淺析輥道窯安裝異形急冷風管對坯體的影響

潘雄

某廠輥道窯爐在維修改造時，為了便于以后在生產過程中利用急冷風來調節磚形，將原有正常設計的急冷風管全部改為只吹單邊、吹中間，或吹兩邊，中間不吹的異形急冷風管（如圖4）。在恢復生產后，當窯爐產量提升到一定產量后，很容易出現風裂磚或者磚邊緣上有一點細小的裂紋，出窯產品也會出現碎裂現象（如圖3），以及磚坯抗折強度低或出現切割裂現象，同時，只要窯爐出現1、2片的疏磚現象，其它磚也會出現風裂現象。請問這是什么原因造成，如何克服？

1. 急冷風在輥道窯爐燒成過程中的作用

眾所周知，急冷風在輥道窯燒成過程中，主要有以下幾方面的作用。

（1）對高溫煅燒后的坯體進行強制和快速冷卻，并使坯體達到陶瓷制品的物化性能和強度要求。

（2）急冷風在輥道窯燒成中起氣幕作用，阻止燒成帶的煙氣倒流進入冷卻帶。

（3）利用急冷風上/下風壓差、溫度差調控坯體的變形度。

（4）通過調整急冷風量的大小，可以影響窯爐的壓力和氣氛制度。

2. 常規急冷風管與異形急冷風管的設計與安裝原則

（1）常規急冷風管的設計與安裝原則

急冷風管直徑或出風口孔徑，通常是根據窯爐產量來計算出所需的風量而決定，然后在急冷段上、下對稱分布安裝，急冷風管以通管方式開孔且出風口呈垂直方向正對棒面，有些因生產過程調整需要，也有將急冷風管的出風口調到有一定的斜度的。如下圖1所示。

（2）異形急冷風管的設計及安裝。

1）異形急冷風管的設計圖

2）異形急冷風管的安裝原則

一般情況下，急冷段異形風管的安裝都是根據出窯坯體的變形情況而安裝調整，或者事前已有安裝的異形管，可根據磚形情況選擇使用，通常情況下是在急冷段的前、中、后區域分別安裝1 ～ 2支異形風管，其余的急冷風管還是保持正常設計的通孔風管為宜，切不可以將急冷風管全改成異形風管。

3.急冷風調節對磚坯變形度和質量的影響

（1）當同排磚坯出現前后邊下彎變形大于左右邊時，可通過調節不同區域急冷風管開度，即保持中、后段急冷風管的開度不變以及前段輥下急冷風管的開度不變，適當關小前段輥上急冷風管的開度，直至變形合格。

（2）當同排磚坯出現前后邊凹變形大，左右邊平直時，可通過調節不同區域急冷風管開度，即保持中、后段急冷風管的開度不變以及前段輥上急冷風管的開度不變，適當關小前段輥下急冷風管的開度，直至變形合格。

（3）當同排磚坯出現邊左右下彎變形大于前后邊時，可通過調節不同區域急冷風管開度，即保持前、中段急冷風管的開度不變以及后段輥下急冷風管的開度不變，適當關小前段輥上急冷風管的開度，直至變形合格。

（4）當同排磚坯出現左右邊凹變形大，前后邊平直時，可通過調節不同區域急冷風管開度，即保持前、中段急冷風管的開度不變以及后段輥上急冷風管的開度不變，適當關小后段輥下急冷風管的開度，直至變形合格。

（5）當同排磚坯出現邊四邊都下彎變形偏大時，可通過調節不同區域急冷風管開度，即保持前、后段急冷風管的開度不變以及中段輥下急冷風管的開度不變，適當關小中段輥上急冷風管的開度，直至變形合格。

（6）當同排磚坯出現四邊凹變形偏大時，可通過調節不同區域急冷風管開度，即保 持前、后段急冷風管的開度不變以及中段輥上急冷風管的開度不變，適當關小中段輥下急冷風管的開度，直至變形合格。

（7）如果同排磚坯中，其中的某一片存在上翹或下彎變形過大時，則可以開啟其對應的異形急冷風管，只吹坯體的局部變形位置協助解決。例如只吹單邊變形的或只吹中間片變形的，另外的磚坯少吹急冷風或不吹冷風，如圖4。

（8）如果急冷段全部安裝異形風管時，在窯爐小產量時，對坯體不良反應的影響不明顯。一旦單位產量增加后，極容易產生風裂缺陷。有時候還會出現單行磚坯的高溫風裂或低溫風裂現象，以及只要坯體存在一點細小裂紋，出窯的坯體就會碎裂，如下圖3。

（9）要注意快燒與慢燒、大規格與小規格產品、厚磚與薄磚急冷風管開度與溫度控制的區別。如果急冷溫度過高，在緩冷前端觀察坯體呈橙紅色，很容易造成坯體出現高溫風裂缺陷或拋光后入庫過程的小崩角現象;如果急冷溫度過低，在急冷后端觀察坯體呈暗紅色或暗黑色，就不能再往后面開啟急冷風管，也就是古人常說的“鼓紅不鼓黑”的道理，否則很容易造成坯體出現低溫風裂缺陷或強度過低現象。如果緩冷在負壓狀態下控制以及溫度降速過快，則極易出現切割裂現象。

針對上述風裂問題，我們通過將輥上/下每個區域保留1 ～ 2條異形急冷風管，其它的更換為正常的直通風管，同時配合調整該窯緩冷段壓力和緩冷段各分區抽熱閘板的開度，使緩冷段由原來的全負壓狀態下控制改變為緩冷前段為正壓，后端為負壓狀態下控制，該風裂缺陷得以解決。

總結分析，本次窯爐提產之后出現風裂磚現象，主要是該窯爐急冷段輥上下風管全部改裝為異形急冷風管，導致坯體在經過急冷區域時，異形風管出風不均勻，截面溫差過大，冷卻不均勻，同時異形風管局部的風量過于集中，造成坯體局部降溫過大而出現低溫風裂。當提高急冷段溫度時，又造成在異形管不開孔的位置，其對應的坯體缺少急冷風進行冷卻而出現高溫的熱風裂現象。

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