الإصلاح عبر الإنترنت لبطانة الطوب الحراري في منطقة التكليس بأفران الجير

أثناء تشغيل فرن الجير، يمكن أن يؤدي تلف الطوب الحراري في منطقة التكليس إلى مشكلات خطيرة، بما في ذلك ظهور البقع الساخنة، وتسرب اللهب عبر غلاف الفرن، وزيادة فقدان الحرارة، وحتى خطر انهيار أجزاء كبيرة من البطانة. وعندما يقترب الفرن من موعد الصيانة ولكن لا يمكن إيقافه لإجراء إصلاح شامل، يمكن استخدام المادة الحرارية المصبوبة مع طرق إصلاح أخرى لاستعادة البطانة المتضررة مع استمرار تشغيل المعدات.

لماذا يحدث تسرب اللهب في منطقة التكليس؟

يتكون فرن الجير الرأسي عادةً من عدة طبقات من الطوب الحراري ومواد العزل. أثناء التشغيل، تمر الأحجار الجيرية عبر ثلاث مناطق رئيسية: التسخين المسبق، والتكليس، والتبريد. وتُعد منطقة التكليس عادةً القسم الأعلى حرارة، حيث تتراوح درجة حرارة التشغيل عادةً بين 1150 و1200 درجة مئوية.

هناك عدة عوامل يمكن أن تسرّع تلف المواد الحرارية.

أولاً، يمكن أن تؤدي الشوائب الموجودة في الحجر الجيري إلى تكوين ترسبات أو تكتلات على بطانة الفرن. وعندما تصبح هذه الترسبات كبيرة، يمكن أن تسقط مع المواد الخام وتتسبب في سحب الطوب الحراري من جدار الفرن. كما يمكن أن تفقد ملاط ربط الطوب قوته بعد التعرض الطويل لدرجات الحرارة المرتفعة.

ثانياً، تتعرض البطانة الحرارية للهجوم الكيميائي. يمكن لبيئة درجات الحرارة المرتفعة والمكونات القلوية المرتبطة بإنتاج الجير أن تؤدي تدريجياً إلى إضعاف الطبقة الداخلية من المواد الحرارية.

ثالثاً، يمكن أن يؤدي التركيب غير الصحيح للطوب أو الانحراف الزائد في المحاذاة الرأسية ونصف قطر الفرن إلى حدوث إجهادات موضعية. ومع مرور الوقت، قد تتطور هذه المناطق الضعيفة إلى طوب مفقود أو فجوات. وعندما تتضرر الطبقات الداخلية والخارجية من المواد الحرارية، يمكن للهب والغازات عالية الحرارة المرور عبر المنطقة المتضررة وتسخين الغلاف الفولاذي للفرن.

الطريقة الأولى: الإصلاح باستخدام صندوق فولاذي خارجي

بالنسبة للمناطق المتضررة محدودة المساحة نسبياً، يمكن تركيب صندوق فولاذي خارجي حول الجزء المتضرر من غلاف الفرن.

يتم تصنيع الهيكل الفولاذي مسبقاً ولحامه بإحكام على الجزء الخارجي من غلاف الفرن. ثم يتم تركيب طوب حراري جديد داخل الصندوق، مع ملء الفواصل باستخدام ملاط حراري عالي الألومينا.

بعد تركيب الطوب الحراري، يتم تثبيت طبقة عزل على السطح الخارجي. ثم يتم تركيب لوح فولاذي منحني ولحامه بالهيكل المحيط، مما يؤدي إلى ضغط طبقة العزل وإنشاء هيكل إصلاح مستقر.

تتميز هذه الطريقة بعدة مزايا:

• سرعة نسبية في تنفيذ الإصلاح

• تقليل أعمال الإصلاح داخل الفرن

• تقليل التعرض لخطر سقوط المواد الحرارية

• توفير دعم هيكلي جيد للمناطق المتضررة موضعياً

ومع ذلك، فإن إضافة الهيكل الخارجي تزيد من مقاومة الفرن للرياح. لذلك، عندما تصبح مساحة الإصلاح كبيرة جداً، يجب تقييم تأثير الهيكل الإضافي على الأداء الميكانيكي العام للفرن بعناية.、

الطريقة الثانية: إصلاح البطانة بحقن المادة الحرارية المصبوبة

عندما تكون المنطقة المتضررة كبيرة ولا تستطيع الطوب الحراري المتبقي توفير الدعم الكافي، فإن إصلاح السطح فقط لا يكون كافياً. في هذه الحالة، يمكن استخدام المادة الحرارية المصبوبة  لملء التجويف المتضرر وتعزيز البطانة المتبقية.

يبدأ الإصلاح بتركيب إطارات توجيه فولاذية خارج المنطقة المتضررة. ويتم إدخال قضبان فولاذية عبر غلاف الفرن إلى داخل طبقة المواد الحرارية. وتوفر هذه القضبان دعماً مؤقتاً وتساعد على منع سقوط الطوب المفكك والرماد والمواد الأخرى بشكل مفاجئ أثناء عملية التنظيف.

بعد ذلك، يتم فتح فتحات صغيرة بشكل متتابع بدءاً من الجزء السفلي للمنطقة المتضررة. ويتم إزالة الطوب الحراري المفكك والمخلفات بعناية حتى يتم الوصول إلى طبقة طوب مستقرة وسليمة.

بعد التنظيف، يتم تركيب قوالب فولاذية مؤقتة. ثم يتم إدخال المادة الحرارية المصبوبة من خلال الفتحات المعدة مسبقاً. وأثناء عملية الصب، يتم استخدام الاهتزاز الميكانيكي لتقليل الفراغات الداخلية وتحسين كثافة المادة.

بعد أن يحصل أحد أجزاء الإصلاح على الدعم الكافي، يمكن إزالة القضبان الفولاذية المؤقتة وإصلاح الجزء التالي. وتتكرر العملية طبقة بعد طبقة حتى يتم تثبيت المنطقة المتضررة بالكامل.

تُعد هذه الطريقة المرحلية مهمة بشكل خاص عند التعامل مع المناطق المتضررة كبيرة المساحة. فهي تساعد على منع الانهيار غير المنضبط، مع الحفاظ على دعم البطانة الحرارية الموجودة فوق منطقة الإصلاح.

كيفية اختيار طريقة الإصلاح المناسبة؟

تتناسب الطريقتان مع ظروف مختلفة في موقع العمل.

تُعد طريقة الصندوق الفولاذي الخارجي مناسبة بشكل عام للأضرار الموضعية عندما تكون سرعة الإصلاح وسهولة التنفيذ النسبي من العوامل المهمة. أما طريقة حقن المادة الحرارية المصبوبة فتكون أكثر ملاءمة عندما تكون المنطقة المتضررة واسعة وتتطلب البطانة الحرارية تعزيزاً هيكلياً إضافياً.

في أعمال صيانة الأفران الفعلية، يجب اختيار طريقة الإصلاح وفقاً لمساحة الضرر، وحالة الطوب المتبقي، وهيكل الفرن، ودرجة حرارة التشغيل، ووقت الصيانة المتاح.

يمكن للإصلاح المصمم بشكل صحيح أثناء التشغيل أن يقلل من حالات التوقف غير المخطط لها، ويمنع تسرب اللهب، ويطيل عمر البطانة الحرارية، ويؤجل الحاجة إلى إجراء إصلاح شامل ومكلف للفرن.