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        淺談輥道窯拱頂開裂或塌陷原因分析

        2021-01-03 04:49:55
        佛山陶瓷 2021年12期
        關(guān)鍵詞:耐火磚輥道弧度

        問:在陶瓷墻地磚的生產(chǎn)過程中,有些輥道窯爐在高溫狀況下運(yùn)行一段時間后,高溫區(qū)的拱頂會出現(xiàn)1~2條縱向大裂紋或橫向的塌陷現(xiàn)象,嚴(yán)重時會出現(xiàn)局部拱頂塌跨,造成堵窯或停產(chǎn)事故,如圖1-3。請潘工分析一下是什么原因造成上述問題發(fā)生,及如何預(yù)防此類問題的再次出現(xiàn)。

        答: 影響輥道窯拱頂開裂或塌陷的原因眾多,其中主要原因有以下幾方面:

        (1)輥道窯拱頂結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理,拱頂弧度過大,拱內(nèi)高不足。

        (2)輥道窯拱腳磚選型錯誤,斜角過大,造成拱頂弧度達(dá)不到設(shè)計要求。

        (3)楔形磚耐火度不足,收縮過大。

        (4)楔形磚高度不足,大小頭的尺寸差過小,達(dá)不到鎖磚效果。

        (5)拱頂砌筑質(zhì)量不合格,灰縫預(yù)留過大,經(jīng)高溫煅燒后收縮過大而形成。

        (6)拱胎制作不合理,弧度過平,達(dá)不到設(shè)計要求。

        (7)不等邊角鋼、槽鋼選型或安裝錯誤,將不等邊角鋼短邊作為主受力支撐面,達(dá)不到設(shè)計要求而導(dǎo)致大角鋼變形,導(dǎo)致拱頂?shù)南孪莼蜷_裂。

        (8)不等邊角鋼、槽鋼、窯架鋼材單薄,質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計要求,導(dǎo)致不等邊角鋼、槽鋼、窯架在高溫環(huán)境中變形,從而造成拱頂下陷或開裂。

        (9)拱頂施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo),拱腳磚底部墊厚棉或強(qiáng)度過低的耐火磚。

        (10)窯墻砌筑質(zhì)量不合格,灰縫過大,漏火造成角鋼被高溫?zé)冃危?/p>

        軟化而引發(fā)拱頂變形、開裂或塌陷。

        (11) 采用槽鋼作為拱腳磚的支撐面時,槽鋼與拱腳磚不吻合,存在較大間隙,導(dǎo)致高溫時膨脹的窯頂下塌或開裂。

        (12)拱頂磚選錯材料或尺寸,導(dǎo)致高溫?zé)珊笫湛s過大的開裂。

        (13)窯架頂部的支撐角鐵偏薄,拉力不足,導(dǎo)致窯架上部變形的拱頂磚下陷或開裂。

        (14)燒成溫度過高,超出耐火磚的最高溫度設(shè)計要求,耐火磚長期在高溫環(huán)境中超負(fù)荷運(yùn)行,導(dǎo)致耐火磚收縮過大。

        二.預(yù)防輥道窯拱頂結(jié)構(gòu)開裂或塌陷的措施。

        (1)根據(jù)不同輥道窯內(nèi)寬要求,設(shè)計符合該內(nèi)寬相匹配的拱頂弧度與拱高,如果拱頂內(nèi)高不足,拱弧度過大,半圓弧的支撐大,拱頂磚長時間處于高溫環(huán)境中收縮,極易引起拱頂塌陷或開裂。

        (2)做好楔形磚的尺寸,拱腳磚的角度、密度質(zhì)量驗(yàn)收,嚴(yán)禁質(zhì)量不合格的耐火磚使用于拱頂之中;如果楔形磚的尺寸不一致,容易造成磚間隙大小不一致,經(jīng)高溫烘燒后,易出現(xiàn)斷裂、脫落現(xiàn)象。如圖3

        (3)做好耐火磚和保溫棉的質(zhì)量驗(yàn)收,杜絕不合格產(chǎn)品上線使用,必要時,取樣封存及檢測其物化性能和耐火度等,以確保使用的耐火材料達(dá)到設(shè)計要求。

        (4)做好大角鋼、槽鋼,方鋼等鋼材的質(zhì)量驗(yàn)收,杜絕不合格產(chǎn)品上線使用(如厚度偏薄),必要時,取樣封存及檢測其物化性能等,以確保使用鋼材達(dá)到設(shè)計要求。

        (5)施工過程的監(jiān)督,派遣具有豐富施工管理經(jīng)驗(yàn)的人員,駐廠進(jìn)行監(jiān)督管理;避免在施工過程中,出現(xiàn)用錯材料或施工走樣問題的發(fā)生,如灰縫過大、不等邊大角鋼調(diào)錯向使用等等。

        (6)拱腳表面平整,不得用加厚磚縫的方法找平拱腳,拱腳磚的角度與拱的角度應(yīng)一致,并緊靠拱腳梁砌筑。如拱腳磚的后面有砌體時,則須在該砌體砌完后,再開始砌筑拱頂。拱腳磚后面不應(yīng)砌強(qiáng)度低的輕質(zhì)粘土磚。

        (7)不能選用耐火度低或收縮大的拱頂磚進(jìn)行砌筑,同時采用干碼法或留1~2mm的灰縫,避免拱頂部分因高溫收縮而出現(xiàn)下陷或垮塌。

        (8)寬體輥道(內(nèi)寬在3.1m)的拱角建議采用小于60°角較合適,同時楔形磚的高度尺寸選擇250~270mm,大小頭的尺寸相差控制在9~10mm較合適。

        (9) 拱頂?shù)钠鲋?yīng)從兩邊拱腳同時向拱頂中心進(jìn)行。

        (10)錯縫砌筑拱頂時,為了保證鎖磚列的尺寸一致,必須使兩邊拱腳的標(biāo)高和拱頂?shù)目缍缺3忠恢隆?/p>

        (11)砌拱時,可首先在拱頂?shù)膬啥祟A(yù)先砌筑一環(huán),然后按此磚環(huán)拉線砌筑各磚列。

        (12)跨度小于3m的拱頂,打入一塊鎖磚;跨度大于3m的拱頂,打入3塊;鎖磚應(yīng)準(zhǔn)確地按拱頂?shù)闹行木€對稱均勻分布,鎖磚打入前,砌入拱頂?shù)纳疃燃s為磚長的2/3~3/4。打入鎖磚時,應(yīng)將靠近兩邊拱腳的鎖磚同時均勻打入,最后打入中間的鎖磚。

        (13)鎖磚應(yīng)使用木錘打入,如使用鐵錘時,則須墊以木板。

        (14)拱頂?shù)纳喜空移酱u允許砍鑿,但不應(yīng)超過磚厚度的一半。

        (15)調(diào)整坯體配方結(jié)構(gòu),降低坯體溫度,使窯爐的工作溫度,低于耐火磚的最高設(shè)定溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。

        (16)每隔一段長度的拱頂,都要預(yù)留一個膨脹縫,無論是錯砌還是環(huán)砌拱頂?shù)呐蛎浛p也要是斷縫的,不能采用錯縫膨脹縫,否則會導(dǎo)致窯爐拱頂無法分段膨脹或收縮,從而導(dǎo)致拱頂整體移位現(xiàn)象。

        三.輥道窯選擇什么結(jié)構(gòu)的拱頂更有優(yōu)勢

        ⑴ 目前輥道窯常用的拱頂結(jié)構(gòu)主要有:

        錯砌、環(huán)砌和分段環(huán)砌三種形式。如圖4

        ⑵ 不同拱頂結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn):

        錯砌拱頂?shù)膬?yōu)點(diǎn):拱頂牢固嚴(yán)密,其缺點(diǎn):各列砌磚不能獨(dú)立膨脹,窯頂出現(xiàn)單獨(dú)斷磚時,檢查和修理不方便,如圖3;環(huán)砌拱頂?shù)膬?yōu)點(diǎn):容易修理及各列砌磚能獨(dú)立膨脹,其缺點(diǎn)是不嚴(yán)密,強(qiáng)度小,透氣性大,容易出現(xiàn)整環(huán)拱頂磚脫落現(xiàn)象。分段環(huán)砌的優(yōu)缺點(diǎn)介于二者之間。陶瓷工業(yè)窯爐除設(shè)計規(guī)定或特殊結(jié)構(gòu)部位環(huán)砌外,拱頂一般錯縫砌筑較穩(wěn)固。

        (潘雄)

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