注意！水泥厂窑断了！原因竟是……

　　天寒地冻的日子，北方多区域已经开始停窑放假，南方区域也出现多雨潮冷的天气，寒冷、潮湿对水泥生产关键设备大窑的保养极为不利。

　　盘点水泥行业曾裂过的窑，让人不寒而栗。遗憾的是，因为各种各样的原因大部分事故都缺乏系统的分析资料。据水泥人网不完全统计，近年来，国内连续发生数十起水泥窑体断裂事故，给各大水泥企业造成了较大的经济损失。

　　2018年1月，山西某水泥企业4.8×72m，4500t/d生产线回转窑断裂成三段。

　　新疆某水泥厂，3.0m×45m、700t/d预分解窑，1981年6月投产，每次换砖都能发现0.2mm～0.7mm厚的腐蚀层，1987年大齿轮处筒体出现700mm长的裂缝。

　　新疆水泥厂，3.0m×48m、800t/d预分解窑，1983年投产，1989年窑过渡带大齿轮附近出现窑筒体开裂。

　　冀东水泥厂，4.7m×74m、4000t/d预分解窑，1983年11月投产，1988年2月发现窑筒体距窑口31.6m处冒灰，检查发现有多条裂缝。

　　新疆水泥厂，4.0m×43m、2000t/d预分解窑，1992年投产，2008年1月发生自二档轮带至窑尾节处窑体断裂、窑尾节掉下窑台的重大事故。

　　上述这些事故很难说是设备制造厂选材不当造成的，也很难排除原料中有害成分对窑筒体的腐蚀影响，钢材在使用中变质的可能性也有，操作人员的操作不当也存在。而这些对于水泥企业均属重大设备事故，无论是裂缝还是窑断裂，对于企业而言都是不小的损失。

　　有企业相关人员提出，企业窑体裂缝了，主要原因不是员工没有维护到位， 而是领导为了生产，不愿意换设备，停的时间长了也不好，只能抢修，秋冬季寒冷天气，筒体温度没降下来之前，必须要慢转，但是领导为了抢修时间，没有慢转，使得轮带与筒体硬对硬的拉扯，导致窑体撕裂。

　　以2021年1月陕西某企业的窑裂事故为例，窑筒体从二档纵向开裂到一档。一二档窑里面有窑皮和窑砖保护筒体，所以被有害元素长期腐蚀以及中控员错误操作的可能性不大；急停的可能性也只能是在窑系统突然断电，或是系统电机、传动系统出了故障才有可能发生。

　　窑体突然裂缝或断裂更多可能是应力集中的原因进给运动。所谓应力集中是指物体中应力局部增高的现象，一般出现在物体形状急剧变化的地方，如缺口、孔洞、沟槽以及有刚性约束处。应力集中能使物体产生疲劳裂纹，也能使脆性材料制成的零件发生静载断裂。

　　筒体制造过程中存在宏观的、肉眼可见的裂纹，理论上工程材料中的各种缺陷可近似地看作裂纹，裂纹起裂的原因有以下几种：在机械应力、热应力和腐蚀气体环境下出现低应力断裂问题；再有就是为了工程方面的需要，裂纹的结构被硖坏；在定载荷下，可允许结构含有多大裂纹；在结构裂纹和结构工作条件定的情况下，结构还有多长的寿命。从钢材本身来看，我国虽是钢铁大国，却一直奋斗在变成钢铁强国的路上。

　　此前山西某企业窑筒体断裂，有分析原因称是因停窑时天气太冷，窑筒体冷缩被“冻裂”。福建某企业窑筒体断裂，又有说因天气潮湿，窑体被腐蚀。于是行业内给大窑穿“棉袄”的，给大窑“搭凉棚，打雨伞”的层出不穷。

　　部分窑体、轮带在运转一段时间后发现孔洞，只好停下堆焊，但稍加打磨，就发现孔洞越磨越深。托轮上的故障就更不足为奇，不知道有多少窑因瓦温过高而花费大量财力与时间。致于前、后窑口的密封，很难满足不漏风的要求，称“十窑九漏”，也并不夸张。

　　正常生产时段的临时性“停窑”对水泥生产企业而言是“重大事件”，回转窑因发生故障而停窑，一般来说经济损失都较大，以5000t/d熟料生产线为例，停窑一日损失就达两百多万。这还不包括企业管理费用和设备折旧费用。

　　相关行业人士表示，任何停机和开机，都会导致温度的大幅度波动，进而影响耐火砖的使用，严重时甚至导致耐火砖爆头、开裂，造成“红窑”事故。而且，频繁开停设备，对设备的损耗远远大于连续开机运行，每次的启动都对设备的磨损，电气控制设施的冲击有效工作时间，以至于埋下隐患蛇形弹簧。

　　“红窑”事故。就是窑筒体钢板被烧红了，直接原因为窑内温度失控，间接原因可能是窑内耐火砖较薄或脱落导致。所以要尽量避免发生各类事故和故障，以减少停窑的次数和时间，这对稳定窑的热工制度，提高熟料的产量、质量，减少检修劳动强度，增加经济效益都有重要的意义。

　　也就是说，制定恰到好处的检修计划、对耐火砖、窑皮厚度的有效监控是避免“红窑”事故最直接的办法。但是，传统水泥生产企业全年无休，加班加点的生产水泥，出现水泥窑被烧红的情况较为常见。在水泥企业窑筒体温度过高失控的情况下，部分“经验人士”通常采用紧急处理办法，也就是用水枪直接给窑筒体喷水降温。

　　据专业人士介绍，导致水泥窑筒体局部温度过高的原因或因窑砖变薄。窑砖变薄严重的会导致筒体本身钢板受热变红，若此时通过喷水降温，操作不慎严重的会发生窑体爆裂事故。

　　所以，窑筒体过热时采取喷水降温的方式是各企业严格禁止的，如果已经出现局部温度过高或烧红，无法在窑运转的情况下降温的情况，需要紧急停窑，降温、换砖、挖补或更换部分窑筒体。

　　相对较严重的情况下也可能出现筒体局部严重变形，无法砌筑耐火砖。更严重的比如出现裂纹，裂缝或者烧透了，出现“大洞”，无法通过上述方法修复的，就只能选择更换部分窑筒体了。

　　水泥人网曾报道过一例与此类似的窑体裂缝紧急修复的案例。当工程师给出内外同补方案时，企业相关负责人仍坚持仅从外部紧急修复，且表示待年底停窑检修时再换掉全部窑砖和裂缝处筒体。

　　相关行业专家表示，这种修补的方法，只是临时恢复生产的措施，不会坚持很长时间，内部窑砖不换，假以时日窑体可能还会再次出现问题。

　　通常一条正常运转的窑筒体的寿命在40年左右。近两年发生断裂的窑体均不到这个年份。之所以出现寿命不足，未老先裂的窑体与窑运转不规律、超负荷运转、红窑不停、中心线偏离运转蹩颈、物料中有害元素侵蚀脆化变薄，以及应力集中与疲劳运转等不无关系。小编不禁要问，窑裂之症，何药解？窑裂之痛，何时休？