談焦?fàn)t烘爐升溫速度.doc

談焦?fàn)t烘爐升溫速度- 鄭國舟2010年12月3日 烘爐是焦?fàn)t投產(chǎn)前必須要完成的工藝過程。在國內(nèi)烘爐時(shí)間相差較大，有長達(dá)100天的，也僅用20多天的，顯然都是不可取。烘爐時(shí)間過長，不僅浪費(fèi)人力，財(cái)力，在操作上也存在一定難度。烘爐速度過快，確實(shí)存在不安全因素。為使焦?fàn)t盡快發(fā)揮效益，在確保烘爐質(zhì)量前提下，如何縮短烘爐時(shí)間，是焦?fàn)t熱工人員所關(guān)注的，也是值得研究的課題。一、烘爐三個(gè)階段的特點(diǎn) 烘爐是一個(gè)連續(xù)的不間斷的過程。但從工藝過程可分為干燥期、品形轉(zhuǎn)化期、熱態(tài)工程施工期三個(gè)階段。1、干燥期 顧名思義該階段的主要任務(wù)是驅(qū)除砌體中水分。 一般來說砌體內(nèi)磚約含1.5%水分，灰縫約含2530%水分。由此估算炭化室高6M焦?fàn)t，每孔炭化室將含有8噸左右的水。這些水分將在干燥過程中排除。眾所周知，物體溫度升到105時(shí)才可認(rèn)為絕對(duì)干燥。對(duì)烘爐而言，當(dāng)立火道溫度達(dá)到125130篦子磚處溫度才達(dá)到105，即干燥期結(jié)束?？墒枪璐u晶體在117時(shí)，將由r鱗石英轉(zhuǎn)化為鱗石英，同時(shí)體積增加0.2%。為控制爐體在安全膨脹率范圍內(nèi)，升溫速度必須緩慢，所以在實(shí)際操作中將立火道溫度達(dá)到100時(shí)作為干燥期結(jié)束，顯然這是假設(shè)的。2、晶形轉(zhuǎn)化期 硅磚在117、163、180270以及573時(shí)發(fā)生晶形轉(zhuǎn)化，體積迅速膨脹。將晶形轉(zhuǎn)化點(diǎn)密集的溫度段100600稱為晶形轉(zhuǎn)化期。爐溫達(dá)到600時(shí)砌體膨脹量占總膨脹為92%(1.2291.336=92%)，可視為爐體在烘爐時(shí)膨脹基木結(jié)束。在100600范圍內(nèi)不僅砌體總膨脹量大，其相對(duì)膨脹也是最大的，爐溫每升高1砌體相對(duì)膨脹為1.2290.118600100=0.222%，比6001000溫度段磚體相對(duì)膨脹1.3361.2291000600=0.0268%大8.3倍。比常溫至100時(shí)相對(duì)膨脹0.11810025=0.157%大1.4倍。尤其在300前砌體膨脹量占總膨脹0.9921.336=74.3%。所以在晶形轉(zhuǎn)化期，特別在300前溫度管理必須按已制定的升溫計(jì)劃均勻平穩(wěn)地升溫。 (注：硅磚膨脹率100為0.118%；300為0.992%；600為1.229%；1000為1.336%摘自“焦?fàn)t砌筑安裝與開工”)3、熱態(tài)工程施工期焦?fàn)t點(diǎn)火后，隨著爐溫升高砌體膨脹。所以一些設(shè)備只能待到爐體膨脹基本結(jié)束后，才能安裝與固定，還必須在開工前竣工，凡屬這類工程稱為熱態(tài)工程。所以將爐溫600至開工這階段稱為熱態(tài)工程施工期。二、快速烘爐可能出現(xiàn)的問題及應(yīng)采取措施1、干燥期(常溫至100)（1）加速干燥期可能出現(xiàn)問題立火道溫度從常溫升至100，一般選擇810天，這樣升溫速是安全可靠的。假如加速干燥過程可能會(huì)出現(xiàn)哪些問題。 水分排出速度過快，能否造成磚縫疏松。 升溫速度過快，砌體內(nèi)外溫差加大，能否產(chǎn)生磚剝蝕。 能否將砌體上部水分移到下部沉積，而延長干燥期甚至沖壞灰縫，破壞砌體嚴(yán)密性。（a）灰縫疏松干燥期升溫速度按8天計(jì)，每小時(shí)升0.39，若按6天計(jì)每小時(shí)也只升0.52，在此緩慢升溫下，不可能使內(nèi)部水分造成強(qiáng)大汽壓而沖散灰縫，曾對(duì)烘爐時(shí)間僅35天的焦?fàn)t在停產(chǎn)后檢查，沒有發(fā)現(xiàn)空縫現(xiàn)象。（b）磚體產(chǎn)生剝蝕 硅磚在燒制時(shí)，100前每小時(shí)升6：250前每小時(shí)升15：550前每小時(shí)升30。在這樣升溫條件下燒成磚是良好的。曾對(duì)硅磚做過這樣試驗(yàn)在4小時(shí)加熱到300，然后緩慢冷卻，磚體無任何損壞。所以在干燥期適當(dāng)加速升溫速度不可能產(chǎn)生磚的剝蝕?？墒窃诤鏍t中墻面剝蝕卻時(shí)有發(fā)生，其原因是操作不當(dāng)所致，如烘爐小灶頻繁滅火；火焰直接烘烤墻面等。（c）小煙道部位出現(xiàn)冷凝水 以往烘爐中并沒有發(fā)現(xiàn)，在小煙道處出現(xiàn)冷凝水，僅在交換開閉器內(nèi)壁出現(xiàn)水珠。對(duì)烘爐僅33天和38天的焦?fàn)t，停產(chǎn)后檢查，在小煙道處沒有發(fā)現(xiàn)灰縫脫落現(xiàn)象。（2）縮短干燥期措施 目前干燥期一般選810天，事實(shí)證明是成功的，對(duì)砌體不能產(chǎn)生任何損壞，隨著烘爐技術(shù)提高，特別是微機(jī)技術(shù)應(yīng)用，千燥期選為6天也是可行。為縮短干燥期在操作中可采取以下措施：（a）保證煙囪有足夠吸力，它是加速砌體尋：燥的必要條件。為創(chuàng)造煙囪有足夠吸力，除提前烘烤煙囪外，還可增加小灶斷面；選用優(yōu)質(zhì)煤；增大煤氣燃燒管直徑，這些都是提高煙囪吸力有效辦法，尤其是加強(qiáng)燒小灶人員責(zé)任性更為重要。（b）烘煙囪時(shí)可打開總分煙道及交換開閉器翻板，使?fàn)t體在烘煙囪同時(shí)對(duì)爐體進(jìn)行自然風(fēng)干。（c）炭化室小灶點(diǎn)火后，將爐溫迅速升到5060，并保持蓄熱室頂與立火道頂?shù)臏囟缺燃s90%，篦子磚與立火道頂溫度比約80%， 空氣系數(shù)約35，在這樣條件下保溫幾天，然后按計(jì)劃升溫，更有利于爐體快速干燥，又不會(huì)帶來任何負(fù)作用。（d）控制邊燃燒室溫度不低于全爐平均溫度?？蓪⑦呅顭崾医粨Q開閉器翻板開度大于中部交換開閉器翻板，這樣可避免邊蓄熱室交換開閉器冷凝水出現(xiàn)。（e）切忌烘爐小灶反復(fù)出現(xiàn)滅火與強(qiáng)大火焰(爐溫低時(shí)燃料用量少這種現(xiàn)象最易發(fā)生)尤其要避免明火直接烘烤爐墻。2、晶形轉(zhuǎn)化期(100600) 該溫度段內(nèi)，晶型轉(zhuǎn)化點(diǎn)多，體積膨脹大，往往擔(dān)心升溫速度加快后，會(huì)出現(xiàn)下列問題。 升溫速度過快，磚的內(nèi)外溫差加大，造成磚的剝蝕與斷裂。 墻面各點(diǎn)溫度不均勻，膨脹不一致，導(dǎo)致墻面變形。 砌體上下部位溫度比例失調(diào)，形成階梯縫。（1）磚的剝蝕 烘爐時(shí)砌體升溫速度遠(yuǎn)低于硅磚燒制時(shí)的升溫速度見下表。對(duì)于炭化室墻面厚100毫米，又兩面加熱，通過熱傳導(dǎo)計(jì)算，磚的中心溫度比表面溫度落后不大于半小時(shí)，所以正常情況廠不可能因磚內(nèi)外溫差造成磚的剝蝕，只有墻面直接接觸明火才有可能出現(xiàn)磚的剝蝕。硅磚燒制與烘爐時(shí)升溫速度（）爐溫磚坯燒制時(shí)升溫速度h日膨脹率0.035%烘爐時(shí)升溫速度h日膨脹率0.04%烘爐時(shí)升溫速度h日膨脹率0.05%烘爐時(shí)升溫速度h250550 60015300.231.872.080.262.082.080.352.432.78（2）墻面變形成斷裂烘爐中當(dāng)橫墻溫度不均勻才可能造成墻面變形。產(chǎn)生爐頭裂縫是爐頭溫度過低所致。個(gè)別磚斷裂主要是自身已有裂痕所造成。 橫墻溫度均勻性主要決定于干燥孔分布，烘爐過程是難以調(diào)節(jié)的。以往烘爐中各種爐型的橫墻溫度基本卜是均勻的。至于爐頭溫度偏低是爐體表面裂縫漏入冷空氣所致。只要加強(qiáng)磚表面裂縫嚴(yán)密，并盡快將爐頂轉(zhuǎn)為正壓，都是提高爐頭溫度有效措施。而且快速烘爐是有利于爐頭溫度提高，從已往烘爐中不論是常規(guī)或快速烘爐均未發(fā)現(xiàn)墻面變形和爐頭裂縫產(chǎn)生。（3）墻面產(chǎn)生階梯縫 階梯縫是爐體不同部位出現(xiàn)不同步膨脹所致，也是烘爐者十分關(guān)注的問題。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)當(dāng)鐵件管理良好的條件下，炭化室長14米的焦?fàn)t，燃燒室區(qū)與蓄熱室頂膨脹差在14毫米以下，不會(huì)產(chǎn)生階梯縫。以80型焦?fàn)t為例，砌體上下部位在不同的溫度比，所產(chǎn)生膨脹差列于下表。由表中叮見，當(dāng)蓄熱室頂部與立火道頂部溫度比在83%以上，其膨脹差小于14毫米，不會(huì)產(chǎn)生階梯縫。如果上下砌體膨脹差達(dá)到40毫米以上，即使升溫是緩慢的，仍存在著產(chǎn)生階梯縫的危險(xiǎn)。部位蓄熱室頂與立火道頂溫度比%溫度膨脹率%膨脹量mm1立火道頂1003000.992140蓄熱室頂882640.934132差值3682立火道頂1003000.992140蓄熱室頂832490.9126差值51143立火道頂1003000.992140蓄熱室頂752100.68697差值9043爐頂區(qū)是粘土磚砌筑與燃燒區(qū)硅磚存在著較大膨脹差，烘爐后裝煤孔處及爐頂面磚縫拉開，是不可避免的。裝煤孔處空縫待投產(chǎn)后將被石墨密封，而爐頂面裂縫在投產(chǎn)前可用泥漿密封。多年烘爐實(shí)踐，已積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，熟練地掌握了日膨脹率0.035%的烘爐技術(shù)。隨著檢測(cè)儀器改進(jìn)，微機(jī)技術(shù)在烘爐中應(yīng)用，選取日膨脹率0.040.05%是可行的，也是安全的。 在該階段應(yīng)注意爐溫須平穩(wěn)的按計(jì)劃升溫，切忌波動(dòng)。當(dāng)升溫發(fā)生超標(biāo)后，只能用保溫或緩升，決不可用降溫解決。其次在合乎砌體上下比的條件下，盡快將爐體轉(zhuǎn)為正壓，避免冷空氣漏入爐內(nèi)。3、熱態(tài)工程施工期(600至開工) 該階段爐體膨脹基本結(jié)束，影響烘爐速度主要是工程進(jìn)度。 熱態(tài)工程的工作量雖大，但它具有多工種，作業(yè)面廣的特點(diǎn)。其中最費(fèi)工時(shí)的有磚煤氣道噴漿，對(duì)于50孔焦?fàn)t將有1600個(gè)磚煤氣道，若用兩臺(tái)噴漿機(jī)也需5天才能完成。還有保護(hù)板灌漿；砌小爐頭：埋橫拉條及安裝鏡板。因其施工順序不能顛倒，在分組施工時(shí)也需67大才能完成。所以，熱態(tài)工程總的施工期可按8天左右考慮。在編制烘爐計(jì)劃時(shí)，不需要額外延長熱態(tài)工程施工期。當(dāng)施工單位技術(shù)力量弱，勞動(dòng)力不足情況，可適當(dāng)增加施工期。三、快速烘爐難點(diǎn)與注意事項(xiàng)烘爐速度加快后，在管理上操作上確實(shí)存在不少難點(diǎn)，應(yīng)引起決策者及操作人員注意。（1）烘爐前的準(zhǔn)備工作十分重要，直接影響著烘爐質(zhì)量與進(jìn)度。如為促進(jìn)工程進(jìn)度或其他原因，在不具備烘爐條件廠強(qiáng)行烘爐是極不可取的。容易造成施工質(zhì)量下降或被迫保溫延長烘爐時(shí)間，甚至?xí)o生產(chǎn)帶來無法彌補(bǔ)損失。（2）加速干燥期必須加大吸力，隨之冷空氣漏入量增加而損壞爐體。在操作中分煙道吸力不宜超過100Pa。在晶形轉(zhuǎn)化期為加快升溫需要減少吸力，不會(huì)影響砌體上下合適溫度比。因此吸力控制應(yīng)兩者兼管。（3）烘爐速度加快，爐體膨脹也加快，應(yīng)增加鐵件組人員，使鐵件凋整跟