干燥窯主要用于干燥原料中的水分,其中拱頂采用高鋁斧頭磚砌拱。干燥窯在運行過程中經 常因原料供給跟不上而停爐,這樣就意味著爐內的溫度存在急冷急熱的變化。高鋁磚的抗急冷急熱性相對較差,在反復停爐的過程中,強度逐步喪失容易出現斷裂。開窯時溫度急劇升高,高鋁磚向水平和豎直外側膨脹,整體體積變大,磚縫相對較小,此時應力增大,當應力達到某一值時,出現典型的脆性斷裂,停窯時溫度急劇下降,高鋁磚向水平和豎直內側冷縮,整體體積變小,此時應力變小,但磚縫增大,整體出現松弛。
反復開窯停爐使得拱頂高鋁磚斷裂和松弛逐步加劇,一旦局部有磚掉落,就會產生連鎖效應最后大面積垮塌,必須停窯維修。高鋁磚拱頂在使用過程中,4〜5個月左右就出現垮塌使用壽命低,維修比較頻繁、成本高,還存在安全隱患。
再收集鋼纖維澆注料拱在使用過程中的相關數據和記錄,并與高鋁磚拱頂的使用情況形成對比,為鋼纖維澆注料拱頂替代高鋁磚拱頂的可行性提供實踐支撐,以達到提高干燥窯拱頂使用壽命、消除高鋁磚拱頂安全隱患、降低企業運行成本的目的。
高鋁磚拱頂之所以壽命短、容易掉磚和垮塌,一方面是因為高鋁磚的抗急冷急熱性較差,經受不住干燥窯反復開窯停爐、溫度反復變化的嚴苛考驗,另一方面是高鋁磚熱脹冷縮系數大,在干燥窯開窯停爐過程中磚縫增大比較多。而鋼纖維澆注料適用于構筑只與高溫氣體、固體物料接觸的工業爐窯襯體。鋼纖維澆注料具有較高的熱導率,溫度急劇變化產生的熱應力小能抵抗急冷急熱,不易產生裂紋,其斷裂過程為韌斷機制,氣孔率低,燒結效果良好,抗折 強度、抗壓強度均比較高,抗熱震性也比較好。且澆筑完成后是一塊整體,根本不存在磚縫變大的問題。可以嘗試用鋼纖維澆注料做拱頂。
鋼纖維澆注料拱頂設計如上圖所示。首先用10mm厚鋼板制作模板,里面加筋板和錨固爪,筋板的作用是提高整個模板的剛度,防止變形,錨固爪的作用是通過增大和鋼纖維澆注料的 接觸面積從而增大吸附力。然后用鋼纖維澆注料一次性澆筑成型,尺寸5090mmX2200mm、拱高600 mm、厚度200mm,在原來基礎上兩邊各加345mm用于擱放在墻體上按要求養護7d后便可吊裝使用。本次試驗采用的是鋼纖維含量1.4%的澆注料,成分包括鋁礬土、棕剛玉顆粒、氧化鋁超微粉、碳化硅粉、硅微粉、CA-70水泥、耐熱鋼纖維、防爆鋼纖維、聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉。
另外值得一提的是,鋼纖維澆注料拱頂可以預制,等到維修時直接用吊車吊裝使用,相比高鋁磚拱頂只能等到垮塌后再重新砌筑使用,極大節省了維修時間,可確保干燥窯早日投人使用。目前來看,干燥窯采用鋼纖維澆注料拱頂是行之有效的,不僅使用壽命延長顯著,而且使用過程中更加的安全,還可以降低企業維護成本