نظرًا لأن فم الفرن غير محمي بجلد الفرن، فإنه يتعرض لإشعاع اللهب بدرجة 1700 درجة. تواجه هذه المنطقة تحديات متعددة، بما في ذلك تآكل الكلنكر عالي الحرارة من الفرن الدوار وتأثير الهواء الثانوي بدرجة 1200 درجة وتدفق الهواء على الكلنكر المسحوق. بالإضافة إلى ذلك، فإن عوامل مثل تشوه الأسطوانة الناجم عن القوة الميكانيكية، وفك واقيات الحديد، ولحام حلقات احتجاز الطوب، والدورات شديدة البرودة والسخونة الناجمة عن فتح وإغلاق الفرن بشكل متكرر تجعل الظروف البيئية في هذه المنطقة قاسية للغاية. هذه العوامل مترابطة وتؤدي معًا إلى تلف فم الفرنصبات حرارية.
1. اختيار القوالب
تعتبر المواد المصبوبة عالية الجودة ضمانًا مهمًا لإطالة عمر الخدمة. مع الزيادة المستمرة في قطر أفران الأسمنت وزيادة مواد مخرج فم الفرن، فإن هذا لا يزيد فقط من القوة الميكانيكية، بل يزيد أيضًا بشكل كبير من القوة الحرارية في الفرن، ويصبح الضرر الناتج عن الإجهاد الحراري أكثر وضوحًا، كما يزداد الحمل الحراري لكل وحدة مساحة من المواد المصبوبة وفقًا لذلك. يجب أن تلبي المواد المصبوبة في فم الفرن مقاومة حرارية كافية وقوة ميكانيكية وثبات الصدمات الحرارية ومقاومة عالية للتآكل.
يتم تحديد فوهة الفرن باستخدام قوالب كوروندوم أو قوالب كوروندوم كربيد السيليكون عالية الحرارة. نظرًا للخصائص الضعيفة لفوهة الفرن، فهي مصنوعة من كوروندوم عالي الجودة وكربيد السيليكون والأندلوسيت المستورد والمواد الرابطة. تتمتع بمزايا ثبات الحجم الجيد ومقاومة الصدمات الحرارية ومقاومة التآكل الجيدة. في التشغيل العادي، يمكن أن تصل مدة خدمة قوالب كوروندوم الخاصة إلى أكثر من 12 شهرًا.
2. زيادة طول فوهة الفرن القابلة للصب
خذ فرن الأسمنت 4.8×72م 4500d/t كمثال. عندما يكون طول فوهة الفرن 0.6م، يكون الطول قصيرًا جدًا، مما يتسبب في ضعف الصب في الاتجاه الطولي للفرن وعدم قدرته على مقاومة قوة تآكل الكلنكر بشكل فعال. ومع ذلك، إذا تم زيادة طول الصب إلى 0.8م، يمكن تحسين سلامته الطولية، ويمكن تعزيز قدرته على مقاومة التآكل، ويمكن تقليل تلف الصب.
3. إضافة حلقة احتجاز الطوب
كان فرن الأسمنت بطول 72 مترًا مجهزًا في الأصل بثلاث حلقات احتجاز من الطوب، تقع على بعد 0.8 متر و50.4 متر و64.6 متر من فوهة الفرن، لتقاسم الضغط الهابط لأكثر من 670 طنًا من الطوب الحراري في الفرن. في كل مرة تم فيها استبدال الطوب الحراري والطوب المصبوب أثناء الصيانة، وجد أن حلقة احتجاز الطوب عند 0.8 متر كانت مضغوطة للخارج، مما يشير إلى أن حلقة احتجاز الطوب كانت تحت ضغط أكبر. علاوة على ذلك، تسبب سقوط حلقة احتجاز الطوب في عمل القوة الهابطة للطوب الحراري مباشرة على فوهة الفرن، مما أدى إلى إتلاف الطوب المصبوب عند فوهة الفرن. في ضوء العوامل المذكورة أعلاه، تمت إضافة حلقة احتجاز من الطوب عند 28 مترًا من الفرن. تتحمل حلقات احتجاز الطوب الأربعة بشكل مشترك ضغط الحركة الأمامية للطوب الحراري، مما يقلل الضغط على حلقة احتجاز الطوب عند 0.8 متر ويقلل الضرر الذي يلحق بالمواد المصبوبة عند فوهة الفرن.
4. التحول من أظافر مفردة إلى أظافر مركبة
المسامير الفردية ملحومة مباشرة بحاجز فم الفرن الحديدي أو برميل الفرن، ولا يمكن تحريكها، ولها مساحة لحام صغيرة. عندما يتمدد القالب بسبب الحرارة، يسهل سقوط المسامير الفردية. على النقيض من ذلك، يتبنى المسمار المركب قاعدة مربعة ويتم لحامه مباشرة بحاجز الحديد أو جسم الفرن، مما يتميز بمساحة لحام كبيرة وقوة، وليس من السهل سقوطه.
5. تغيير طريقة بناء فوهة الفرن للصب
يتم تغيير بناء صب فوهة الفرن من تركيب الحديد الواقي عند فوهة الفرن أولاً، ثم صب الصب ككل، إلى صب الصب لكل وجه طرف من الحديد الواقي أولاً بشكل منفصل تحت الفرن، ثم تركيب الحديد الواقي على فوهة الفرن، ثم صب الصب لسطح القوس الداخلي. بهذه الطريقة، يتم فصل الصب لكل وجه طرف من الحديد الواقي عن سطح القوس الداخلي، ويتم أيضًا فصل الصب لكل حديد واقي، والتغلب على الضغط الميكانيكي على الصب أثناء عملية دوران الفرن وتقليل الضرر الذي يلحق بالصب بسبب دوران الفرن.
6. تعديل غرفة الدخان في نهاية الفرن
عند مراقبة ضغط غرفة الدخان عند رأس الفرن ونهاية الفرن، وجد أن رأس الفرن غالبًا ما يكون به ضغط موجب، بينما كان الضغط السالب لغرفة الدخان مرتفعًا (-400~-700 باسكال). أظهر التحليل أن قطر الانكماش العلوي لغرفة الدخان أ والمسافة ب من لسان المادة السفلي إلى القوس العلوي كانت صغيرة جدًا، مما أدى إلى انخفاض حجم الهواء في الفرن، مما تسبب في توليد ضغط موجب عن طريق التلطيف.
أدى زيادة أ من 2300 مم إلى 2400 مم و ب من 1850 مم إلى 2000 مم إلى تحسين بيئة تدفق الهواء في الفرن، وتقليل الضغط الإيجابي عند فوهة الفرن، وتقليل الضغط السلبي لغرفة الدخان إلى -200~-400 باسكال، وبالتالي تحسين حالة درجة الحرارة عند فوهة الفرن وتقليل الضرر الذي يلحق بمواد الصب المقاومة للحرارة في فوهة الفرن.
