几次掉砖红窑事故的分析和解决

　　我公司Ф4.8×72m双系列五级旋风预热器5000t/d窑,于2003年5月投产，一段时间因设备及工艺原因窑运转率不高，其中2006年先后四次掉砖红窑的事故处理过程很值得同行们引以为诫。

　　1 多次掉砖红窑现象
　　2006年5月9号，5月29号，11月3号，12月3号，相继四次在轮带32m处发生掉砖红窑事故，几次掉砖时热工制度比较稳定，无明显征兆，位置均在32m的2号轮带附近，首先在同一环上掉砖，其次在附近区域的砖均有扭曲、倾斜、冷面摩擦的现象，并存在不同的剥落和错位。12月3号掉砖后检查，在34m附近冷面端的砖有掏空现象，在36m处有砖受力作用挤碎现象。公司每次都召集各专业及厂家技术人员共同分析原因，以求正确解决。

　　2原因初步分析
　　根据以往经验，红窑掉砖无非以下几方面原因：砖的质量，砌筑质量，烧成煅烧控制及火焰的掌握等，而较少考虑窑是否存在不正常的机械应力，尤其是新投产、无重大变形的窑体。

　　所以我们针对以上原因进行了分析：过渡带用的镁铝尖晶石砖，掉砖后检查这一区域砖的表面确已疏松，而且使用我集团龙门分公司备用砖（同厂同类型砖）后仍发生了事故，但其它位置砌筑的同批类砖并未出现疏松、剥落，送检数据也表明其性能基本达到要求。

　　至于砌筑质量，每次检修都有公司技术人员及耐火材料厂家技术人员全程跟踪，完工后都会同他们共同验收，并未发现砌筑质量问题。

　　煅烧方面的操作原因也很快被排除，因为掉砖前的热工制度都比较稳定，操作上尽量减少了喷煤管旋流风的用量，保证窑皮均匀稳定，过渡带胴体温度<380℃，无异常的工况波动。

　　在上述分析的基础上，我们开始重视机械方面的原因：
　　每一次掉砖都在同一位置（轮带32米附近），且整环窑砖倾斜、扭曲，冷面摩擦大，而烧成带砖完整无缺。这些现象说明掉砖与机械应力有明显关系。在2005年10月对窑筒体椭圆度进行了检测，检测结果表明椭圆度在规定范围，而轮带最大允许
相对滑移(窑筒体和轮带旋转一周的相对滑移量)的数值却不够理想，No1：30mm，No 2：8mm，No 3：19mm，检测方（耐火材料厂）建议作轮带间隙调整，直至12月掉砖后再检测时No1：50mm，No 2：34mm，No3：21mm，很明显轮带间隙已经严重偏大（正常10~24mm），且对比变化大，检测的椭圆度均超出允许范围。其实从第一次检测分析就说明No2
间隙8mm太小,而No1偏大，已经形成轮带与筒体间的束颈现象，运转时使全窑筒体产生一种“扭力”，窑的中心轴线已偏移。这种机械应力使窑砖受到巨大的挤压及扭力，它正是2号轮带处多次掉砖的根源。

　　3 采取措施
　　（1）12月份停窑后调整了轮带下胴体垫板，使间隙恢复到原有新窑设计要求。并规定每次有停窑机会都对轮带下与筒体冷态间隙作检测(或作椭圆度检测)，积累数据，通过工艺操作和机械措施使其控制在合理范围内。

　　（2）在中控室安装自动监测装置，对轮带滑移量作实时监控，一旦发现滑移量为零时，立即向轮带下筒体垫板吹冷风，以免筒体产生束颈现象。

　　（3）从5月份掉砖后公司对购砖渠道、窑砖质量和砌筑施工都严格把关，对工艺施工制定了严密的方案，并在操作上尽可能稳定热工制度。

　　4 结论
　　（1）这次由于机械应力造成掉砖的事故，刚开始并未引起技术人员的足够重视，他们认为，虽然2号轮带有应力影响，但受应力大的窑口部位窑砖却完整无损，所以总是在怀疑砖的质量问题。只是在检测数据的对比后，才认识到问题的严重性。

　　（2）当耐火砖窑衬运行周期短且发生扭曲、断层、倾斜现象，主要集中于轮带部位或两侧，造成砖异常分层断裂时，这已经表明筒体在运行中不断地变形扭动，使得窑内的耐火砖断裂分层，因此有必要砌筑前检查窑的椭圆度和轮带冷态间隙。

　　轮带的冷态间隙控制经验公式见(1)式，轮带最大允许相对滑移(窑筒体和轮带旋转一周的相对滑
移量)的经验值：

　　△μ≤D（/2×100）×1000（1）

　　式中：△μ——窑轮带的相对滑移量，mm;
　　　　　D——窑筒体内径，m。

　　例如：Φ4.8m回转窑,窑筒体的最大滑移量：
　　△μ≤4.8（2×100）×1000=24mm

　　另外也可通过控制轮带的冷态间隙，以保证窑筒体椭圆度在允许范围内。
最大椭圆度则为：WS=W×D×1000=0.48%×4.8×1000=23.04mm。　　　　　　（2）

　　W≤D/10　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（3）

　　式中：WS——最大椭圆度，mm；
　　　　　　W——窑筒体椭圆率，%；
　　　　　　D——窑筒体内径，m。

　　例如：Φ4.8m回转窑,窑筒体的最大椭圆率≤(4.8/10)%=0.48%

　　窑筒体的最大椭圆度一般集中于轮带附近，当发生椭圆度超出允许范围时，在窑内耐火砖的砌筑施工之前，应该通过更换轮带垫铁或浮动板调整冷态间隙，以减小椭圆度，使其在允许的范围内。确认调整符合要求后方可进行窑内耐火砖的砌筑。

　　（3）通过有针对性调整后,现2号轮带附近过渡带的尖晶石砖已可使用到12个月，2007年始到2008年上半年未出现掉砖红窑的工艺事故，提高了窑运转率，同时加强了对轮带滑移量的实时跟踪，筒体冷态间隙都能控制在合理范围，保证了窑的安
全运转。