Vì miệng lò không được bảo vệ bởi lớp vỏ lò nên nó phải chịu bức xạ ngọn lửa 1700 độ. Khu vực này phải đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm cả việc làm sạch clinker nhiệt độ cao từ lò quay và tác động của luồng không khí thứ cấp 1200 độ và luồng khí lên clinker dạng bột. Ngoài ra, các yếu tố như biến dạng xi lanh do lực cơ học, nới lỏng các tấm chắn sắt, hàn các vòng giữ gạch và các chu kỳ cực lạnh và cực nóng do đóng mở lò thường xuyên khiến điều kiện môi trường trong khu vực này cực kỳ khắc nghiệt. Các yếu tố này có mối quan hệ với nhau và cùng nhau dẫn đến hư hỏng miệng lòvật liệu đúc chịu lửa.
1. Lựa chọn vật đúc
Vật đúc chất lượng cao là sự đảm bảo quan trọng để kéo dài tuổi thọ. Với sự gia tăng liên tục về đường kính của lò nung xi măng và sự gia tăng vật liệu đầu ra của miệng lò, điều này không chỉ làm tăng lực cơ học mà còn làm tăng đáng kể độ bền nhiệt trong lò, thiệt hại do ứng suất nhiệt rõ ràng hơn và tải nhiệt trên một đơn vị diện tích của vật đúc cũng tăng theo. Vật đúc miệng lò cần đáp ứng đủ độ chịu lửa, độ bền cơ học, độ ổn định sốc nhiệt và khả năng chống mài mòn cao.
Miệng lò được xác định sử dụng vật đúc corundum hoặc vật đúc nhiệt độ cao corundum silicon carbide. Do đặc tính yếu của miệng lò, nên được làm bằng corundum chất lượng cao, silicon carbide, andalusite nhập khẩu và chất kết dính. Nó có ưu điểm là độ ổn định thể tích tốt, khả năng chống sốc nhiệt và khả năng chống mài mòn tốt. Trong quá trình vận hành bình thường, tuổi thọ của vật đúc đặc biệt miệng lò có thể đạt tới hơn 12 tháng.
2. Tăng chiều dài của miệng lò đúc
Lấy lò nung xi măng 4,8×72m 4500d/t làm ví dụ. Khi chiều dài của vật đúc chịu lửa miệng lò là 0,6m, chiều dài quá ngắn, điều này sẽ khiến vật đúc yếu theo hướng dọc của lò và không thể chống lại hiệu quả lực cọ rửa của clinker. Tuy nhiên, nếu chiều dài vật đúc tăng lên 0,8m, có thể cải thiện tính toàn vẹn theo chiều dọc của nó, có thể tăng cường khả năng chống cọ rửa và có thể giảm hư hỏng của vật đúc.
3. Thêm vòng giữ gạch
Lò nung xi măng dài 72m ban đầu được trang bị ba vòng giữ gạch, nằm ở vị trí 0.8m, 50.4m và 64.6m tính từ miệng lò, để chia sẻ áp lực hướng xuống của hơn 670 tấn gạch chịu lửa trong lò. Mỗi lần gạch chịu lửa và vật đúc được thay thế trong quá trình bảo trì, người ta thấy rằng vòng giữ gạch ở 0,8m bị ép ra, cho thấy vòng giữ gạch chịu áp lực lớn hơn. Hơn nữa, việc vòng giữ gạch rơi xuống khiến lực hướng xuống của gạch chịu lửa tác động trực tiếp vào miệng lò, dẫn đến hư hỏng vật đúc ở miệng lò. Xét đến các yếu tố trên, một vòng giữ gạch đã được thêm vào ở vị trí 28m của lò. Bốn vòng giữ gạch cùng chịu áp lực của chuyển động về phía trước của gạch chịu lửa, giảm áp lực lên vòng giữ gạch ở vị trí 0,8m và giảm hư hỏng vật đúc ở miệng lò.
4. Thay đổi từ móng đơn sang móng kết hợp
Đinh đơn được hàn trực tiếp vào sắt bảo vệ miệng lò hoặc thân lò, không thể di chuyển và có diện tích hàn nhỏ. Khi vật đúc nở ra do nhiệt, đinh đơn dễ rơi ra. Ngược lại, đinh kết hợp sử dụng đế vuông và được hàn trực tiếp vào sắt bảo vệ hoặc thân lò, có ưu điểm là diện tích hàn và độ bền lớn, không dễ rơi ra.
5. Thay đổi phương pháp thi công khuôn đúc miệng lò
Cấu trúc của vật đúc chịu lửa miệng lò được thay đổi từ việc lắp đặt sắt bảo vệ ở miệng lò trước, sau đó đổ toàn bộ vật đúc, thành trước tiên đổ riêng vật đúc của từng mặt đầu sắt bảo vệ dưới lò, sau đó lắp sắt bảo vệ vào miệng lò, sau đó đổ vật đúc của bề mặt hồ quang bên trong. Theo cách này, vật đúc của từng mặt đầu sắt bảo vệ được tách ra khỏi bề mặt hồ quang bên trong, và vật đúc của từng sắt bảo vệ cũng được tách ra, khắc phục ứng suất cơ học trên vật đúc trong quá trình quay lò và giảm hư hỏng vật đúc do quay lò.
6. Sửa đổi buồng khói ở cuối lò
Quan sát áp suất của buồng khói ở đầu lò và cuối lò, thấy rằng đầu lò thường có áp suất dương, trong khi áp suất âm của buồng khói cao (-400~-700 Pa). Phân tích cho thấy đường kính a của độ co ngót trên của buồng khói và khoảng cách b từ lưỡi vật liệu dưới đến vòm trên quá nhỏ, dẫn đến lượng không khí trong lò ít hơn, gây ra áp suất dương do quá trình tôi luyện.
Tăng a từ 2300 mm lên 2400 mm và b từ 1850 mm lên 2000 mm đã cải thiện môi trường luồng khí trong lò, giảm áp suất dương ở miệng lò và giảm áp suất âm của buồng khói xuống -200~-400 Pa, do đó cải thiện tình trạng nhiệt độ ở miệng lò và giảm hư hỏng cho vật liệu đúc chịu lửa ở miệng lò.
