新砌筑耐火砖烘窑期间掉砖原因分析及解决措施

  很多水泥企业都碰到过新砌筑的耐火砖在烘窑期间掉砖的问题：使用专业的维修队伍、专用工具、优质耐火材料，可是新砌筑的耐火砖在升温接近尾声，即将投料的过程中却出现了掉砖事故，严重时进窑后发现许多耐火砖存在环与环严重扭曲、倾斜的现象，无奈只能重新冷窑、重新补砖，这种问题在以往使用笨重落后的螺旋丝杠时都不曾出现。

  先不说这种极冷极热对耐火材料使用周期造成的负面影响，就单从处理问题的角度来说十分麻烦，施工的危险性非常大。

  现场描述

  耐火砖砌筑较松动时极易发生掉砖事故，从现场来看：砖与砖的接触面间隙较大、环缝较大、砖的底面没有紧贴窑筒体、耐火泥涂抹均匀度较差、耐火砖的表面不平整，有“台阶”现象，一般存在两种情况：

  一是窑内耐火砖扭曲变形严重，而且砖与砖之间的轴向、环向缝隙较大，耐火砖表面凹凸不平，凸出部分的耐火砖可以用大锤砸进去，甚至有的可以用脚跺进去，每次处理时都需要在缝隙内加许多的锁紧铁板。

  二是挡砖圈后部的耐火砖经常骑在挡砖圈上部，耐火砖底部和筒体内壁没有贴实，甚至有几厘米的间隙，挡砖圈上部的耐火砖存在挤碎或断裂的现象。

  原因分析

  1.锁砖不紧

  锁砖不紧是造成耐火砖掉砖的主要原因。从现场情况来看，掉砖的大部分原因在于此。造成锁砖不紧的原因主要有：

  一是使用胶泥不当。在砌筑过程中需要用胶泥来粘结窑砖，还需要用胶泥来找平窑砖，当胶泥涂抹不够均匀时容易导致耐火砖的型号比例失调，造成砖面倾斜、砖的大小头松紧度不一致。使用胶泥的影响在冬季施工时尤为突出，由于环境温度降低，耐火胶泥的流动性变差，存在冻结现象，当用锁紧铁板锁紧整环时胶泥已经冻结，而在升温过程中胶泥开始融化，砖缝内的胶泥在耐火砖的重力挤压下流失，造成环形砖缝增大，增大到一定程度时耐火砖松动并脱落，造成掉砖事故。

  二是砌筑时每环耐火砖的锁紧度不够。使用砌砖机砌筑时，为赶工期经常采取的办法是在每环砖锁口时并不急于一次性锁紧到位，只是适当锁紧便开始砌筑下一环，全部砌筑完毕后在砌砖机上由窑尾向窑头方向用大锤在窑内耐火砖的顶部补打一遍铁板即可。这种砌筑方法存在一个弊端：由于最初没有锁紧，耐火砖在自身重力的作用下势必会产生向下的滑移，造成耐火砖底面没有紧贴窑体内壁，存在脱空现象，当脱空现象形成后补打锁紧铁板只会增加环向耐火砖砖与砖之间的紧密程度，并不会改变脱空的问题，当窑温升高到一定程度需要间断翻转回转窑时，脱空现象加剧。

  三是砌砖机压力不足。砌砖机工作压力不足以顶住耐火砖，无法使其紧靠窑筒体，导致出现轻微的脱空现象。在施工过程中必须确保空压机的供气压力在0.55MPa~0.65MPa，而这方面正是我们的弱项。冬季施工时由于连接砌砖机的压缩空气管路较长、连接管道的粗细不同、出空压机的油水分离器问题、储气罐没有经常放水、连接管路漏风等问题都会导致砌砖机的供气压力不足，供气压力不足就会导致砌砖机的顶砖压力不足，形成耐火砖底部脱空。

  2.砌筑手法问题

  耐火砖有两个标准：VDZ和ISO标准。每个标准里耐火砖的规格和配比根据窑型的不同而不同，施工人员不能盲目按照设计砌筑配比施工，要综合考虑到窑筒体的椭圆度和耐火砖存在外观尺寸的偏差。

  一是切砖部位砌筑不合理。因砌筑预见性不强，导致砌到最后时需要加工砖，尤其是加工砖长度小于原砖长度的60％时，加工砖单独砌筑一环在运行中发生扭曲和掉砖的几率很高。如果发生加工砖长度小于原砖长度的60％时，应拆除相邻的一环标准砖，用标准砖与加工砖小砖交错砌筑，消除环缝。

  二是环缝扭曲，最后收尾时加工砖长度偏差大。主要是因为砌筑前未进行筒体放线和环向缝控制不当造成的。在铺底和砌砖机封口时没有调整环缝的意识，或者没有根据环线进行调整，造成砖环砌筑后的环缝不在一个平面上，最后收口时上下左右的距离不一致，严重时偏差达到100mm以上，导致最后加工砖尺寸长度偏差较大，砌筑质量难以保证。

  3.砌砖机的缺陷

  使用螺旋丝杠砌筑时其锁紧部位都在回转窑的中心线以下，中心线以下部位的耐火砖由于自重的原因，砖的底面都会紧贴窑体内壁，此时的锁紧会起到应有的效果。而用砌砖机砌筑完毕后，回转窑中心以上的耐火砖由于自重的原因，无法使耐火砖紧靠窑筒体内壁，存在轻微脱空的现象。我们所做的环向紧固工作也仅仅是针对顶部的锁砖部位补打铁板，而此时即使补打铁板也无法使耐火砖紧贴筒体内壁，耐火砖依然处于松动状态，这也就很好地解释了为什么我们以前用螺旋丝杠时耐火砖只会断裂而不会出现掉砖的问题。

  用螺旋丝杠砌筑窑砖的每一步，窑砖的端面都紧贴于窑筒体的内壁，而且砌筑的每一个阶段窑砖都在筒体中心线以下的部位，砖体的自重也使耐火砖紧紧贴靠于筒体内壁，而我们紧固窑砖补打铁板时也全在窑筒体半径以下，这样紧固的效果是砖的底面一定和筒体内壁紧贴，紧固得过于严重导致耐火砖断裂，这是使用螺旋丝杠砌砖时经常出现的问题。

  由于砌砖机压力不够、耐火砖自重的原因，以及只在顶部补打锁紧铁板的方法都会导致顶部的耐火砖和筒体内壁贴不严实，砌砖的时候看不出来，而当回转窑运转时便会产生相对的滑移量，导致耐火砖松动、脱落。

  解决措施

  1.平时加强对设备的保养和维护

  针对砌砖机工作压力不足的情况，必须加强平时对设备的保养和维护。要确保油水分离器的使用效果，储气罐要勤放水，在施工过程中要保证空压机正常运行，确保压缩空气的压力在0.55MPa～0.65MPa范围内。

  2.锁砖须知

  锁砖时一定要使窑砖底面尽可能紧贴窑体内壁，锁紧一环后再开始砌筑下一环，全部砌筑完毕后要阶段转窑加锁紧铁板，加锁紧铁板时尽可能在回转窑中心线以下部位进行紧固，确保窑圆周的90°、180°、270°、360°4个点都有锁紧铁板，同一砖缝内不允许有两块锁紧铁板。

  3.解决环缝扭曲问题

  砌筑前在窑筒体内每隔2m放设一道环向线，环向线要与筒体每节的环向焊缝平行。在耐火砖铺底时必须以轴向线和环线为基准进行施工，每铺底5环进行检查，测量环缝与环向线的各点距离是否一致，根据距离偏差来调整后几环砖，不允许一步调整到位，要逐步调整，同时要控制环缝在2mm以内，在调整时还必须确保轴线的重合度。

  4.避免加工砖

  尽可能避免加工砖，如果发生加工砖长度小于原砖长度的60％时，应拆除相邻的一环标准砖，用标准砖与加工砖小砖交错砌筑，消除环缝，交错砌筑时必须湿砌，采用高温胶泥效果较好。如发生加工砖长度小于原砖长度的50％时，可以采用加长砖（砖长298mm）来加工砌筑，效果较好，砌筑时也必须采用高温胶泥湿砌。

  5.综合考虑窑筒体变形等情况

  在砌筑过程中要综合考虑窑筒体的变形情况和砖尺寸不规则的因素，既不能严格按照配砖比例来砌筑又不能盲目砌筑，总之要掌握两个原则：耐火砖的表面不能有台阶；耐火砖的底面一定要和窑筒体内壁充分接触。