè)施工段長度(通常為4m左右)內(nèi)不超過10mm。

(6)嚴(yán)禁使用鐵錘砌磚。耐火磚是脆性材料，禁不起剛性材料的沖擊，需要使用木錘、橡皮錘等柔性工具砌磚。回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的耐火磚可用環(huán)砌法或交錯(cuò)砌筑法砌筑。目前普遍使用的砌筑方法是環(huán)砌法。

環(huán)砌法的優(yōu)點(diǎn)是：每個(gè)獨(dú)立磚環(huán)都砌得很緊，可獨(dú)立地穩(wěn)固存在。這既有利于施工和檢查，還有利于拆除和檢修，特別有利于用來砌筑經(jīng)常換磚部位的磚襯。

交錯(cuò)砌筑法的優(yōu)點(diǎn)是：磚與磚之間相互交錯(cuò)結(jié)合，在窯體不夠規(guī)整的小型窯上可有效減免經(jīng)常掉磚的麻煩。但是，該方法的砌筑和檢修都不方便。目前國產(chǎn)耐火磚外形規(guī)整性不夠好，使用該法砌筑的磚襯質(zhì)量難以保證，所以只有很少數(shù)的窯內(nèi)使用交錯(cuò)砌筑法。

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