热工窑炉采用大尺寸定型耐火制品的利弊和制约因素

1、制约因素

                               
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成型方式

定型耐火材料的成型技术制约耐火砖的尺寸和理化性能。摩擦式压砖机、液压成型机、浇筑成型和等静压成型技术等是对制品的成型规格都有一定的制约。

                               
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干燥烧成

大尺寸定型耐火制品的干燥和烧成如何解决，干燥和烧成速度是复杂的传热传质过程，特别是对于存在水化反应的制品，耐火制品内部的水蒸气排出不畅存在“爆炸”的可能，大尺寸意味着大的温度梯度易造成定型耐火制品内外部质量不一致。

                               
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粉体力学

大尺寸定型耐火制品的原料粒度级配如何适应粉体力学的性能要求，大尺寸定型耐火制品性能受到原料准备的直接影响，特别是粒度级配直接影响成型过程，在粉体力学的作用下易造成定型耐火制品内外品质不一致以及断面层裂等现象。

                               
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窑炉升温

大型窑炉的烘炉升温不易控制，温升快易造成大型耐火制品内外存在大的温度梯度且内部水不易排出。

                               
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尺寸工差

大尺寸定型耐火制品尺寸公差不易控制，缩放尺难以确定。其中砌筑配合面的扭曲及形位公差易造成砌筑整体中局部存在应力集中。

2、利弊因素

综上所述，大型工业热工窑炉普遍采用小尺寸定型烧成耐火制品砌筑，存在着接缝多、施工质量不稳定、整体强度低和结构复杂等缺陷。

                               
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砌体强度

根据相关“建筑设计规范”中砌体强度的描述，砌体整体强度取决于砌体中材料强度最低的部分，即接缝材料——灰浆。砌体整体强度与灰浆强度处于一个数量级且远低于灰浆强度。

                               
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窑密封性

接缝的饱和度受到施工技法和人为因素的影响极大，生产中极易在接缝处发生串漏等事故。接缝多对窑炉的密封性影响巨大，应尽量减少接缝数量。

                               
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壁面效应

砌体工作面的平整度、垂直度以及扭曲变形受到接缝数量和施工质量的影响，生产过程中砌体受到热应力和机械力的作用容易在接缝处发生变形破坏等，对存在产品和原料与壁面存在相对运动的窑炉易发生壁面效应引起的物料偏析等事故。

3、经验教训

基于上述原因，历史上国内于70年代在某焦化厂尝试过采用现场浇筑焦炉燃烧室的实验，浇筑方式可以大量减少接缝数量，烘炉期间因浇筑料内部的水汽无法快速顺利排出发生“爆炸”事故，该实验案例应引起重视。

4、技术进步

随着技术进步，大尺寸的定型耐火制品质量不断提高，对结构强度和密封性要求较高的热工窑炉可以尝试采用。但是技术进步的关键核心是要保证大尺寸定型耐火制品有可靠的理化性能质量，同时更重要的是热工窑炉的结构设计应该科学经济合理。

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