Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ của lớp lót chịu lửa trong lò quay và chúng không chỉ là vấn đề với các sản phẩm chịu lửa. Chúng bao gồm ứng suất nhiệt, ứng suất hóa học, ứng suất cơ học do hoạt động sản xuất xi măng tạo ra, chất lượng nguyên liệu nung, thiết kế và lựa chọn vật liệu chịu lửa, chất lượng vật liệu chịu lửa, bảo quản, xây dựng, khối xây và các yếu tố khác.
Ảnh hưởng của ứng suất cơ học đến tuổi thọ củagạch chịu lửatrong lò nung
Ứng suất cơ học là nội lực tương tác giữa các bộ phận khác nhau của vật khi bị biến dạng do tác động của các yếu tố bên ngoài, nhằm chống lại tác động của các yếu tố bên ngoài đó và cố gắng khôi phục vật từ vị trí bị biến dạng về vị trí trước khi bị biến dạng. Khi ứng suất cơ học tác dụng lên gạch chịu lửa trong lò nung vượt quá cường độ của chính nó thì gạch sẽ bị hư hỏng một phần hoặc hoàn toàn dưới tác dụng của ứng suất.
Các yếu tố chính gây ra ứng suất cơ học là hai lý do sau:
(1) Biến dạng hình elip. Do các yếu tố tổng hợp của gạch lót, vật liệu lò và trọng lượng của bản thân trụ lò nên trụ lò bị biến dạng. Dưới tác dụng của trọng lực và tải nhiệt, mặt cắt ngang hình tròn-của hình trụ trở thành hình elip. Khi lò hoạt động, hình elip gây ra ứng suất cơ học lên gạch chịu lửa, hình elip càng lớn thì ứng suất cơ học càng lớn. Ứng suất cắt sinh ra do sự thay đổi hình elip tác dụng lên phương tiếp tuyến của từng vòng gạch, khiến gạch bong ra theo hình vòng tròn. Trong trường hợp bình thường, độ dày bong tróc đồng đều và cứng. (2) Trục của lò xi măng quay được bù đắp. Lò quay được đỡ bằng đai, bánh xe đỡ và con lăn. Trục của nó phải là đường nối các điểm trung tâm của các đường tròn tiết diện lò nung và trên một đường thẳng. Tuy nhiên, sau khi lắp vỏ lò và cắt đi một phần vỏ lò, thay thế hoặc sau khi lò đã chạy được một thời gian mà hệ thống nhiệt trong lò không ổn định thì trục của lò sẽ bị lệch dưới tác dụng của tải nhiệt và tải trọng. Sau đó, sau một thời gian dài hoạt động, dây đai và con lăn sẽ bị mòn, con lăn lệch ra ngoài và vào trong, điều kiện tải trọng của từng điểm đỡ sẽ thay đổi. Đặc biệt, khi tải trọng của điểm đỡ quá lớn dễ khiến ổ lăn bị cháy, bề mặt đai và con lăn bị bong tróc bất thường hoặc nứt nẻ, càng làm trầm trọng thêm độ lệch trục của thân lò; kết quả là gạch chịu lửa sẽ bị ép và biến dạng, gây hư hỏng hoặc rơi rớt. Hình dạng của gạch lửa bị hư hỏng có độ sâu khác nhau.
Ảnh hưởng của ứng suất nhiệt đến tuổi thọ của gạch chịu lửa trong lò nung
Ứng suất nhiệt đề cập đến ứng suất được tạo ra khi vật thể không thể giãn nở và co lại hoàn toàn tự do do các ràng buộc bên ngoài và ràng buộc lẫn nhau giữa các bộ phận bên trong khi nhiệt độ thay đổi. Sự giãn nở nhiệt ở nhiệt độ-cao có thể dễ dàng gây ra sự giãn nở dọc trục và ứng suất nén trong gạch chịu lửa, đây là một trong những lý do quan trọng khiến gạch chịu lửa bị nứt và vỡ trong lò nung. Lấy gạch magie-crom hoặc gạch Spinel làm ví dụ, tốc độ giãn nở ở 1400 độ có thể được tính là 1,6%. Độ giãn nở của gạch chịu lửa có chiều dài 198mm có thể đạt tới 3,17mm. Độ giãn nở lớn như vậy nếu không chừa khe hở hình khuyên hợp lý sẽ khiến gạch chịu lửa bị co rút, rơi ra hoặc vỡ ra, làm giảm tuổi thọ của gạch chịu lửa một cách nghiêm trọng.
Ảnh hưởng của hoạt động sản xuất lò quay đến tuổi thọ của vật liệu chịu lửa
Cơ chế tác động của hoạt động sản xuất đến tuổi thọ của gạch chịu lửa chịu lửa rất phức tạp và có nhiều yếu tố. Nó chủ yếu được phân tích từ hai khía cạnh sau đây.
(1) Gạch bị hư hỏng do nhiệt độ nung quá cao. Nhiệt độ ngọn lửa trong lò precalciner khô mới có thể đạt tới trên 1700 độ. Hơn nữa, nhiệt độ vận hành của vùng chuyển tiếp, vùng nung, vùng làm mát, mui lò, họng làm mát, vùng nhiệt độ-cao và bên ngoài vòi phun cao hơn đáng kể so với nhiệt độ của lò nung thông thường. Ngay cả với-vật liệu chịu lửa chất lượng cao, tuổi thọ lớp lót của vùng chuyển tiếp, nung và làm mát của lò quay lớn thường là 0,5 đến 1 năm, một số chỉ kéo dài từ 3 đến 5 tháng. Miệng lò và lớp lót vòi thường có tuổi thọ chỉ từ 0,5 đến 1 năm hoặc thậm chí ít hơn. Nắp lò và tấm lót họng làm mát có tuổi thọ khoảng 2 năm. Trong giai đoạn sản xuất thử nghiệm, lò quay thường chỉ hoạt động ở mức 70% đến 75% hoặc thậm chí thấp hơn, một số trường hợp hiếm hoi đạt tới 85% đến 90%. Nếu điều này kết hợp với hoạt động của bộ sấy sơ bộ và bộ tiền nung kém thì tốc độ phân hủy của nguyên liệu đầu vào có thể rất không ổn định, dẫn đến sự thay đổi thường xuyên ở vị trí của các khu vực xử lý khác nhau trong lò. Điều này có thể dẫn đến vận hành lò không ổn định và làm tăng tốc độ hư hỏng lớp lót. Ví dụ, nhiệt độ nung quá cao có thể làm hỏng gạch chịu lửa của lò, như thể hiện trong vùng khoanh tròn trên Hình 5. (2) Thiệt hại về gạch do tốc độ lò cao. Tốc độ quay của lò nung sơ{27}}phân hủy khô mới thường là 3-3,7 vòng/phút, thậm chí cao tới 4 vòng/phút trở lên và tốc độ tuyến tính của vỏ lò quay đạt hơn 1 m/s. Trong lò sấy mới có tốc độ quay cao, đường kính lớn và nhiệt độ cao, tác động phá hủy tổng hợp của ứng suất nhiệt, ứng suất cơ học và xói mòn hóa học trên lớp lót lò lớn hơn nhiều so với lò nung truyền thống. Điều này đòi hỏi lớp lót lò của lò khô mới phải có đủ độ bền và độ ổn định dù ở điều kiện lạnh hay nóng.
