一、干熄爐斜道區(qū)耐火材料損壞現(xiàn)狀

干熄爐斜道區(qū)耐火材料損壞一直困擾著企業(yè)。從20世紀(jì)70年代引進(jìn)干熄焦技術(shù)開始一直沒(méi)有很好的解決。各種關(guān)于損壞機(jī)理的解讀鋪天蓋地，到目前為止并沒(méi)有得到行業(yè)工作者普遍接受的強(qiáng)有力的觀點(diǎn)。目前關(guān)于斜道區(qū)耐火材料損壞的主要觀點(diǎn)如下：

1、耐火材料質(zhì)量問(wèn)題

2、砌筑施工質(zhì)量問(wèn)題

3、生產(chǎn)操作管理問(wèn)題

4、斜道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題

二、干熄爐斜道耐火材料損壞照片

干熄爐斜道區(qū)處于高溫區(qū)其損壞過(guò)程無(wú)法觀察且因年修時(shí)大量耐火材料脫落致使損壞過(guò)程的分析判據(jù)缺失。

值得一提的是該設(shè)計(jì)在斜道氣體通道內(nèi)設(shè)計(jì)了導(dǎo)流板（改流體）裝置。導(dǎo)流板是基于流體力學(xué)原理設(shè)計(jì)的，可以改善斜道氣體通道內(nèi)的氣體分布均勻性，另外導(dǎo)流板（改流體）同時(shí)改變了焦炭的移動(dòng)軌跡，使焦炭無(wú)法進(jìn)入到斜道氣體通道內(nèi)部。

在沒(méi)有導(dǎo)流板的情況下，生產(chǎn)過(guò)程中斜道牛腿墻的兩側(cè)焦炭移動(dòng)速度和軌跡受到壁效應(yīng)等因素影響會(huì)出現(xiàn)很大的偏差，同時(shí)在粉體動(dòng)態(tài)安息角和粒度偏析的作用下，焦炭在斜道氣體通道的填充狀況會(huì)有很大不同。

綜上所述，無(wú)導(dǎo)流板設(shè)計(jì)的斜道牛腿的兩側(cè)存在壓力差，而且壓力差的數(shù)值無(wú)法估計(jì)。該企業(yè)采用了導(dǎo)流板設(shè)計(jì)，就把焦炭運(yùn)動(dòng)對(duì)斜道牛腿損壞的影響因素排除，簡(jiǎn)化了分析過(guò)程。同時(shí)照片顯示大部分牛腿的結(jié)構(gòu)完好，沒(méi)有其它企業(yè)出現(xiàn)的大量耐火材料脫落的情況，說(shuō)明導(dǎo)流板的設(shè)計(jì)對(duì)牛腿耐火材料是有益的也給分析判斷帶來(lái)意外的收獲。

三、干熄爐斜道耐火材料損壞情況

1、照片顯示牛腿結(jié)構(gòu)完好，水平灰縫無(wú)開裂跡象，耐火磚無(wú)碎裂，在蓋頂下方拱角處，牛腿結(jié)構(gòu)在垂直灰縫處拉開（有的耐火磚被拉斷）并向斜下方逐層延伸，牛腿沿著開裂的地方向干熄爐內(nèi)側(cè)傾斜。耐火材料為普通莫來(lái)石碳化硅磚（國(guó)內(nèi)某知名企業(yè)生產(chǎn)）。耐火磚無(wú)碎裂和水平灰縫完好，強(qiáng)度滿足要求。斜道牛腿完整，施工質(zhì)量是保證整體結(jié)構(gòu)完整的保障。

2、照片顯示牛腿沿著開裂處向干熄爐內(nèi)側(cè)傾斜，從現(xiàn)象看屬于受到過(guò)大彎矩造成的開裂傾倒變形破壞。開裂位置為垂直灰縫或直接將耐火磚拉斷。耐火材料受到拉應(yīng)力和剪應(yīng)力的作用，耐火材料為脆性材料，其抗拉和抗剪強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于耐壓強(qiáng)度。開裂脫離的部分整體性完整結(jié)合緊密。

3、牛腿向干熄爐內(nèi)側(cè)傾斜較大，冷態(tài)處于亞平衡狀態(tài)。

四、干熄爐斜道耐火材料損壞分析

工程結(jié)構(gòu)的失效形式基本可以分為：強(qiáng)度失效；剛度失效；穩(wěn)定失效三種。

綜合上述照片情況，基本可以排除耐火材料質(zhì)量和施工質(zhì)量的問(wèn)題，即無(wú)強(qiáng)度失效。照片顯示的開裂變形明顯為剛度失效和穩(wěn)定失效。

五、干熄爐斜道耐火材料損壞結(jié)論

1、普通莫來(lái)石碳化硅磚能夠滿足結(jié)構(gòu)需要。

2、剛度失效是由過(guò)大變形引起的需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中考慮。

3、穩(wěn)定性失效的影響因素除了變形還有焦炭運(yùn)動(dòng)的因素，需要借助粉體力學(xué)進(jìn)行分析并優(yōu)化結(jié)構(gòu)。

4、生產(chǎn)操作的影響從照片上無(wú)法判斷，但是操作的穩(wěn)定性對(duì)結(jié)構(gòu)的影響不容忽視。

5、斜道導(dǎo)流板（改流體）對(duì)氣體分布均勻性和焦炭運(yùn)動(dòng)軌跡有積極影響，對(duì)牛腿有間接的保護(hù)作用。

6、牛腿結(jié)構(gòu)非線性、材料和載荷非線性等因素決定了無(wú)法將其簡(jiǎn)化為桿件結(jié)構(gòu)用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法分析，只能應(yīng)用彈性力學(xué)（塊體）和有限元方法（FEA）分析，其中提高其抗彎剛度（W）是關(guān)鍵。

7、牛腿失穩(wěn)即穩(wěn)定性失效不容忽視，特別是牛腿兩側(cè)焦炭運(yùn)動(dòng)不均勻而引起得側(cè)向壓力差。類似于壓桿穩(wěn)定的力學(xué)問(wèn)題，但是鑒于牛腿結(jié)構(gòu)屬于塊體且非線性因素需要建立數(shù)學(xué)模型加以分析。

8、生產(chǎn)的工況復(fù)雜且動(dòng)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備較多，出于安全考慮可以進(jìn)行模態(tài)分析，與運(yùn)動(dòng)走行設(shè)備的震動(dòng)頻率進(jìn)行比較。