玻璃窯燃燒室拱頂塌陷的原因分析

【摘 要】 遼寧省耐火材料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗二站受某人民法院委托，對某玻璃廠玻璃窯燃燒室拱頂塌陷原因進(jìn)行的技術(shù)鑒定。玻璃窯燃燒室拱頂塌陷是影響玻璃安全生產(chǎn)的危害之一，拱頂塌陷有很多原因，如耐火材料的質(zhì)量、玻璃窯的結(jié)構(gòu)等都是影響和引發(fā)拱頂塌陷的主要原因。論文在簡要地通過遼寧省耐火材料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗一站對玻璃窯耐火材料粘土磚的檢驗結(jié)果的分析，得出玻璃窯拱頂塌陷的原因。

【關(guān)鍵詞】 玻璃窯 拱頂塌陷 耐火材料

1 現(xiàn)場情況

（1）經(jīng)過現(xiàn)場檢測，燃燒室最里面的部分的拱頂下陷200～300mm。

（2）燃燒室位于地平面以下，從爐門口往里看，縱向拱頂有較大縱向縫隙。拱頂里面縫隙較門口大，拱頂下陷嚴(yán)重，里面半圓形拱頂已呈現(xiàn)平直狀態(tài)。

拱頂橫向由十塊扇形磚砌成，拱腳已明顯向橫向兩邊移動，拱頂情況見圖1。

圖1

2 檢測情況

在原設(shè)計圖冊中，未見燃燒室圖紙，上面兩個圖為實測圖。

從測量結(jié)果看，爐門近處塌陷較輕，越往里面越嚴(yán)重。這一點，從地面上爐窯平面面磚下陷的情況相吻合。

3 灰縫計算

因拱頂已塌陷，無法看到原砌體的灰縫情況，經(jīng)現(xiàn)場測量柱腳間距離為900mm，拱腳間原砌體的距離為900mm，呈半圓狀。據(jù)此可計算出拱頂?shù)膱A弧長為1413mm。

扇形磚的小邊長為135mm，橫向為10塊，共長1350mm。

可以得出原設(shè)計灰縫的厚度[δ]的大小：

[δ=1413-13509=7]mm

上面結(jié)果即為推算出的原砌體的灰縫，這個灰縫遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于關(guān)于爐窯拱頂灰縫為2mm的標(biāo)準(zhǔn)要求。

從已塌陷的現(xiàn)場測量看，拱腳的距離為門口處910mm，最里面為955mm，按此時的拱腳距離計算出的灰縫為：

爐門口處[δ=1428.7-13509=8.14]mm，[δ]為實測灰縫的厚度，mm。

最里面的灰縫為：

[δ=1499.35-13509=16.59]mm

實際測量的縫隙(拱頂縱向最高處)縱向縫隙，爐門口：25mm，里面：35mm，橫向灰縫7～8mm。

4 分析結(jié)論

（1）從圖紙和已拆了一半的燃燒室均未見到有平衡拱腳水平分力的鋼結(jié)構(gòu)或其他能起到同樣作用的砌體。因為整個爐窯有很大一部分重量是作用在拱形頂上的，這個力傳遞到拱腳時會分解出一個水平分力來，使其向兩邊移動，而原設(shè)計和原砌體未考慮到平衡此分力的方法，必然使拱腳向兩邊移動。第二，爐窯工作后，爐膛的溫度升高，造成砌體的體積膨脹，拱腳也會向兩邊移動(不可逆)。這樣，在重力和溫度的作用下，耐火泥脆落，縫隙下張口增大(由原設(shè)計的7mm增至爐門處25mm，里面35mm)拱頂塌陷也是必然的結(jié)果。

（2）耐火材料的符合性

根據(jù)遼寧省耐火材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗一站的檢驗報告，被告耐火材料廠提供的粘土磚，是符合雙方合同要求的，其中荷重軟化要求較低(1300℃)，選材不合理。應(yīng)選擇荷重軟化溫度較高的耐火材料，但這不是引起塌陷的主要原因。

（3）由上面分析，可得出以下結(jié)論：

①從設(shè)計上，爐窯拱頂因為沒有鋼結(jié)構(gòu)或其他類似能平衡控制調(diào)節(jié)拱頂在使用和烘爐過程中陷頂變化的結(jié)構(gòu)，而是任其發(fā)展造成拱腳距離外移、拱頂下沉變形，拱頂內(nèi)表面磚縫張嘴、縫隙變大，繼續(xù)使用形成惡性循環(huán)，造成塌陷，這是拱頂塌陷的最主要原因。

②在砌筑質(zhì)量上，拱頂砌體灰縫過大，達(dá)到7mm，大大超過窯爐砌筑標(biāo)準(zhǔn)拱頂灰縫2mm的規(guī)定要求，從而加劇了拱頂?shù)淖冃巍⑺荨?/p>

③原料的選擇荷重軟化偏低，但不是引起拱頂塌陷的主要原因。