回转窑窑砖损毁机理分析常剑廷

2012年12月内蒙古科技与经济December2012　第24期总第274期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.24T o tal N o.274回转窑窑砖损毁机理分析
常剑廷,白东志
(乌兰察布中联水泥有限公司,内蒙古乌兰察布　012400)
摘　要:针对5000t/d熟料生产线回转窑头档轮带处频繁红窑掉砖事故进行分析,就如何避免回转窑窑砖损毁提出了建议。

关键词:回转窑;掉砖;损毁
中图分类号:T Q175.6+53 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2012)24—0075—01
1　事件描述
某公司5000t/d熟料生产线于2008年8月份投
产以来,一直运行稳定,其主机设备配置见表1,但
2012年3月、4月份分别发生两起掉砖红窑事故,被
迫停窑挖补。

从掉砖的位置来看均在头档轮带附近,
分别为2.5m和5.0m处,掉砖的面积约为500m m×
800mm,打窑皮后发现部分窑砖挤压断裂、砖残余
厚度不足50mm,但窑内窑皮长度适宜、平整,无结
圈、结蛋现象,具体见现场实拍见图1、图2、图3。

表1　主机设备配置
序号设备名称规格及性能
1回转窑 5×68m,三档支撑,
2预热器/分解炉RF5/5000旋风五级单系列预热器, 7.5×31m 在线分解炉
3燃烧器史密斯喷煤管
4冷却机型号:NC39325推动篦式,规格:3.9×32.5
m
图3　挤压断裂
2　窑砖损毁机理分析
窑砖的损毁机理大致可分为热力损毁、机械损毁和化学损毁共3种。

其中热力损毁的主要原因为燃烧器定位不当,火焰损扫窑皮或热力过烧、热振等导致窑砖受损;化学损毁的主要原因是盐碱渗透、液相渗透、氯离子等有害成分侵蚀以及氧化还原反应等破坏砖的结构;机械损毁的主要原因有砌筑不当、窑衬推力、熟料磨损以及筒体变形等。

一般在不同的工艺带窑砖损毁的主要原因及损毁的几率也大不相同,据有关权威资料统计显示:回转窑头档轮带处窑砖的损毁大部分都是由于机械负荷引起的,具体见图4
所示。

图4　不同工艺带窑砖的损毁情况
为此,我们组织设备技术人员对头档的轮带垫板进行测量,发现轮带的滑移量偏大,实测值为59mm/r,严重超过了理论设计值10mm/r～25mm/r 的技术要求,具体轮带滑移量理论参照值见图5所示。

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收稿日期:2012-09-20
作者简介:常剑廷(1974—),男,内蒙古凉城人,研究生学历,高级工程师;1997年7月毕业于内蒙古工业大学化工设备与机械专业;2008年攻读武汉理工大学工商管理硕士(M BA)学位,研究方向:工业企业管理。

　总第274期
　内蒙古科技与经济
股钢绞线或小直径高强度粗钢筋,对梁体施加预加力,然后喷注具有较高抗拉强度的复合砂浆,将预应力筋与被加固梁体结为一体,构成有粘结预应力加固体系。

6.2.3　预应力高强复合纤维加固体系。

采用锚固、粘贴在梁体外部或箱内的高强复合纤维布条或板条对梁体施加预应力,目前尚处于试验研究阶段,其关键技术是解决施工中预应力纤维布的张拉和锚固问题。

6.3　植筋加固桥面技术
服役中的旧桥很大一部分桥面是钢筋混凝土桥面有些在长期运营中损坏不是很多基本完好,但是面对交通量的增长却开始出现不堪重负的倾向。

针对这些桥面在完全凿除旧桥面、换铺新桥面, 费工费时; 经济效益也不是很理想。

对此,有人提出采用植筋技术,在旧桥面上加一层新桥面,这样不仅充分利用了旧桥面,而且缩短施工时间,经济效益也很显著。

植筋孔用电钻成孔,且钻进要竖直。

钻孔完成后,孔眼用水冲洗,确保植筋锚固效果。

在混凝土桥面加固中,新旧桥面的连接是个薄弱环节,尤其是界面的抗剪强度。

采用植筋技术以后,界面的抗剪强度由三部分组成:界面混凝土内部结合力、界面摩擦力、植筋的抗剪力。

由于植入钢筋的影响,界面的抗剪强度大大提高,而且植入钢筋对旧桥面也起到了一定的加强作用。

7　结束语由于桥梁病害发生的不确定性,桥梁维修加固又无现成的理论体系,因而桥梁维修加固工作是项探索性、实践性较强的工作。

只有不断地积累经验,总结分析后期的使用效果,才能判断维修加固方法的科学性、适用性和针对性。

随着我国桥梁建设的发展以及现有桥梁的老化,安全评估和加固补强必将成为桥梁工程中的一门新兴学科,推动桥梁工程发展特别是桥梁的加固技术要求新工艺、新技术的不断出现。

随着科研工作的不断深入以及广大科研设计等人员的共同努力,新材料、新技术的应用将在今后的桥梁加固改造中发挥日益重大的作用。

[参考文献]
[1]　王聪慧.植筋技术在桥梁加宽及加强工程中的
应用[J].公路,2002,(9):63～66.
[2]　易刚祥,龙廖乾,谢芳.桥梁加固综述[J].
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技术[J ].华北水利水电学院学报,2002,23(3):21～235.
[5]　朱典文,唐小兵,张万平.桥梁结构的体外预应
力加固技术[J].交通科技,2002,(6):38～418.
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图5　滑移量理论参照值
3　掉砖原因分析
通过分析,我们认为:两次掉砖红窑事故应该属于机械应力损坏。

主要是由于轮带滑移量过大导致的机械负荷以及筒体径向变形致使窑砖相互持续挤压位移、产生应力断裂。

因为轮带间隙偏大造成窑的椭圆度变大,在运转的过程中回转窑筒体通过轮带支撑在两个托轮上,由于受重力和支撑点的影响其断面呈一个不规则的椭圆形,回转窑在旋转过程中,其筒壁上每一个点沿着该椭圆轨迹而移动,其曲率的大小在不断的发生变化,从而使窑衬之间有时受挤压,有时被拉开。

在挤压时会产生巨大的挤压应力,当这个应力超过耐火砖最大抗压和抗折强度的时候,耐火砖就会发生断裂现象,而当被再次拉开的时候断裂的砖就会抽签脱落,从而造成掉砖红窑事故。

其次,窑皮结掉频繁,也是诱发事故的因素之一。

4　纠正及预防措施
为了防止同类事故再发生,确保回转窑的安全、稳定运行,我们及时采取了必要的纠正和预防措施,具体改进举措如下: 对头档及中档轮带的垫板进行了更换和调整,确保轮带滑移量在20±5m m/r 之
间; 通过窑筒体扫描仪在线监测轮带滑移量,当滑移量在下限位时启动连锁冷却风机强制冷却筒体,当滑移量在上限位时启动连锁冷却风机强制冷却轮带; 优化配砖方案,烧成带用“奥镁”的镁铁尖晶石砖替代原来“真金”的镁铬砖。

优化后的配砖方案见表2; 优化配料,提高窑皮的耐火度,确保所挂窑皮均匀稳定、坚固结实,使烧成带窑皮厚度维持在150mm 左右,避免窑皮频繁结掉而导致窑砖剥落或爆头开裂。

具体配料方案调整见表3。

表2　回转窑耐火砖配置
序号工艺带配砖位置/米配砖情况备注说明1前窑口0～0.6G-18浇注料北京/通达2冷却带0.6～1.6硅莫红砖 江苏/君耀3烧成带 1.6～26.0镁铁尖晶石砖大连/奥镁4过渡带26.0～67.2硅莫红砖 江苏/君耀5
窑尾斜坡
67.2～68.0
G-18浇注料
北京/通达
表3　熟料配料方案
项目KH SM A M 窑皮值/%调整前0.885 2.45 1.6025调整后0.895 2.55 1.4523备注说明
按“K.Ko no picky ”理论熔体值=C 3A +C 4A F +M gO +SO 3+K 2O +N a 2O
5　使用实效及其结论
通过采取以上纠正和预防措施,彻底解决了头档轮带处频繁掉砖红窑的问题、避免了事故,保证了回转窑的高效、安全、稳定运行,延长了回转窑窑衬的使用寿命,值得推广。

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