技术|碳素焙烧炉火道墙为什么会发生破损变形
据统计，国外阳极焙烧炉火道墙寿命约为8.6年，而国内焙烧炉火道墙寿命普遍较短，为4年左右。焙烧工艺追求的目标包含焙烧质量、燃气单耗、烟气排放效果、火道墙寿命、效率等，而炉况又直接影响这些因素，故对炭素企业而言，了解影响火道墙寿命的各要素以及破损的根本原因至关重要。
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火道墙使用过程中，墙体在每批次炭阳极焙烧过程中，必须经历自然温度→逐渐升温→1250℃高温保持→降温→空气快速冷却→外界自然温度状态，这样的温度变化循环过程在焙烧炉的生产中持续循环进行这种周期性温度循环，造成火道墙本体材料性能恶化、砌筑缝隙和结构劣化、抵抗外力能力降低。
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火道墙砌筑耐火砖因承重和温度不同，在高温状态发生不同塑性蠕变、几何尺寸变化。在每个温度变化周期，火道墙整体几何形状发生热胀冷缩，各层及砖体发生水平方向延伸、竖直方向微量缩小的不规则变形。这种理论分析结果，从火道墙重砌时拆除的耐火砖纵向穹曲、横向扭转现象中，得到充分验证。
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在火道墙温度周期循环中，耐火砖疲劳破坏，砌筑砖出现微裂纹，局部破损，尤其是部分横向受力的拉筋砖和喷嘴直喷砖尤为严重，长期运行后破坏了火道墙宽度方向的稳定性，在填充料和炭阳极装出外力作用下，形成了使用中火道墙变形、内凹等缺陷，而且随着使用时间延长和保养缺失持续劣化。
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火道墙砌筑工艺控制不严格，部分间隙偏小，在火道墙砌筑完成后没有足够的养生，水分自然挥发排出时间短。新砌筑火道墙直接投入使用，升温过程中耐火砖线性变化和水分快速汽化膨胀逸出，形成墙体在使用过程中纵向几何变形不一致。火道墙砌筑层纵向间隙发生不同步减小，破坏了火道墙本身膨胀补偿结构，原设计火道墙自动调节功能消失，火道墙出现变形、局部结构和形状破坏。
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焙烧炉生产的每个温度变化周期，火道墙砌筑砖均出现不同温度梯度的线性热胀冷缩效应，部分砌筑层因伸缩间隙不同出现刚性挤压，在料箱内填充料的挤压作用下，墙面形成C形弯曲变形；部分砌筑层甶于变形不同步性，发生竖向间隙被拉伸变大，火道墙逐步断裂甚至错位、大面积变形。
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焙烧炉运行中，同一火道墙不同层或同层不同部位的不同步变化，造成火道墙局部应力集中，火道墙同层或不同层间出现局部相对运动，墙体拉筋砖在长期火焰灼烧和墙体变形产生力作用下，产生扭曲变形或断裂，墙体原始结构破坏，火道墙稳定性恶化，导致火道墙运行后期的整体迅速破坏。
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焙烧炉运行中，填充料在火道墙上烧结，未及时清理，多功能天车装出炉过程中对墙体的碰撞，人工炉面临作业偶发事件、受损火道墙维护保养不及时等外因，导致火道墙的深度劣化、变形甚至坍塌。
上述这些不利因素并存时，会导致火道墙变形以及破损，严重影响炭阳极焙烧质量、产品合格率以及单位产品能耗。炭素企业可对照上述原因进行自检，如何控制焙烧炉火道墙的破损程度，将在后续文章进行介绍，欢迎关注。
