某廠燒結(jié)空心磚生產(chǎn)線焙燒工藝中，采用兩條寬度為4.6米、長度為131米吊平頂隧道窯，每條窯容納30輛窯車，能較好地滿足年產(chǎn)6000萬塊（折標(biāo)磚）的生產(chǎn)規(guī)模，同時，空心磚質(zhì)量有很好的保證。隧道窯的耐火混凝土吊平頂板，采用鋁酸鹽水泥、耐火骨料、在?？蛑蓄A(yù)制，得到主要規(guī)格為720×720mm吊平頂板，常溫養(yǎng)護(hù)后，板的強(qiáng)度較高。此后，再將耐火葫蘆及耐熱鋼掛鉤組合安裝在耐火混凝土吊平頂板的4個預(yù)留孔中。隧道窯施工過程中，通過H鋼主梁、L鋼次梁，鋼掛鉤，將吊平頂板懸掛組合成隧道窯的窯頂。為保證吊頂板在隧道窯內(nèi)的平整度，板與板之間的間隙，采用硅酸鋁纖維填塞。
該廠6年的生產(chǎn)過程中，隧道窯耐火混凝土吊平頂板，隨著溫度變化、有害氣體的浸蝕、預(yù)制板質(zhì)量差異以及烘窯制度的缺陷等因素的影響，隧道窯吊頂板出現(xiàn)脫落，特別在隧道窯預(yù)熱帶與高溫焙燒帶過渡段的9至14車位，吊頂板脫落較為嚴(yán)重。為此，對吊頂板破壞原因及修復(fù)方案分析如下。
1、耐火混凝土吊頂板的材料
耐火混凝土吊頂板采用鋁酸鹽水泥作為膠凝材料，與同質(zhì)高鋁材料的骨料混合加水拌制，預(yù)制的混凝土板具有快硬、早強(qiáng)，熱震穩(wěn)定性好等性能。同時，因鋁酸鹽水泥中不含游離氧化鈣，預(yù)制的混凝土板具有耐火度高的性能，采用鋁酸鹽水泥及同質(zhì)高鋁材料的骨料拌制的混凝土，已廣泛應(yīng)用于燒結(jié)磚廠窯爐、煙道及窯車上。其最高使用溫度可達(dá)1300～1400攝氏度。
燒結(jié)磚廠采用的鋁酸鹽水泥，質(zhì)量符合GB201《鋁酸鹽水泥》規(guī)定，氧化鋁含量應(yīng)在50～59%的CA-50鋁酸鹽水泥。該水泥曾一度被稱為礬土水泥或高鋁水泥，也有根據(jù)它的主要用途稱為耐火水泥，使用標(biāo)號不低于CA50號。
鋁酸鹽CA-50水泥凝結(jié)硬化快，常溫養(yǎng)護(hù)一天，可達(dá)到標(biāo)號強(qiáng)度的80%以上，三天可達(dá)到標(biāo)號強(qiáng)度的100%。
鋁酸鹽水泥混凝土因其密實(shí)，故不透水，防水性能強(qiáng)。
耐熱性能好：鋁酸鹽水泥沒有Ca(OH)2和因溫度變化而引起體積變化效應(yīng)的硅酸二鈣，所以是一種性能良好的耐熱水泥。消除熔渣雜物后，所配制的混凝土耐火度可達(dá)1300～1400℃。
采用廢高鋁磚作骨料和粉料時，Al2O3，含量應(yīng)大于35％。拌制耐火混凝土?xí)r，骨料中不能摻有石灰?guī)r類混合料。
鋁酸鹽水泥:42.5號以上，其配合比為12％～15％。
骨料：二級、三級礬土熟料或一級二級廢高鋁磚和廢耐火粘土磚制成。
細(xì)骨料粒徑小于5mm；配合比為30％～40％。
粗骨料粒徑為5～15mm；配合比為30％～40％。
粉料(摻和料)：同骨料，粒徑小于0.088mm的不少于70％；配合比為0～15％。2、耐火混凝土吊頂板的預(yù)制及養(yǎng)護(hù)
耐火混凝土吊頂板采用鋼?？蝾A(yù)制，振動平臺成型。
按照鋁酸鹽水泥廠家提供的耐火混凝土使用說明書的要求,混凝土采用強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)攪拌，分別將細(xì)骨料、粗骨料及粉料混合干拌均勻，再將鋁酸鹽水泥加入，混合干拌均勻。加水濕拌均勻，嚴(yán)格控制水量。鋁酸鹽水泥具有速凝性質(zhì)，因此，耐火混凝土攪拌時間不能太長，攪拌均勻后應(yīng)立即澆注震實(shí)。
4小時后可脫模，要保持一定濕度,溫度控制在15～30℃，常溫自然養(yǎng)護(hù)期間，耐火混凝土吊頂板不得疊壓及碰撞。3天后，再將耐火葫蘆及耐熱鋼掛鉤組合安裝到耐火混凝土吊頂板的預(yù)留孔中，準(zhǔn)備用于隧道窯頂?shù)陌惭b。在安裝之前，應(yīng)將耐火混凝土吊頂板移至到通風(fēng)干燥處，避免受潮。
3、耐火混凝土吊頂板的破壞形式
4.6米、長度為131米吊平頂隧道窯，容納窯車30輛，除進(jìn)車端1個車位預(yù)備室，采用現(xiàn)澆混凝土頂板，全窯長均采用耐火混凝土吊頂板。根據(jù)隧道窯預(yù)熱帶、高溫帶、冷卻帶的分布，磚坯由進(jìn)車端的室溫逐漸升高到1050°最高焙燒溫度，然后逐漸降溫，得到成品磚。對應(yīng)燒成溫度曲線及窯車車位，在9車位與14車位，溫度范圍為800°～980°的區(qū)間，耐火混凝土吊頂板的破壞較為集中，其他區(qū)間吊頂板的破壞，數(shù)量較少。
耐火混凝土吊頂板的破壞，主要表現(xiàn)為以下幾種形式。
（1）吊頂板四角耐火葫蘆處，其中一個角或兩個角斷裂，致使吊頂板下墜。
（2）吊頂板表面疏松剝落。
（3）吊頂板整體開裂，吊頂板墜落。
（4）耐熱鋼表面腐蝕剝落，強(qiáng)度下降，吊頂板下沉。
耐火混凝土吊頂板破壞原因分析。
A、耐火混凝土吊頂板在生產(chǎn)過程中，采用加水?dāng)嚢?，澆筑成型。因此，吊頂板中含有游離水。吊頂板安裝在隧道窯后，需要按照嚴(yán)格的烘窯制度進(jìn)行烘窯。一般情況下，常溫到350°區(qū)間，應(yīng)緩慢升溫，并且，需要在300°時保溫，以利吊頂板內(nèi)游離水的充分排出。嚴(yán)格的烘窯制度對吊頂板中游離水的排出很關(guān)鍵，然而，在燒結(jié)磚企業(yè)新建寬斷面隧道窯的烘窯實(shí)踐中，往往沒有好的烘窯形式，能確保所有吊頂板中游離水全部排出，使用中個別吊頂板出現(xiàn)爆裂及裂紋，從而縮短吊頂板的工作時間。
B、耐火混凝土是非燒結(jié)類耐火材料，材料形狀及強(qiáng)度依靠鋁酸鹽水泥的膠凝性。在1000°以下的持續(xù)低溫條件下，耐火混凝土強(qiáng)度呈下降趨勢。
C、4.6米隧道窯所需耐火混凝土吊頂板數(shù)量較多，板在預(yù)制過程中，存在水灰比波動、密實(shí)程度低等缺陷。耐火葫蘆及耐熱鋼掛鉤與板的組合過程中，部分耐火葫蘆燒結(jié)程度低，強(qiáng)度低，每塊板上四個耐火葫蘆組合質(zhì)量差。板在隧道窯頂?shù)陌惭b過程中，安裝質(zhì)量的控制難度較大，耐熱鋼掛鉤不垂直，板的受力不均衡。
D、煤中有害雜質(zhì)硫化合物在400～600°開始燃燒時，硫被氧化形成二氧化硫（SO2），生成含二氧化硫的煙氣。大多數(shù)二氧化硫被排放到大氣中或由脫硫設(shè)備除去。少量的二氧化硫，進(jìn)一步氧化形成三氧化硫（SO3）。在隧道窯預(yù)熱帶有水蒸氣存在的情況下，三氧化硫形成了氣態(tài)硫酸（H2SO4)SO3+ H2O = H2SO4，一定溫度條件下，氣態(tài)硫酸凝結(jié)在耐火混凝土吊頂板、耐熱鋼掛鉤、風(fēng)機(jī)葉輪及煙道表面，對耐火混凝土吊平頂板、吊頂板的金屬構(gòu)件、風(fēng)機(jī)和煙道產(chǎn)生侵蝕，導(dǎo)致吊頂板局部脫落以及其他設(shè)備的傷害。此外，有害含硫煙氣的外溢，對廠房金屬構(gòu)件，操作環(huán)境，同樣造成較大的危害。
E、隧道窯每年?；饳z修后，恢復(fù)生產(chǎn)時，點(diǎn)火大灶車的位置基本固定在隧道窯的第11車位，也是隧道窯預(yù)熱帶與高溫帶之間的過渡位置，隨著大灶的移動，大灶高溫及燃煤有害煙氣對耐火混凝土吊頂板的驟熱驟冷沖擊和侵蝕較大，造成吊頂板在9車位與14車位之間較為集中破壞脫落。
F、窯房漏雨，水分的侵蝕使工作中的耐火混凝土吊頂板出現(xiàn)急冷，產(chǎn)生爆裂及裂紋。
4、修復(fù)方案的選擇
該廠隧道窯耐火混凝土吊平頂板的破壞，主要集中在10～14車位，兩條窯共10個車位。拆除后，吊頂板的修復(fù)，考慮了兩種方案，一是仍然采用耐火混凝土吊頂板，二是采用硅酸鋁纖維模塊。企業(yè)因恢復(fù)生產(chǎn)時間要求比較短，如采用耐火混凝土吊頂板，吊頂板的預(yù)制，耐火葫蘆采購及施工，總的修復(fù)時間偏長。經(jīng)比較，決定采用硅酸鋁纖維模塊修復(fù)隧道窯吊平頂。
5、修復(fù)方案的實(shí)施及效果
采用硅酸鋁纖維模塊、耐熱鋼螺桿螺栓錨固件及保溫棉等材料，并利用原有H鋼主梁及L鋼次梁，實(shí)現(xiàn)4.6米隧道窯吊平頂?shù)男迯?fù)。修復(fù)長度為10～14車位，兩條窯合計(jì)長度為10個車位，長度為43.5米。主要材料見下表。
主要材料表
序號
名稱 規(guī)格
單位
數(shù)量
備注
1
硅酸鋁纖維模塊
300×307×300mm
塊
2180
每排15塊，共145排
2
熱鋼螺桿螺栓M6-150mm
套
2180
3
硅酸鋁纖維保溫棉
公斤
550
4
普通保溫棉
公斤
2000
5
耐熱鋼錨固件
套
2180
6
固化劑
公斤
200
7
U型釘
個
1100
原L鋼次梁是懸掛耐火混凝土吊頂板的，修復(fù)施工中，將耐熱鋼錨固件按307mm間距焊接在L鋼次梁上，一段焊接7件、一段焊接8件，再將硅酸鋁纖維模塊安裝在耐熱鋼錨固件上，兩段組合，得到4.6米窯寬度方向上的15塊纖維模塊，組合長度為4605mm。分別將組合好15塊纖維模塊的兩段L鋼次梁，通過螺桿懸掛在4根L鋼次梁上，并將4根L鋼次梁安放在原隧道窯上的H鋼主梁上。每排硅酸鋁纖維模塊之間通過U型釘固定硅酸鋁纖維氈，硅酸鋁纖維模塊上方覆蓋普通保溫棉。
窯面上的投煤孔，通過自制的圓形刀，在硅酸鋁纖維模塊之間旋轉(zhuǎn)切割出120mm孔，安裝鑄鐵管，并采用固化劑將纖維固定。
硅酸鋁纖維模塊等材料達(dá)到現(xiàn)場后，吊平頂?shù)男迯?fù)工期約10天。
采用硅酸鋁纖維模塊修復(fù)4.6米隧道窯吊平頂， 10個車位，長度為43.5米，材料費(fèi)及運(yùn)費(fèi)共20萬元，再將使用的L鋼次梁及螺桿螺栓費(fèi)用計(jì)算在內(nèi)，總的材料費(fèi)約合21.5萬元。
4.6米隧道窯硅酸鋁纖維模塊吊平頂修復(fù)費(fèi)用為4900元/米（不含人工費(fèi)）。
該窯點(diǎn)火投產(chǎn)后，窯面密封性能提高，硅酸鋁纖維模塊修復(fù)段沒有漏煙現(xiàn)象，窯車及磚垛表面沒有掉纖維氈現(xiàn)象。隧道窯的熱工制度不受影響，燒結(jié)磚產(chǎn)品質(zhì)量有所提高。
通過對4.6米隧道窯吊平頂采用硅酸鋁纖維模塊修復(fù)的實(shí)踐及運(yùn)行效果表明，此種方式是可行的，也是可靠的。
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