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步進式加熱爐是一種靠爐底或水冷金屬梁的上升、前進、下降、后退的動作把坯料一步一步移送前進的連續加熱爐。此種爐型采用的耐火材料結構多為輕重復合型材料，但是在實際使用期存在著不同程度的損壞現象，尤其以爐頂和爐墻低水泥澆注料損壞對生產影響最大。為了更好長效保持步進式加熱爐的長壽化我們對步進式加熱爐使用低水泥澆注料的損壞原因進行分析。 （一） 爐頂爐墻錨固磚斷裂引起的損壞 1.首先是拉應力：錨固磚所受的拉應力是從下往上分段遞增的，而且在重質層耐火澆注料的一段錨固磚所受的拉應力增長最快，然而輕質層耐火澆注料內增加較少，生產操作中升降溫，錨固磚界面因承受不了瞬間產生膨脹拉力，導致錨固磚斷裂。 2.其次是剪切力：由于保溫層與工作層的線膨脹系數有較大的差異，在兩層間會發生剪切力，從而剪切錨固磚，剪切力的大小與兩種材質的膨脹系數有關。 3.最后是錨固磚材質：當界面處于1100℃時，界面錨固磚將承受在部分的爐頂重量，拉應力與抗拉強度之間的矛盾達到最大。同時，界面處錨固磚還承受著巨大的循環剪切應力，錨固磚很有可能從界面處斷裂。 針對爐頂錨固磚采取的技術修補措施 （1）澆注料面錨固磚的凸起部位在施工之前應用δ=1mm左右油紙包扎4個面，并用透明膠帶粘牢，防止下料時油紙損壞。 （2）爐頂澆注料面鋪一層δ=20mm厚的高鋁纖維毯作隔離層，緩沖工作層與保溫層因村料膨脹系數不同而對錨固磚產生的剪應力。 （3）爐頂保溫層施工：施工完畢，合格后烘爐，升至850℃，開始鋪高鋁毯，毯與錨固磚之間留2mm的縫隙，爐子第一個生產周期完，檢查爐頂完好后，再鋪80mm厚的密度小于0.5t/m3的輕質澆注料，不振動、不加壓、不抹光。 （4）縮小爐頂平焰燒嘴附近的錨固磚懸壁尺寸，不大于120~150mm，增加爐頂錨固磚。 （5）膨脹縫設計：爐體施工完畢，剛開始烘爐升溫時，由于爐頂下部溫度高，澆注料快速脫水，下部收縮，爐頂向上凸起，爐頂出現大的熱應力，膨脹縫間距越大應力越大。正常生產時在穩定溫度情況下，爐頂向下凹，結果使膨脹縫中間的錨固磚拉力增加數倍。所以膨脹縫的設計必須合理。通常爐頂每隔1.5~2m，留5~8mm膨脹縫。
（二）烘爐損害原因分析 烘爐其實是加熱爐投入運行的第一個關鍵期。剛開始烘爐升溫時，由于澆注料表面溫度高，澆注料快速脫水，外表收縮，澆注料內部出現大的熱應力；另外澆注料施工時一般要加入6%~8%的水，這部分結合水必須在澆注料溫度升高至110°C以上才能排出，而結晶水必須在澆注料溫度升高至250°C以上才能排出。當水變成水蒸汽體積急劇膨脹。這兩個原因都會造成澆注料損壞。所以必須對澆注料升溫速度加以控制。目前加熱爐中低溫烘爐采用易控制的大氣燒嘴烘爐(低溫段0℃~600℃)，烘爐升溫速度≤5℃/h；高溫段烘爐時開部分燒嘴，升溫速度≤10℃/h。雖然不同澆注料供貨廠家對烘爐的要求不同，但都要求溫度達到110°C和250℃時有足夠長的保溫時間，另外由于澆注料內部存在溫度梯度，所以總烘爐時間不少于20天。 （三）生產維護期技術管理措施 在施工烘爐完畢后，加熱爐耐火澆注料爐襯需要經過相當長的時間(一般2~3年)才能完成表面材質的轉換，即燒結過程。在這個過程中，要適當控制各部位的爐溫及其變化，尤其注意不宜在開爐、停爐時急劇升溫和降溫，在燒結過程完成U的升降溫可適當提高。在燒結過程中各段爐溫控制。均熱段≤1250℃；加熱段≤1300℃由于沒有燒嘴，通常溫度≤1000℃，很難完成燒結過程，預熱段澆注料強度始終不如均熱段和加熱段，所以預熱段壓下部分的澆注料更容易損壞，更要保持爐溫穩定減少波動。 可見要使步進式加熱爐爐頂爐墻得到預期的效果不僅離不開合理的設計和質量本身的好壞，施工的方案和和質量也是重要因素。對于步進式加熱爐而言，同樣的耐火材料，施工方案和質量不同，所得到的爐頂爐墻壽命差別也是很大的。只有在設計、施工、烘爐、生產維護等環節采取正確的技術管理措施，才能保證爐體耐火材料的使用壽命。 |
