يعد حرق الكلنكر حلقة مهمة في إنتاج الأسمنت، حيث يؤثر على الناتج والجودة والاستهلاكات المتنوعة لكلنكر الأسمنت وتكاليف تصنيع الأسمنت، ويؤثر في النهاية على الفوائد الاقتصادية للمؤسسة. يعد الفرن الدوار هو الجهاز الحراري الرئيسي لحرق الكلنكر. لذلك، من الضروري تحليل ودراسة أضرار الطوب الحراري في الطرف البارد للفرن الدوار، وذلك لمساعدتنا في حل هذه المشكلة بشكل جيد.
1 تحليل أسباب الضررالطوب الحراريفي الطرف البارد من الفرن الدوار
1.1 ضرر الإجهاد الانضغاطي يشير ضرر الإجهاد الانضغاطي بشكل أساسي إلى تشوه الأسطوانة بسبب التصميم غير المعقول للفجوة بين حزام العجلة والوسادة وأخطاء التركيب وما إلى ذلك، مما يؤدي إلى تلف الطوب الحراري. كلما كانت الفجوة أكبر، قلت مساحة التلامس بين حزام العجلة والأسطوانة، وكلما كان تأثير التعزيز لحزام العجلة على الأسطوانة أصغر، زاد الإجهاد الانضغاطي، مما يزيد من إجهاد اللحام بين الوسادة والأسطوانة، وينتج عنه شقوق، وحتى كسر الوسادة. في الوقت نفسه، تزداد البيضاوية، مما يتسبب في انفجار الطوب الحراري.
1.2 ضبط غير معقول لحلقة الطوب الاحتجازية نظرًا لقصور الفرن الدوار أثناء التشغيل، فإن الطوب الحراري يميل إلى التحرك للأسفل. ولمنع أو تقليل هذا الاتجاه، غالبًا ما يتم ضبط حلقات الطوب الاحتجازية في مواضع مختلفة في الفرن. ومن منظور القوة، يتعرض حزام العجلة لأكبر قوة. إذا تم ضبط حلقة الطوب الاحتجازية داخل حزام العجلة أو بالقرب منه، يتعرض جسم الأسطوانة لقوة أكبر وتشوه. غالبًا ما تتلف حلقة الطوب الاحتجازية نفسها بسهولة، مما يتسبب في تشقق اللحام، مما يؤدي بدوره إلى إتلاف الطوب الحراري. بالإضافة إلى ذلك، فإن شكل حلقة الطوب الاحتجازية أمر بالغ الأهمية أيضًا. تم لحام أقدم حلقة احتجاز للطوب المصممة بالفولاذ الزاوي، والذي كان منخفض القوة، وكان من السهل إتلافه وتشوهه، وأثر على استقرار الطوب. في وقت لاحق، تم استخدام حلقات الطوب الاحتجازية الفولاذية المربعة على نطاق واسع، وكانت القوة مضمونة، ولكن جودة اللحام كانت غالبًا رديئة، مما تسبب في النهاية في سقوط الطوب.
1.3 البناء غير المنتظم للطوب الحراري في عملية البناء بالطوب الحراري، لم يتم اتباع المعايير الوطنية ذات الصلة أو لم يتم تنفيذها بشكل صارم، مما أدى إلى الخلع، والميل، والمفاصل غير المستوية للملاط، والتسلق، والفتح، وخلع التجويف، والانحناء الثعباني، وما إلى ذلك، أو كانت الطوب المعالجة غير متساوية، مع انخفاض الزاوية، والشقوق، والحواف المفقودة، وما إلى ذلك، أو عند قفل اللحامات، كانت لوحة الفولاذ المفصلية سميكة للغاية، أو مشدودة بإحكام شديد أو فضفاضة للغاية، وما إلى ذلك.
1.4 نظام تشغيل العملية غير صارم. والسبب الرئيسي هو أن سرعة التسخين والتبريد تكون سريعة للغاية أثناء عملية فتح الفرن والتبريد، مما يتسبب في تلف الطوب بسبب الإجهاد الحراري المفرط (التبريد والتسخين السريع).
2 التدابير المضادة
2.1 تقليل الضرر الناتج عن الضغط اختر فجوة مناسبة بين حزام العجلة والوسادة. بالنسبة للطرف البارد للفرن الدوار، يجب أن تكون الفجوة 3~4 مم. إذا كانت الفجوة كبيرة جدًا أو صغيرة جدًا، فسوف تتلف الطوب الحراري بسهولة. من الأفضل اختيار وسادة قابلة للتعديل لضمان أفضل فجوة. سمك الأسطوانة الموجودة أسفل حزام العجلة معتدل والبنية مناسبة. إذا كانت رقيقة جدًا، فمن السهل تشويهها، وإذا كانت سميكة جدًا، يتم تقليل مساحة التلامس بين حزام العجلة والأسطوانة، ويزداد الضغط المحلي ويتفاقم التآكل. السمك النسبي δ/D أسفل حزام العجلة (δ هو سمك الأسطوانة الموجودة أسفل حزام العجلة، D هو قطر الأسطوانة) يكون عمومًا 0.012~0.015. يتم أخذ الحد الأعلى لقطر الفرن الكبير ويتم أخذ الحد الأدنى لقطر الفرن الصغير. يجب أن يكون لحزام العجلة صلابة كافية. إن قوة رد الفعل الصغيرة، وسمك الأسطوانة غير الرقيق، والفجوة الصغيرة (الصغيرة جدًا) كلها عوامل تساعد على تقليل تشوه الأسطوانة. ومع ذلك، إذا كانت صلابة حزام العجلة صغيرة جدًا، فسيظل جسم الفرن مشوهًا، وستكون دورة الطوب الحراري قصيرة جدًا.
2.2 يجب أن يكون ضبط حلقة الطوب الاحتجازي علميًا ومعقولًا. يجب ضبط حلقة الطوب الاحتجازي على بعد 2.0 متر من خط الوسط لحزام العجلة لمنع القوة الإهليلجية الناتجة عن العملية الإهليلجية من إتلافها. من الأفضل استخدام الفولاذ المربع لحلقة الطوب الاحتجازي، وشطب الأجزاء المراد لحامها، مما لا يضمن جودة اللحام فحسب، بل يسهل أيضًا ترصيع الطوب الحراري. لا يمكن ضبط حلقة الطوب الاحتجازي عند اللحام المحيطي للأسطوانة لتجنب التلف والإجهاد للأسطوانة. يجب ترصيع الطوب الحراري الذي يحمي حلقة الطوب الاحتجازي أسفل حلقة الطوب الاحتجازي لتجنب تلف الطوب ذي الشكل الخاص.
2.3 يجب أن يكون البناء بالطوب موحدًا ويتبع المعايير الوطنية بدقة. يجب أن تكون الطوب الحراري قريبة من جسم الفرن، ويجب أن تكون الطوب قريبة من بعضها البعض، ويجب أن تكون وصلات الطوب مستقيمة، ويجب أن يكون التقاطع دقيقًا، ويجب أن تكون وصلات الطوب ثابتة، وليست غير محاذية، وغير مترهلة أو متساقطة. يجب محاذاة اللحامات المحيطية، وعدم التسلق، وعدم الانحراف، وتجنب عدم المحاذاة أو الانحناء الثعباني. يجب أن تكون طوب اللحام المقفل كاملة ومبنية بدقة وفقًا للوائح اللحام المقفل. يفضل ألا يتجاوز اللوح الفولاذي المستخدم في اللحامات المقفلة 2 مم، ويجب أن يكون مسطحًا، بدون تجعيد أو التواء أو نتوءات. 2.4 نظام تجفيف وتبريد الفرن الصارم يتمثل نظام تجفيف الفرن في تنفيذ عمليات تجفيف الفرن وفقًا لمنحنى تسخين معين. يجب إيلاء اهتمام خاص للبناء الرطب لضمان تفريغ الرطوبة الحرة لمنع انفجار الطوب الحراري بسبب التسخين المفرط، ويجب التحكم في معدل التسخين بشكل صارم؛ يجب أن تضمن عملية فرن التبريد وقت عزل معين، ويجب أن يكون العزل (التبريد الطبيعي) 8 ساعات على الأقل بعد توقف الفرن بعد التفريغ. بالنسبة للأفران الدوارة التي تستخدم مواد العزل، يجب تمديد وقت العزل بشكل مناسب. في بداية مرحلة التبريد القسري، يجب إغلاق باب الهواء ثم فتحه تدريجيًا.
