石灰窯是工業爐的一種，是為煅燒從礦山開采的塊狀石灰石而開發的專用爐。將石灰石投入到爐中，經過預熱、煅燒和冷卻工序，生產生石灰。石灰窯根據爐子的形式分為豎窯、回轉窯、焙(bei)燒窯和(he)環(huan)狀(zhuang)窯等，根據原料的(de)狀(zhuang)態(tai)和(he)生產的(de)生石灰的(de)用(yong)(yong)途，各種窯爐都在使用(yong)(yong)。本文對石灰窯預熱(re)器采(cai)用(yong)(yong)不定形耐火(huo)材料內襯的(de)施工實績及耐用(yong)(yong)狀(zhuang)況做了簡(jian)要介紹(shao)。

一、石灰窯煅燒機理

這次(ci)采(cai)用不定形內襯的石灰窯(yao)是帶(dai)爐篦式預熱器(qi)的回轉窯(yao)部分。在此，簡要介紹該類窯(yao)的煅燒機理。

爐篦式預(yu)(yu)熱(re)(re)(re)器(qi)，其裝載在爐篦上(shang)的(de)(de)原料(liao)(liao)—層壓(ya)狀石(shi)灰(hui)(hui)石(shi)本身(shen)是靜止狀態，通過爐篦機(ji)械式水平移動(dong)(dong)，向(xiang)回(hui)(hui)轉窯投放原料(liao)(liao)。在預(yu)(yu)熱(re)(re)(re)器(qi)部位換(huan)熱(re)(re)(re)形(xing)式為(wei)橫流(liu)(liu)式，相對于原料(liao)(liao)行(xing)進(jin)(jin)方向(xiang)，熱(re)(re)(re)氣(qi)為(wei)垂直方向(xiang)流(liu)(liu)動(dong)(dong)。回(hui)(hui)轉窯燒(shao)成部位，熱(re)(re)(re)氣(qi)為(wei)對流(liu)(liu)式，與原料(liao)(liao)行(xing)進(jin)(jin)方向(xiang)相對流(liu)(liu)動(dong)(dong)。導入預(yu)(yu)熱(re)(re)(re)器(qi)的(de)(de)廢氣(qi)溫度為(wei)1000~1100℃，超過原料(liao)(liao)石(shi)灰(hui)(hui)石(shi)的(de)(de)分(fen)解溫度，在預(yu)(yu)熱(re)(re)(re)器(qi)內石(shi)灰(hui)(hui)石(shi)被(bei)加熱(re)(re)(re)到700~900℃，分(fen)解20%~30%的(de)(de)原料(liao)(liao)進(jin)(jin)入回(hui)(hui)轉窯。

二、石灰窯傳統爐墻結構—耐火磚爐墻

這(zhe)次采用的爐篦(bi)式預熱器是(shi)有(you)拱(gong)形頂(ding)的筒形，爐長(chang)約16.5m、爐內(nei)寬(kuan)約2.4m。傳統的爐墻(qiang)結構是(shi)耐(nai)火磚(zhuan)(zhuan)爐墻(qiang)。每塊(kuai)耐(nai)火磚(zhuan)(zhuan)的強度大，但是(shi)由于(yu)是(shi)使(shi)用火泥砌筑，膨脹收縮致使(shi)各(ge)磚(zhuan)(zhuan)縫開裂，反復運行、停爐，逐漸松動，造成爐墻(qiang)凸起。加之熱震剝(bo)落的作用，如(ru)果(guo)磚(zhuan)(zhuan)的剝(bo)離、脫(tuo)落擴展，爐墻(qiang)整(zheng)體就有(you)坍(tan)塌的危險。關(guan)于(yu)修(xiu)補，很難進行局部性換磚(zhuan)(zhuan)，拆解范圍很大。因此，存在(zai)緊(jin)急時難以應對，修(xiu)理工期需要很長(chang)時間(jian)的缺點。

觀察預(yu)熱器耐火磚(zhuan)爐(lu)(lu)(lu)墻(qiang)運行10年后的(de)狀(zhuang)況，爐(lu)(lu)(lu)內點檢結果表明大(da)大(da)小(xiao)(xiao)小(xiao)(xiao)的(de)凸起部(bu)位有很(hen)(hen)多(duo)，分布很(hen)(hen)廣，并且發(fa)現有小(xiao)(xiao)范圍(wei)的(de)脫落。但是(shi)，考慮到耐火磚(zhuan)爐(lu)(lu)(lu)墻(qiang)的(de)壽命通(tong)常(chang)是(shi)8年，其損毀程度是(shi)輕微的(de)。這(zhe)可以通(tong)過停爐(lu)(lu)(lu)時(shi)對凸起損壞部(bu)位更(geng)換(huan)磚(zhuan)、噴補或修補來延長使(shi)用壽命。然而，為了進一步延長使(shi)用壽命，必(bi)須采取防止爐(lu)(lu)(lu)墻(qiang)磚(zhuan)凸起的(de)對策。

三、不定形爐墻的研究

不定形(xing)耐火材料是在(zai)爐體外殼(ke)上安裝錨固，埋(mai)入爐墻內加強(qiang)，所以在(zai)結構上對運行時的熱膨脹和停爐時的收縮(suo)等起到了穩定作用，旨在(zai)防止耐火磚爐墻主要損傷及(ji)砌(qi)縫松動導致(zhi)的爐墻凸(tu)起。

與(yu)耐(nai)火(huo)磚相比，不(bu)定形料(liao)(liao)的(de)(de)抗(kang)熱震性(xing)(xing)良(liang)好。特別(bie)是塑(su)性(xing)(xing)耐(nai)火(huo)材料(liao)(liao)，其組織因(yin)可(ke)塑(su)性(xing)(xing)熱沖擊產生(sheng)的(de)(de)裂紋難以(yi)擴(kuo)展，抗(kang)熱震性(xing)(xing)優(you)越(yue)是較大的(de)(de)特長。此(ci)外，與(yu)材質(zhi)相同的(de)(de)澆(jiao)注料(liao)(liao)相比，塑(su)性(xing)(xing)耐(nai)火(huo)材料(liao)(liao)因(yin)不(bu)使(shi)用水(shui)泥，所以(yi)不(bu)需要施(shi)工后(hou)的(de)(de)養生(sheng)，不(bu)發(fa)生(sheng)爆裂，施(shi)工后(hou)可(ke)以(yi)立即(ji)點火(huo)、升溫，熔劑成分幾乎不(bu)含CaO，耐(nai)蝕性(xing)(xing)優(you)越(yue)。雖(sui)然干燥強(qiang)度(du)(du)低，但在(zai)(zai)1300℃以(yi)上耐(nai)火(huo)黏土燒(shao)結，燒(shao)成后(hou)強(qiang)度(du)(du)變高。塑(su)性(xing)(xing)耐(nai)火(huo)材料(liao)(liao)為(wei)濕(shi)潤混凝土狀(zhuang)，具(ju)有在(zai)(zai)施(shi)工時(shi)揚塵少等特點。但是，塑(su)性(xing)(xing)耐(nai)火(huo)材料(liao)(liao)采用氣動(dong)夯(hang)錘打入施(shi)工，在(zai)(zai)施(shi)工方面(mian)存(cun)在(zai)(zai)施(shi)工效率低、施(shi)工人(ren)員的(de)(de)勞(lao)動(dong)強(qiang)度(du)(du)大和(he)易發(fa)生(sheng)振動(dong)故障等缺點。這(zhe)些施(shi)工上的(de)(de)缺點通過采用噴補(bu)施(shi)工法可(ke)加以(yi)消除。

通過采(cai)用不(bu)定形(xing)材(cai)料，有效解決(jue)了傳統(tong)磚(zhuan)墻(qiang)內襯凸起(qi)問題，基本沒有發現剝離和脫落，實(shi)現了使用壽命的(de)延長。今后，將充分運用不(bu)定形(xing)耐(nai)火材(cai)料的(de)特長，擴大其應用范(fan)圍。