通过对梭式窑衬砖存在的问题进行分析,提出改进措施,消除了影响寿命提高的因素,使窑体的寿命得到显著提高。
空心球砖因其荷重软化温度高,强度好,抗热震优良,广泛用于高温梭式窑窑炉。原梭式窑窑顶砖选用的空心球砖强度高、体积密度大,使窑顶重量增加。但过高的强度和致密度反而会降低材料的抗热冲击性,热震性较差使窑顶易断裂,窑顶保温性能不好。高温梭式窑的窑顶在满足高温条件的要求下,应尽量选用热震性能好,保温性能优良,质量较轻的材料,以增强窑顶的抗热冲击性能和减少窑墙的负荷。
原梭式窑窑墙砖上下表面分别设计有上下对应的凹槽,砌筑时,上下层的凹槽互相啮合,防止窑墙在长期使用后发生倾斜。但是上下对应的凹槽,在角落处易形成应力集中,在此部位易产生疲劳裂纹,进而使窑墙砖发生静截断裂,在窑墙上形成裂缝。过多的裂缝破坏了梭式窑窑体的密封性和稳定性,最终发生窑墙的烧损和火焰泄露等现象。
改进后的梭式窑窑顶砖,长度、宽度和厚度方向的尺寸均减小,重量只有3.9千克,砌筑时,用砖数量增多,相应的砌体缝隙也增多。使用中,因砖型小,砖体内部产生的热应力小,很容易在砌体缝隙处得到释放,缓冲了应力集中,减少裂纹形成的可能性。窑顶砖变短后,采取了更好地保温措施,使窑顶保温效果更好,提高了窑体的寿命。
梭式窑窑顶砖性能改进,原来材质的窑顶砖,通过生成工艺的改进,将其体积密度适当降低,不但保证了足够的使用强度,而且提高了砖的热震性能,使其抗热性能更加优良。另外砖体的重量也显著降低,减少了梭式窑窑墙的负荷,进而增加了窑体的稳定性。将原梭式窑窑墙砖上下表面对应的凹槽位置进行移动,左右错开分布,避免应力过分的集中分布,减少裂纹的形成。砌筑时,每两层砖反方向放置,使凹槽相互啮合,形成一个整体,增加砖与砖的摩擦,提高窑墙的密封性和稳定性,从而增加了窑体的使用寿命。另外,在梭式窑窑墙预留的膨胀缝处,采用的错缝砖,将原来笔直的膨胀缝改为弯曲的膨胀缝,避免火焰通过直膨胀缝的流动,减少了漏火现象和窑墙的烧损,从而增加窑体的使用寿命。
梭式窑衬砖经过改进后,减少了影响窑体寿命的不利因素,显著减少了停炉维修的次数,从提高使用寿命,而且保温性能较好,减少了热能的浪费,改善了操作环境,并在其他窑炉上也得到了成功应用。