楊忠德，白曉虎，陶玕，劉德嵩，趙 鵬，沈 朋

(安徽海螺暹羅耐火材料有限公司,安徽 蕪湖 241000)

某公司于2012年由某單位承建投產(chǎn)兩條高溫隧道窯，最高設(shè)計(jì)溫度1 800 ℃，采用西門子S7-400PLC來實(shí)現(xiàn)隧道窯的溫度、壓力和流量的控制，并實(shí)現(xiàn)了窯車的全自動轉(zhuǎn)運(yùn)。自建成投產(chǎn)以來，整體運(yùn)行穩(wěn)定，窯體結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，未進(jìn)行過大修；控制系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，靈活可靠。但由于隧道窯使用年限較長，自2019年以來，逐漸出現(xiàn)窯內(nèi)磚垛位置偏差、火焰掃磚、燒成溫度控制不穩(wěn)、氣耗偏高等異常情況。針對這些問題，燒成工段員工經(jīng)過分析試驗(yàn)和一系列調(diào)整，使以上問題得到徹底解決，隧道窯產(chǎn)能得到充分發(fā)揮。

1 隧道窯存在問題及分析

(1)自2019年以來，高溫隧道窯逐漸出現(xiàn)了窯內(nèi)磚垛位置偏離火道現(xiàn)象，雖然經(jīng)過調(diào)整窯頭推車機(jī)限位開關(guān)仍未能糾正，由于磚垛位置偏離火道，導(dǎo)致火道位置的成品磚出現(xiàn)火焰掃磚情況，影響了產(chǎn)品的外觀；

(2)燒成帶溫度控制不穩(wěn)，出現(xiàn)波動，同時(shí)單位產(chǎn)品能耗也有所上升；

(3)第3個問題是推車速率增加時(shí)，出現(xiàn)產(chǎn)品欠燒現(xiàn)象。

磚垛位置偏離火道及火焰掃磚現(xiàn)象原因分析：隧道窯在長期運(yùn)行過程中，窯車磚逐漸膨脹，雖然窯車磚設(shè)計(jì)采用了鎖扣結(jié)構(gòu)，仍未能完全阻止窯車襯磚的變形。隨著使用時(shí)間的延長，導(dǎo)致窯車與窯車接觸時(shí)出現(xiàn)磚頂磚情況，窯車實(shí)際外形尺寸大于理論尺寸。經(jīng)過實(shí)測，是然每輛窯車的變形量僅為3～5mm，但是由于窯內(nèi)窯車有52輛，致使窯車總長度明顯增加，出現(xiàn)燒成帶磚垛位置與火道不相符，火焰掃磚。

燒成帶溫度控制不穩(wěn)，出現(xiàn)波動，同時(shí)單位產(chǎn)品能耗上升原因分析：燒成帶溫度不穩(wěn)的原因在于窯內(nèi)氣流不穩(wěn)定，隧道窯的壓力制度與燒成制度不相適應(yīng)；窯內(nèi)氣流不穩(wěn)定，燒嘴燃燒產(chǎn)生的煙氣受到了阻擋，是由于磚垛位置與火道不相符，導(dǎo)致火焰相對偏離了火道，火焰直接吹掃到制品表面，形成火焰印痕。并且導(dǎo)致天然氣未能完全燃燒，燃耗上升。

推車速率增加時(shí)，產(chǎn)品欠燒原因分析：推車速度增加時(shí)，窯內(nèi)制品向前運(yùn)行速度加快，為保證制品升溫速度的需要，要求煙氣傳遞給制品的熱量相應(yīng)增加，此時(shí)應(yīng)加大煙氣流量或者提高煙氣的溫度。如果未能及時(shí)調(diào)整，則由于產(chǎn)品在預(yù)熱帶吸收的熱量不足，溫度偏低，導(dǎo)致在燒成帶無法按預(yù)定的燒成曲線完全燒成，出現(xiàn)欠燒現(xiàn)象。

2 改進(jìn)措施

2.1 窯車尺寸的控制

由于單臺隧道窯窯車襯磚的膨脹量較小，難以憑肉眼觀察出來，在窯外測量時(shí)又缺乏基準(zhǔn)，導(dǎo)致在一段時(shí)間內(nèi)無法準(zhǔn)確找到磚垛偏離火道的真正原因。在生產(chǎn)過程中，通過不斷調(diào)整液壓推車機(jī)推頭位置，以及制品碼垛方位置的措施，都無法徹底解決火焰掃磚現(xiàn)象。后通過生產(chǎn)現(xiàn)場的長期觀察、分析，最終確定是窯車襯磚膨脹導(dǎo)致窯車無法靠近，窯車襯磚之間預(yù)留的25 mm寬間隙已經(jīng)完全消失，窯內(nèi)窯車因膨脹累積的誤差導(dǎo)致磚垛偏離火道。因此，公司決定對所有窯車襯磚進(jìn)行拆卸大修，窯車尺寸恢復(fù)后，窯內(nèi)窯車?yán)鄯e總長度縮短了160 mm，窯內(nèi)磚垛位置恢復(fù)正常，制品表面出現(xiàn)的火焰掃磚情況完全消除。

2.2 窯內(nèi)壓力制度的優(yōu)化

這2座隧道窯的燒成帶是從23#到34#車位，采用正壓控制，零壓車位設(shè)定在23#車位，燒成帶壓力始終控制為微正壓。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，隧道窯燒成產(chǎn)品品種較多，燒成的溫度曲線經(jīng)常進(jìn)行調(diào)節(jié)，操作人員發(fā)現(xiàn)將零壓車位始終固定在23#車位會影響某些產(chǎn)品的燒成成品率，出現(xiàn)欠燒現(xiàn)象。經(jīng)過長期調(diào)整，我們發(fā)現(xiàn)，在不改變磚垛碼垛方式的前提下，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整窯頭排煙風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，將0壓車位后移2～3個車位，增大窯內(nèi)抽力，從而增加燒成帶前段溫度，可以使耐火磚保溫時(shí)間充足，完全消除部分產(chǎn)品欠燒現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)證明，0壓車位每后移一個車位，23#車位溫度將上升20～30 ℃，也起到很好的磚坯的預(yù)燒作用。進(jìn)行此操作要注意觀察排煙溫度的上升情況，不宜過高。

2.3 燒嘴控制方式的調(diào)整

隧道窯由于窯體結(jié)構(gòu)的原因，建設(shè)之初確定的燃燒控制方式是助燃風(fēng)總流量與天然氣總流量按比例調(diào)節(jié)，分區(qū)天然氣流量與該區(qū)的4個測溫點(diǎn)中的第二高點(diǎn)聯(lián)鎖控制，分區(qū)的助燃風(fēng)流量手動控制。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，這種控制方式有很大優(yōu)點(diǎn)，為公司產(chǎn)品的能耗控制發(fā)揮了十分積極的作用。但是由于分區(qū)助燃風(fēng)流量為手動控制，在生產(chǎn)過程中由于生產(chǎn)制度的變化時(shí)常會出現(xiàn)天然氣和助燃空氣比例出現(xiàn)偏差的情況。有時(shí)燃?xì)膺^多造成燃?xì)獠煌耆紵?，?dǎo)致局部燒成溫度偏低的情況；有時(shí)助燃風(fēng)量明顯偏高，導(dǎo)致燒成帶煙氣氧含量明顯升高。為此，操作人員發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際生產(chǎn)中不能完全依靠自動控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，還需要經(jīng)常現(xiàn)場觀察各個燒嘴的火焰燃燒情況，必要時(shí)可將部分車位天然氣控制調(diào)至手動模式，手動減少天然氣的流量，并適當(dāng)調(diào)節(jié)該車位的助燃空氣流量進(jìn)行匹配，待該車位溫度相對穩(wěn)定后再投入自動。

2.4 空燃比的調(diào)整

由于該隧道窯運(yùn)行時(shí)間已經(jīng)超過8年，期間始終未進(jìn)行大修，窯體各部位狀況均有所變化，助燃空氣流量測量儀表也逐漸出現(xiàn)偏差情況。在隧道窯運(yùn)行的前幾年，全窯的空燃比始終控制在10∶1的狀況，運(yùn)行效果良好。近2年來，觀察燒嘴火焰燃燒狀況，發(fā)現(xiàn)火焰有不同程度的發(fā)散、“飄火”現(xiàn)象，通過對助燃風(fēng)量的手動調(diào)整，并且將全窯的空燃比逐漸減小為8∶1時(shí)，燒成帶富氧量可控制在2%左右，燒嘴火焰剛性較強(qiáng)，爐膛明亮，燃燒效果良好，噸磚平均氣耗降低2～3 m3/t(標(biāo)準(zhǔn))。

3 改進(jìn)效果

通過隧道窯窯車襯磚進(jìn)行大修，對隧道窯壓力制度、燒嘴控制方式和全窯空燃比的調(diào)整，消除了生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的各種不利因素，隧道窯的運(yùn)行效果得到了明顯的改善，產(chǎn)品成品率由97%提高到98%以上，噸產(chǎn)品平均氣耗也降低2～3 m3(標(biāo)準(zhǔn))，對后續(xù)隧道窯的操作具有指導(dǎo)意義。