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混凝土空心磚廠家告訴你隧道窯耐火混凝土吊平頂板的損壞及修復

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混凝土空心磚廠家告訴你隧道窯耐火混凝土吊平頂板的損壞及修復

發布日期:2017-04-14 00:00 來源:http://www.tsecnr.tw 點擊:

某廠燒結空心磚生產線焙燒工藝中,采用兩條寬度為4.6米、長度為131米吊平頂隧道窯,每條窯容納30輛窯車,能較好地滿足年產6000萬塊(折標磚)的生產規模,同時,空心磚質量有很好的保證。隧道窯的耐火混凝土吊平頂板,采用鋁酸鹽水泥、耐火骨料、在模框中預制,得到主要規格為720×720mm吊平頂板,常溫養護后,板的強度較高。此后,再將耐火葫蘆及耐熱鋼掛鉤組合安裝在耐火混凝土吊平頂板的4個預留孔中。隧道窯施工過程中,通過H鋼主梁、L鋼次梁,鋼掛鉤,將吊平頂板懸掛組合成隧道窯的窯頂。為保證吊頂板在隧道窯內的平整度,板與板之間的間隙,采用硅酸鋁纖維填塞。

該廠6年的生產過程中,混凝土空心磚隧道窯耐火混凝土吊平頂板,隨著溫度變化、有害氣體的浸蝕、預制板質量差異以及烘窯制度的缺陷等因素的影響,隧道窯吊頂板出現脫落,特別在隧道窯預熱帶與高溫焙燒帶過渡段的9至14車位,吊頂板脫落較為嚴重。為此,對吊頂板破壞原因及修復方案分析如下。

1、耐火混凝土吊頂板的材料

耐火混凝土吊頂板采用鋁酸鹽水泥作為膠凝材料,與同質高鋁材料的骨料混合加水拌制,預制的混凝土板具有快硬、早強,熱震穩定性好等性能。同時,因鋁酸鹽水泥中不含游離氧化鈣,預制的混凝土板具有耐火度高的性能,采用鋁酸鹽水泥及同質高鋁材料的骨料拌制的混凝土,已廣泛應用于燒結磚廠窯爐、煙道及窯車上。其最高使用溫度可達1300~1400攝氏度。

燒結磚廠采用的鋁酸鹽水泥,質量符合GB201《鋁酸鹽水泥》規定,氧化鋁含量應在50~59%的CA-50鋁酸鹽水泥。該水泥曾一度被稱為礬土水泥或高鋁水泥,也有根據它的主要用途稱為耐火水泥,使用標號不低于CA50號。

鋁酸鹽CA-50水泥凝結硬化快,常溫養護一天,可達到標號強度的80%以上,三天可達到標號強度的100%。

鋁酸鹽水泥混凝土因其密實,故不透水,防水性能強。

耐熱性能好:鋁酸鹽水泥沒有Ca(OH)2和因溫度變化而引起體積變化效應的硅酸二鈣,所以是一種性能良好的耐熱水泥。消除熔渣雜物后,所配制的混凝土耐火度可達1300~1400℃。

   采用廢高鋁磚作骨料和粉料時,Al2O3,含量應大于35%。

拌制耐火混凝土時,骨料中不能摻有石灰巖類混合料。

      鋁酸鹽水泥:42.5號以上,其配合比為12%~15%。

      骨料:二級、三級礬土熟料或一級二級廢高鋁磚和廢耐火粘土磚制成。

       細骨料粒徑小于5mm;配合比為30%~40%。

       粗骨料粒徑為5~15mm;配合比為30%~40%。

      粉料(摻和料):同骨料,粒徑小于0.088mm的不少于70%;配合比為0~15%。

2、耐火混凝土吊頂板的預制及養護

耐火混凝土吊頂板采用鋼模框預制,振動平臺成型。

按照鋁酸鹽水泥廠家提供的耐火混凝土使用說明書的要求,混凝土采用強制式混凝土攪拌機攪拌,分別將細骨料、粗骨料及粉料混合干拌均勻,再將鋁酸鹽水泥加入,混合干拌均勻。加水濕拌均勻,嚴格控制水量。鋁酸鹽水泥具有速凝性質,因此,耐火混凝土攪拌時間不能太長,攪拌均勻后應立即澆注震實。

4小時后可脫模,要保持一定濕度,溫度控制在15~30℃,常溫自然養護期間,耐火混凝土吊頂板不得疊壓及碰撞。3天后,再將耐火葫蘆及耐熱鋼掛鉤組合安裝到耐火混凝土吊頂板的預留孔中,準備用于隧道窯頂的安裝。在安裝之前,應將耐火混凝土吊頂板移至到通風干燥處,避免受潮。

混凝土空心磚

3、耐火混凝土吊頂板的破壞形式

4.6米、長度為131米吊平頂隧道窯,容納窯車30輛,除進車端1個車位預備室,采用現澆混凝土頂板,全窯長均采用耐火混凝土吊頂板。根據隧道窯預熱帶、高溫帶、冷卻帶的分布,磚坯由進車端的室溫逐漸升高到1050°最高焙燒溫度,然后逐漸降溫,得到成品磚。對應燒成溫度曲線及窯車車位,在9車位與14車位,溫度范圍為800°~980°的區間,耐火混凝土吊頂板的破壞較為集中,其他區間吊頂板的破壞,數量較少。

耐火混凝土吊頂板的破壞,主要表現為以下幾種形式。

(1)吊頂板四角耐火葫蘆處,其中一個角或兩個角斷裂,致使吊頂板下墜。

(2)吊頂板表面疏松剝落。

(3)吊頂板整體開裂,吊頂板墜落。

(4)耐熱鋼表面腐蝕剝落,強度下降,吊頂板下沉。

耐火混凝土吊頂板破壞原因分析。

A、耐火混凝土吊頂板在生產過程中,采用加水攪拌,澆筑成型。因此,吊頂板中含有游離水。吊頂板安裝在隧道窯后,需要按照嚴格的烘窯制度進行烘窯。一般情況下,常溫到350°區間,應緩慢升溫,并且,需要在300°時保溫,以利吊頂板內游離水的充分排出。嚴格的烘窯制度對吊頂板中游離水的排出很關鍵,然而,在燒結磚企業新建寬斷面隧道窯的烘窯實踐中,往往沒有好的烘窯形式,能確保所有吊頂板中游離水全部排出,使用中個別吊頂板出現爆裂及裂紋,從而縮短吊頂板的工作時間。

B、耐火混凝土是非燒結類耐火材料,材料形狀及強度依靠鋁酸鹽水泥的膠凝性。在1000°以下的持續低溫條件下,耐火混凝土強度呈下降趨勢。

C、4.6米隧道窯所需耐火混凝土吊頂板數量較多,板在預制過程中,存在水灰比波動、密實程度低等缺陷。耐火葫蘆及耐熱鋼掛鉤與板的組合過程中,部分耐火葫蘆燒結程度低,強度低,每塊板上四個耐火葫蘆組合質量差。板在隧道窯頂的安裝過程中,安裝質量的控制難度較大,耐熱鋼掛鉤不垂直,板的受力不均衡。

D、煤中有害雜質硫化合物在400~600°開始燃燒時,硫被氧化形成二氧化硫(SO2),生成含二氧化硫的煙氣。大多數二氧化硫被排放到大氣中或由脫硫設備除去。少量的二氧化硫,進一步氧化形成三氧化硫(SO3)。在隧道窯預熱帶有水蒸氣存在的情況下,三氧化硫形成了氣態硫酸(H2SO4)SO3+ H2O = H2SO4,一定溫度條件下,氣態硫酸凝結在耐火混凝土吊頂板、耐熱鋼掛鉤、風機葉輪及煙道表面,對耐火混凝土吊平頂板、吊頂板的金屬構件、風機和煙道產生侵蝕,導致吊頂板局部脫落以及其他設備的傷害。此外,有害含硫煙氣的外溢,對廠房金屬構件,操作環境,同樣造成較大的危害。

E、隧道窯每年停火檢修后,恢復生產時,點火大灶車的位置基本固定在隧道窯的第11車位,也是隧道窯預熱帶與高溫帶之間的過渡位置,隨著大灶的移動,大灶高溫及燃煤有害煙氣對耐火混凝土吊頂板的驟熱驟冷沖擊和侵蝕較大,造成吊頂板在9車位與14車位之間較為集中破壞脫落。

F、窯房漏雨,水分的侵蝕使工作中的耐火混凝土吊頂板出現急冷,產生爆裂及裂紋。

4、修復方案的選擇

該廠隧道窯耐火混凝土吊平頂板的破壞,主要集中在10~14車位,兩條窯共10個車位。拆除后,吊頂板的修復,考慮了兩種方案,一是仍然采用耐火混凝土吊頂板,二是采用硅酸鋁纖維模塊。企業因恢復生產時間要求比較短,如采用耐火混凝土吊頂板,吊頂板的預制,耐火葫蘆采購及施工,總的修復時間偏長。經比較,決定采用硅酸鋁纖維模塊修復隧道窯吊平頂。


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