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【案例】某厂玻璃熔窑碹顶垮塌、碹砖断裂的原因分析及对策

文章来源:mobile.28365365.com 发布日期: 2018-04-19    阅读量(3258)

浙江某厂89 m2熔窑在2007年3月点火烤窑,投产一年多后,2008年6月发现炉盖垮塌了约1 m2面积的洞。2009年9月停炉后检查发现,炉盖垮塌洞周围有许多碹砖已断裂成两截,一半早已掉落在窑内,只有一半砖在支撑着炉盖,如图1所示。

某厂玻璃熔窑碹顶垮塌及碹砖断裂案例

图1某厂玻璃熔窑碹顶垮塌及碹砖断裂案例

一、原因分析

为什么会出现炉盖垮塌?我们认为:该厂是新建厂,部分操作人员技术水平不高(熟练工较少),加上煤质等因素,时常发生煤气炉烧死,甚至风帽烧坏,被迫启动另一座煤气发生炉的情况。就在发现炉盖垮塌的前一天,就因煤质及操作上的原因,造成炉温大幅下降,由1 545℃下降到1 200℃左右,而且时间很长,熔窑维护保养人员又没有及时调整大碹顶丝,炉盖在此降温过程中发生收缩,炉盖在发生较大收缩时,因没有及时紧固大碹顶丝,整个炉盖就会因收缩向下沉降(如图3所示),这样炉盖就出现了碹砖“下张口”现象,导致碹砖“抽扦”或掉落。随后而来的升温过程,炉盖受热膨胀,各砖之间的作用力加强,在已掉落的碹砖周围的砖由于受力面减少,受力不均,导致周围的砖出现松动,从而出现大面积的掉落。


温度变化引起碹砖与碹砖间开裂

图2温度变化引起碹砖与碹砖间开裂


为什么碹砖会断裂成两截?其中一个重要原因是在烤窑过程中,由于厂房才完工,厂房的排水系统还没做好,时逢下大雨,大量雨水淋在炉盖上,将炉盖上保护碹的硅酸铝纤维保温毡全部湿透,严重的地方保温毡流出水来。此时炉盖已近200℃,正是晶型转变的时候,炉盖上表面温度的急降使硅砖的内外表面温差大,加之硅砖的热稳定性差(水冷循环次数一般为1~4次),从而砖体产生较大的应力,直至发生炸裂成两截,给炉盖留下较大的隐患。在炉盖发现掉砖随后变成大洞的时候,我们也思考过是否存在这种情况。当时由于没有观察到此部位,不能作肯定。现从停炉后的照片(图1)来看,碹砖已经断成两截,我们认为这是烘炉时下雨所致,在当时硅砖就已炸裂后断裂。之后发生的多次炉盖降温升温,造成炉盖碹砖松动是炉盖掉砖的直接原因,本身砖已断裂,炉盖一旦有所变化,断裂的砖直接掉落,从而形成炉盖垮塌一个大洞的事故。

二、对策

在对炉盖碹砖掉砖成一个洞的原因搞清楚后,可以采取如下措施进行防范:

(1) 在大碹砌筑时,一定要对碹砖进行预排,要保证同排碹砖厚薄基本一致,在砌筑时泥浆一定要饱满。

(2)在砌筑泥浆时,硅砖表面一定要用水湿润,这样泥浆可以渗透到砖表面的气孔里,砖与砖之间更好的粘结在一起;若硅砖表面不用水湿润,泥浆里的水分很快被砖吸收掉,造成泥浆流动性及渗透性差,泥浆不饱满,砖体不易形成一个整体,对炉盖的寿命有一定的潜在影响。

(3)在烤窑时,对炉盖的爬高及裂缝要及时观察、及时处理,要大胆地勤松碹脚顶丝,因为螺帽(螺杆)旋转360°才退几毫米(视螺距的大小而定),搬手搬一次才36°~45°,要搬9~10次螺帽才退一圈。有的烘炉人员怕松顶丝,螺帽没有转到360°就不敢再松了,认为碹脚顶丝太松了会“抽扦”。实际上是对“抽扦”的本质原因认识不清,越怕松碹脚顶丝,炉盖张口越厉害,炉盖张口越厉害,炉盖碹砖之间的接触面越小,越容易造成“抽签”。只要大碹爬高标识是正数,只要炉盖上部有裂缝存在,一般不会形成“下张口”,应该大胆松顶丝。当然,碹脚顶丝还是以勤松、少松为好。

(4)不管什么原因,当熔窑温度大幅下降时要采取措施,或烧油或降低产量,避免炉温降温时间太长、炉盖温度下降太多。减少进出料量后,耗热量减少,炉温会回升。当减少进出料量都不能阻止炉温继续下降时,在烧油以及采取其它措施保持温度不够时,应该及时调整碹脚顶丝,以免形成碹砖“下张口”,造成炉盖掉砖垮塌。特别是反复的降温升温,窑体反复膨胀收缩,必定会破坏熔窑的整体性及密闭性,对熔窑寿命造成巨大的影响。

(5)炉盖只要发现掉砖,就要及时采取措施解决“悬臂梁”的问题,一定要有支点将炉盖的重量传递到两侧碹脚处,不然掉砖处会迅速扩大,造成不好处理而损失重大。此时应及时采用“硅质陶瓷焊料”进行喷补等方法进行维修。

(6)厂房顶的排水系统一定要做好。目前有许多厂房在下暴雨时,雨水会飘落到熔窑上面,对炉盖造成影响。虽然炉盖上面有保温砖盖住,但雨水过大还是有可能渗透下去,给炉盖造成影响,从而留下隐患,严重者如案例中的情况,本身在烤窑时,炉盖表面只有一层保温毡遮挡,雨水很容易透过保温毡而淋湿炉盖硅砖,从而直接导致硅砖大面积炸裂。

另外炉盖测温孔是特别容易坏的地方。由于热电偶使用期不长,几个月或半年左右要换一次,因而热电偶处密封不好,火焰冲刷很容易将此处越冲刷越大,若不及时处理,就很容易掉砖。有的工厂维修人员没有经验,在处理穿孔的地方时,只是在表面用泥浆补一下,既没有将周围的粉尘清理干净,又没有将泥浆灌进孔洞内部,结果是孔洞内部越冲刷越大,最后形成掉砖。正确的处理方法是:首先将表面的粉尘处理干净,不然碱性粉尘弄进孔洞内形成低共熔,加剧炉盖的腐蚀;再要将补炉盖的硅质热补料揉搓成类似“兰州拉面”的团状,然后根据孔洞的大小搓成比孔洞稍大的条状,用工具迅速将硅质热补料挤压到孔洞里面去,并多次用专用工具将硅质热补料捣实,硅质热补料受热膨胀后将孔洞堵塞得较严密。

硅砖的残余膨胀是应该特别注意的另一个问题。在熔窑达到1 470℃以上数小时后,要对炉盖顶丝检查一次,在炉盖定形后才能进行最后的密封保温。

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