干熄炉斜道区耐火材料损坏怎么办？

一、干熄炉斜道区耐火材料损坏现状

干熄炉斜道区耐火材料损坏一直困扰着企业。从20世纪70年代引进干熄焦技术开始一直没有很好的解决。各种关于损坏机理的解读铺天盖地，到目前为止并没有得到行业工作者普遍接受的强有力的观点。目前关于斜道区耐火材料损坏的主要观点如下：

1、耐火材料质量问题

2、砌筑施工质量问题

3、生产操作管理问题

4、斜道结构设计问题

二、干熄炉斜道耐火材料损坏照片

干熄炉斜道区处于高温区其损坏过程无法观察且因年修时大量耐火材料脱落致使损坏过程的分析判据缺失。

值得一提的是该设计在斜道气体通道内设计了导流板（改流体）装置。导流板是基于流体力学原理设计的，可以改善斜道气体通道内的气体分布均匀性，另外导流板（改流体）同时改变了焦炭的移动轨迹，使焦炭无法进入到斜道气体通道内部。

在没有导流板的情况下，生产过程中斜道牛腿墙的两侧焦炭移动速度和轨迹受到壁效应等因素影响会出现很大的偏差，同时在粉体动态安息角和粒度偏析的作用下，焦炭在斜道气体通道的填充状况会有很大不同。

综上所述，无导流板设计的斜道牛腿的两侧存在压力差，而且压力差的数值无法估计。该企业采用了导流板设计，就把焦炭运动对斜道牛腿损坏的影响因素排除，简化了分析过程。同时照片显示大部分牛腿的结构完好，没有其它企业出现的大量耐火材料脱落的情况，说明导流板的设计对牛腿耐火材料是有益的也给分析判断带来意外的收获。

三、干熄炉斜道耐火材料损坏情况

1、照片显示牛腿结构完好，水平灰缝无开裂迹象，耐火砖无碎裂，在盖顶下方拱角处，牛腿结构在垂直灰缝处拉开（有的耐火砖被拉断）并向斜下方逐层延伸，牛腿沿着开裂的地方向干熄炉内侧倾斜。耐火材料为普通莫来石碳化硅砖（国内某知名企业生产）。耐火砖无碎裂和水平灰缝完好，强度满足要求。斜道牛腿完整，施工质量是保证整体结构完整的保障。

2、照片显示牛腿沿着开裂处向干熄炉内侧倾斜，从现象看属于受到过大弯矩造成的开裂倾倒变形破坏。开裂位置为垂直灰缝或直接将耐火砖拉断。耐火材料受到拉应力和剪应力的作用，耐火材料为脆性材料，其抗拉和抗剪强度远远低于耐压强度。开裂脱离的部分整体性完整结合紧密。

3、牛腿向干熄炉内侧倾斜较大，冷态处于亚平衡状态。

四、干熄炉斜道耐火材料损坏分析

工程结构的失效形式基本可以分为：强度失效；刚度失效；稳定失效三种。

综合上述照片情况，基本可以排除耐火材料质量和施工质量的问题，即无强度失效。照片显示的开裂变形明显为刚度失效和稳定失效。

五、干熄炉斜道耐火材料损坏结论

1、普通莫来石碳化硅砖能够满足结构需要。

2、刚度失效是由过大变形引起的需要在结构设计中考虑。

3、稳定性失效的影响因素除了变形还有焦炭运动的因素，需要借助粉体力学进行分析并优化结构。

4、生产操作的影响从照片上无法判断，但是操作的稳定性对结构的影响不容忽视。

5、斜道导流板（改流体）对气体分布均匀性和焦炭运动轨迹有积极影响，对牛腿有间接的保护作用。

6、牛腿结构非线性、材料和载荷非线性等因素决定了无法将其简化为杆件结构用结构力学的方法分析，只能应用弹性力学（块体）和有限元方法（FEA）分析，其中提高其抗弯刚度（W）是关键。

7、牛腿失稳即稳定性失效不容忽视，特别是牛腿两侧焦炭运动不均匀而引起得侧向压力差。类似于压杆稳定的力学问题，但是鉴于牛腿结构属于块体且非线性因素需要建立数学模型加以分析。

8、生产的工况复杂且动态运转设备较多，出于安全考虑可以进行模态分析，与运动走行设备的震动频率进行比较。