هناك العديد من العوامل التي تؤثر على عمر خدمة البطانات المقاومة للحرارة في الفرن الدوار، وهي ليست مجرد مشاكل تتعلق بالمنتجات المقاومة للحرارة. وهي تشمل الإجهاد الحراري، الإجهاد الكيميائي، الإجهاد الميكانيكي الناتج عن عمليات إنتاج الأسمنت، جودة المواد الخام المكلسة، تصميم واختيار المواد المقاومة للحرارة، جودة المواد المقاومة للحرارة، التخزين، البناء، البناء وغيرها من العوامل.
تأثير الإجهاد الميكانيكي على عمر الخدمةالطوب الحراريفي الأفران
الإجهاد الميكانيكي هو القوة الداخلية التي تتفاعل بين أجزاء الجسم المختلفة عندما يتشوه بسبب عوامل خارجية، وذلك لمقاومة عمل هذه العوامل الخارجية ومحاولة إعادة الجسم من الوضع المشوه إلى الوضع الذي كان عليه قبل التشوه. عندما يتجاوز الضغط الميكانيكي الواقع على الطوب الحراريات في الفرن قوته، فإن الطوب سوف يتضرر جزئيًا أو كليًا تحت تأثير الضغط.
العوامل الرئيسية التي تسبب الإجهاد الميكانيكي هي السببين التاليين:
(1) تشوه بيضاوي الشكل. بسبب العوامل المشتركة لطوب البطانة ومواد الفرن ووزن الأسطوانة نفسها، فإن أسطوانة الفرن تتشوه. تحت تأثير الجاذبية والحمل الحراري، يصبح المقطع العرضي الدائري-للأسطوانة بيضاويًا. عندما يتم تشغيل الفرن، يسبب القطع الناقص ضغطًا ميكانيكيًا على الطوب الحراري، وكلما زاد القطع الناقص، زاد الضغط الميكانيكي. يؤثر إجهاد القص الناتج عن التغير في القطع الناقص على الاتجاه المماس لكل حلقة من الطوب، مما يتسبب في تقشر الطوب في شكل حلقة. في ظل الظروف العادية، يكون سمك التقشير موحدًا وصلبًا. (2) يتم إزاحة محور فرن الأسمنت الدوار. الفرن الدوار مدعوم بحزام، عجلة داعمة، وأسطوانة. يجب أن يكون محوره هو الخط الذي يصل بين النقاط المركزية لدوائر المقطع العرضي-للفرن وعلى خط مستقيم. ومع ذلك، بعد تثبيت غلاف الفرن وقطع جزء من الغلاف واستبداله، أو بعد تشغيل الفرن لفترة من الوقت ويكون النظام الحراري في الفرن غير مستقر، سيتم إزاحة محور الفرن تحت تأثير الحمل الحراري والحمل. بعد ذلك، بعد فترة طويلة من التشغيل، سوف يتآكل الحزام والأسطوانة، وسوف تنحرف الأسطوانة إلى الخارج والداخل، وسوف تتغير ظروف التحميل لكل نقطة دعم. على وجه الخصوص، عندما يكون حمل نقطة الدعم كبيرًا جدًا، فمن السهل أن يتسبب في حرق المحمل الأسطواني، وتقشر الحزام وسطح الأسطوانة بشكل غير طبيعي أو التشقق، الأمر الذي سيؤدي إلى زيادة تفاقم إزاحة المحور لجسم الفرن؛ ونتيجة لذلك، سيتم ضغط الطوب الحراري وتشويهه، مما يتسبب في تلفه أو سقوطه. يختلف شكل الطوب الناري التالف من حيث العمق.
تأثير الإجهاد الحراري على عمر خدمة الطوب الحراري في الفرن
يشير الإجهاد الحراري إلى الإجهاد الناتج عندما لا يتمكن الجسم من التمدد والانكماش بحرية تامة بسبب القيود الخارجية والقيود المتبادلة بين الأجزاء الداخلية عندما تتغير درجة الحرارة. يمكن أن يؤدي التمدد الحراري بدرجة الحرارة العالية- بسهولة إلى التمدد المحوري وإجهاد الضغط في الطوب الحراري الحراري، وهو أحد الأسباب المهمة لتشظي وكسر الطوب الناري في الفرن. بأخذ طوب المغنيسيا-الكروم أو الإسبنيل كمثال، يمكن حساب معدل التمدد عند 1400 درجة على أنه 1.6%. يمكن أن يصل توسع الطوب الناري بطول 198 مم إلى 3.17 مم. مثل هذا التوسع الكبير، إذا لم يتم ترك الفجوة الحلقية بشكل صحيح، سوف يتسبب في سحب الطوب الحراري، أو سقوطه، أو تشظيه، مما يقلل بشكل خطير من عمر خدمة الطوب الحراري.
تأثير عملية إنتاج الفرن الدوار على عمر خدمة المواد المقاومة للحرارة
إن آلية تأثير عملية الإنتاج على عمر خدمة الطوب الحراري الحراري معقدة وهناك العديد من العوامل. ويتم تحليله بشكل رئيسي من الجانبين التاليين.
(1) تلف الطوب الناتج عن ارتفاع درجة حرارة التكليس بشكل مفرط. درجة حرارة اللهب داخل فرن التكليس الجاف الجديد يمكن أن تصل إلى أكثر من 1700 درجة. علاوة على ذلك، فإن درجات حرارة التشغيل في المنطقة الانتقالية، ومنطقة الحرق، ومنطقة التبريد، وغطاء الفرن، وحلق التبريد، ومنطقة درجة الحرارة المرتفعة-، والفوهة الخارجية أعلى بكثير من تلك الخاصة بالأفران التقليدية. حتى مع المواد المقاومة للحرارة -عالية الجودة، فإن عمر البطانة لمناطق الانتقال والحرق والتبريد للأفران الدوارة الكبيرة يتراوح عادةً من 0.5 إلى سنة واحدة، مع أن بعضها يمر من 3 إلى 5 أشهر فقط. عادةً ما يكون العمر الافتراضي لبطانات فوهة الفرن وفوهته هو 0.5 إلى سنة واحدة فقط، أو حتى أقل. يبلغ عمر غطاء الفرن وبطانات الحلق المبردة حوالي عامين. خلال مرحلة الإنتاج التجريبي، تعمل الأفران الدوارة عادةً بمعدل 70% إلى 75% فقط أو حتى أقل، مع حالات نادرة تصل إلى 85% إلى 90%. إذا اقترن ذلك بسوء تشغيل جهاز التسخين المسبق والتكليس الأولي، فإن معدل تحلل المادة الواردة يمكن أن يكون غير مستقر إلى حد كبير، مما يؤدي إلى تحولات متكررة في مواضع مناطق المعالجة المختلفة داخل الفرن. وهذا يمكن أن يؤدي إلى تشغيل الفرن غير المستقر وتلف البطانة المتسارع. على سبيل المثال، يمكن أن تؤدي درجات حرارة الحرق المرتفعة بشكل مفرط إلى إتلاف الطوب الحراري للفرن، كما هو موضح في المنطقة المحاطة بدائرة في الشكل 5. (2) تلف الطوب الناتج عن سرعة الفرن العالية. سرعة الدوران لفرن التحلل الجاف المسبق الجديد غالبًا ما تكون 3-3.7 دورة/دقيقة، أو حتى تصل إلى 4 دورة/دقيقة أو أكثر، والسرعة الخطية لغلاف الفرن الدوار تصل إلى أكثر من 1 م/ث. في الفرن الجاف الجديد الذي يتميز بسرعة دوران عالية وقطر كبير ودرجة حرارة عالية، يكون التأثير المدمر المشترك للإجهاد الحراري والضغط الميكانيكي والتآكل الكيميائي على بطانة الفرن أكبر بكثير من تأثير الأفران التقليدية. وهذا يتطلب أن تتمتع بطانة الفرن الجاف الجديد بالقوة والثبات الكافيين سواء في الظروف الباردة أو الحارة.
