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造成阳极焙烧炉火道墙九州官网登录入口砖砌体变形的原因都有哪些?

编辑:九州官网登录入口砖???浏览:???时间:2019-06-11

  某公司有6台敞开式阳极焙烧炉,主要用于生产铝电解用炭阳极。在该公司经过整体大修时发现火道墙出现了严重的C形变形。根据火道墙墙体规律性C形变形、墙面局部内凹、贯通形裂缝、修理时拆除的黏土九州官网登录入口砖变形情况等,结合砌筑时的工艺控制、日常使用维护实际,对焙烧炉火道墙的弯曲变形和破损,从工艺特点、墙体几何形状、劣化趋势、拆除后废料状态等方面,以火道墙自身为主进行原因分析。

  图1火道墙弯曲变形

  图2墙体裂缝

  由于产品生产工艺特点所限,火道墙使用过程中,墙体在每批次炭阳极焙烧过程中,必须经历自然温度→逐渐升温→1250℃高温保持→降温→空气快速冷却→外界自然温度状态,这样的温度变化循环过程在焙烧炉的生产中持续循环进行。这种周期性温度循环造成火道墙本体材料性能恶化、砌筑缝隙和结构劣化、抵抗外力能力降低。

  (2) 火道墙砌筑九州官网登录入口砖因承重和温度不同,在高温状态发生不同塑性蠕变、几何尺寸变化。在每个温度变化周期,火道墙整体几何形状发生热胀冷缩,各层及砖体发生水平方向微量延伸、竖直方向微量缩小的不规则变形。这种理论分析结果,从火道墙重砌时拆除的九州官网登录入口砖大量纵向弯曲、横向扭转现象中,得到充分验证(如图3)。

  图3破损火道墙九州官网登录入口砖图片

  (3) 火道墙九州官网登录入口砖和九州官网登录入口泥具备固有的抗热震性、热蠕变属性,不同品级的九州官网登录入口材料属性各不相同。在火道墙温度周期循环中,造成九州官网登录入口砖疲劳破坏,砌筑砖出现微裂纹、局部破损。尤其是火道墙部分横向受力的拉筋砖和喷嘴直喷砖,由于受加热火焰的直接喷射灼烧作用,疲劳、破坏尤为严重(如图3),长期运行后破坏了火道墙宽度方向的稳定性,在填充料和炭阳极装出外力作用下,形成了使用中火道墙变形、内凹等缺陷,而且随着使用时间延长和保养缺失持续劣化(如图4(a))。

  图4受损火道墙

  (4) 火道墙砌筑工艺控制不严格,部分间隙偏小,在火道墙砌筑完成后没有足够的养生,水分自然挥发排出时间短。新砌筑火道墙直接投入使用,升温过程中九州官网登录入口砖线性变化和水分快速汽化膨胀逸出,形成墙体在使用过程中纵向几何变形不一致,火道墙砌筑层纵向间隙发生不同步减小,个别间隙消失,形成墙体砌筑砖纵向刚性挤压、整体伸长,破坏了火道墙本身膨胀补偿结构,原设计火道墙自动调节功能消失,火道墙出现变形、局部结构和形状破坏,而且随使用时间延长持续劣化(如图4(b))。

  (5)焙烧炉生产的每个温度变化周期,火道墙砌筑砖均出现不同温度梯度的线性热胀冷缩效应,部分砌筑层因伸缩间隙不同出现刚性挤压,在料箱内填充料的挤压作用下,墙面形成C形弯曲变形;部分砌筑层由于变形不同步性,发生竖向间隙被拉伸变大。在周期性的混合作用后,逐步形成了使用中的火道墙断裂甚至错位、大面积变形(如图1、图4(a))。

  (6)焙烧炉运行中同一火道墙不同层或同层不同部位的不同步变化,造成火道墙局部应力集中,火道墙同层或不同层间出现局部相对运动,墙体拉筋砖在长期火焰灼烧和墙体变形产生力作用下,产生扭曲变形或断裂,墙体原始结构破坏,火道墙稳定性恶化,促进了火道墙运行后期的整体迅速破坏。

  (7)焙烧炉运行中,填充料在火道墙上烧结,未及时清理,多功能天车装出炉过程中对墙体的碰撞,人工炉面临时作业偶发事件,受损火道墙维护保养不及时等外因,对火道墙的深度劣化、变形甚至坍塌有直接促进作用。

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