窑车选择车垫面材料如何选择

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摘要

窑车车面层是隧道窑焙烧中最容易出现问题的部位。车面层与隧道窑两边内侧墙、顶板形成了隧道窑中的四个面，除车面层外，其它三个面的温度相对是稳定的，这三个面上的热损失仅限于从里到外传热的热损失；而窑车车面层则不同，窑车运行中的每一次循环，都是在冷却状态下进入窑内，而窑车除了出窑时本身带出热量外，车面层材料向车下传热也是一种热损失。

此外，车面层材料的吸热和蓄热也是很重要的因素。事实上，车面层的表面温度也达到了最高焙烧温度，因而车面层的热损失与其所用材料的传热和蓄热性能关系极大。车面垫层材料愈厚，通过车面层的热损失就越小（传热量小）；但是车面垫层材料愈厚，而车面层材料的蓄热就越大。车面垫层材料的厚度与蓄热成为了车面材料选择中的一项矛盾。

通常，车面层不要由性能良好的材料组成，而且要由能够适应不同应力的数层材料组成。必须提请注意的是：车面垫层材料的顶部（表面）温度在焙烧期间几乎达到了最高焙烧温度，因此这层材料在每一个烧成循环中都是从常温被加热到几乎1000℃，所以顶层材料对蓄热有着重要的影响。为了减少由于蓄热带走的热量，因而车面顶层材料应尽可能的轻。车面层的下部材料仅经受较低的温度，对其蓄热量的大小影响甚微，所以底层材料重一些

窑车面垫层材料除了要有最小的热损失外，还必须达到如下的要求：

首先，它必须保证窑车形成的底面的密封性；

其次，也必须能够安全地将焙烧的坯体到成品输送到达一定位置，并且也能够经受得起窑车的纵向弯曲应力；

第三，车面垫层材料还必须经受得起由于温度的周期性变化而引发的尺寸上的变化。

例如，一个宽6米的窑车车面在预热带约增大26mm，而在冷却过程中尺寸有要缩小26mm（如果是10.4米宽隧道窑的窑车车面层，在加热—冷却期间的尺寸变化约为45 mm），因此，大断面隧道窑侧墙上的曲折密封槽的砌筑精确度是非常重要的。窑车车面层边沿框砖及角砖的砌筑误差也是非常重要的。车面层材料必须能够经受得起这种不断变化的热运动，所使用的砌筑材料也应当能够抵御得住温度的变化和热冲击。虽然说窑车车面层材料容易购置，且价格低廉，但也不能不考虑到实际运行中高的维修成本。

窑车车面层材料一般要遵循如下原则选用：

（1）窑车车面材料应当由高质量的，具有低密度的耐火材料及轻质隔热材料组成。从底层到顶层的材料要能够适应周期性的温度变化。特别重要的是顶层材料应尽可能的轻。  

（2）车面底板应由钢板组成，并且这一层钢板应带有简单形状的或是梯形的皱折（瓦楞式），以便使砌筑材料与底层钢板有更好地结合，同时皱折形式的钢板也增加了车架的刚度。车架与底层钢板连在一起形成了隔离窑车上下空气的第一层。底层钢板与车架在焙烧中经受着差不多的温度，因此，底层钢板的膨胀性能可不考虑（仅考虑车架的膨胀延伸即可）。

（3）车面层材料不能承受任何工作荷载（如坯垛重量），其工作荷载必须由专门的支撑构件来承担（如柱砖）。这种支撑构件可做成中空的矩形，在其孔洞中填充隔热材料。这种方法在多年的实际使用中证明是非常有效的。这种支撑构件最好不用普通的烧结空心砖来替代，因普通空心砖的抗热冲击性能不好，碎裂很快。

（4）在上述支撑构件上直接砌筑车面承重砖（砌块），其上再砌筑烟气通道砖。这两层由耐火材料制成的砖，由于蓄热量的影响，会增大热损失。因此，这两层砖的重量应尽可能的轻，并且要能抵御得住周期性变化的温度及热冲击。所以车面承重砖的尺寸不宜过大，以便避免裂纹。烟气通道砖上直接码放的是坯垛，因此，烟气通道砖的结构形式和孔洞大小也非常重要。烟气通道砖的结构形式不合理时，常会形成车面不平或歪斜，造成码坯困难；烟气通道砖的孔洞太小时，会造成预热带的车面温度低，加大了坯垛上下的温差。有的工厂将烟气通道砖改变成多齿形板，这是一中非常不合理的结构。因多齿形耐火材料板抵御温度变化和抗热冲击的性能差，很容易破碎。从焙烧中的热工原理上讲，这种结构形式也不理于提高预热带的车面温度，会增大温差。此外，多齿形板还会对底层坯体在焙烧（干燥）中的收缩造成阻力，使底层坯垛中不合格的产品增多。为了提高烟气通道砖及车面承重砖的使用寿命（或称周转次数），建议可在这两种砖制造时的坯料中加入堇青石质耐火材料，以提高它们的耐热冲击性能。

（5）车面垫层材料应注意留好各层材料之间的膨胀收缩尺寸，以保证车架、底层钢板、中间层、顶层之间的不同膨胀与收缩，并能连续运行，尽量减少维修。

（6）车面垫层的总厚度应通过计算确定。由于结构上的原因，车面垫层的最小厚度应为250 mm。

（7）窑车框砖及角砖的设计和制造要求及原则是：“头轻底重！”许多厂家在窑车的框砖和角砖上没有给予应有的重视，有的甚至用普通的红砖来做，其结果是天天修窑车，不但对车面垫层材料损坏严重，而且也使车架及裙板损伤严重。有的工厂在新隧道窑投产不几年，窑车就已损坏，严重地影响着产品和质量。所谓“头轻底重”也就是框砖和角砖的底部可做的大一些，以免松动歪斜。也可以在其坯体原料中加入堇青石质耐火材料，以提高抗热冲击性能。