ダブルDキルンは並流再生式石灰キルンです。一方のキルン室が燃焼しているとき、発生した排ガスは接続チャネルを通ってもう一方のキルン室に入り、石灰石を予熱した後、集塵機を通して排出されます。窯本体に面する耐火物の重量は、接続チャンネルの耐火物によって支えられます。連絡路の外縁部の耐火物が損傷すると、窯壁側の耐火物が剥離し、続いて窯の他の部分の耐火物も剥離します。このまま生産を続けるとキルンシェル鋼板が変形したり、場合によっては溶けてしまいます。
ダブルDキルンの耐火物改良以前の主な問題点
(1) 接続水路内の耐火物の剥離。キルンの点火中、チャンネルの耐火物は急激な温度変化により剥がれます。つまり、チャンネルの温度が 500 度を超えると、小さな断片の耐火物が剥がれます。窯の生産中、接続チャネルに蓄積した塵は 15 日ごとに掃除されます。これには約 30-40 分かかります。点火ポートが開くと、チャネルの温度が低下し、耐火物に悪影響を及ぼします。設備故障による長期間の停止も窯内の耐火物に影響を与えます。上記の要因により、窯での製造から 1.5-2 年経過すると、接続チャンネルの耐火材料の破損したレンガの剥離が発生します。標準の剥離は発生しません。マグネシア耐火レンガ2-2.5 年後、接続水路のマグネシウムレンガの剥離は 3 年後に発生しました。接続路内のマグネシウムレンガの剥離により窯壁の耐火物が排出され、窯は生産を継続できなくなりました。
(2) カルシウムシリコン板は窯の鉄骨構造に近く、厚さは75mmです。ダブルＤ型の円弧面は一定の曲率を持っているため、円弧面には大きな隙間ができてしまいます。
(3) キルン点火時の耐火材の熱膨張による隙間の変化を防ぐため、接続路上 158mm の高さの断熱材を点火後 1 か月後に埋め戻す設計になっています。しかし、実際の運用では、断熱材の突き固め材に水を加えることができず、下に特殊なマグネシウム耐火レンガがあるため、300mm×300mm角の穴からしか入りません。元々の隙間を打ち込み材で埋めるのは難しく、接続路上の鋼板は高温となり、最高点温度は260度を超え、窯の熱損失が増加します。
(4) 接続チャンネルの中央には 2 つの熱電対があり、キルン生産の主要な温度制御ポイントとなります。熱電対スリーブの耐火材には現場での穴あけが必要ですが、これにより周囲の耐火材が容易に緩み、接続チャネル内の耐火材の耐用年数に影響を与える可能性があります。
改善策
4.1 接続水路における耐火物の剥離対策
接続水路における耐火物の早期剥離の問題は、特殊マグネシアれんがの膨張係数が大きいことが原因と考えられます。点火後に窯が加熱されて膨張すると、耐火物が発生する応力が解放できず、耐火物同士が圧迫されて破壊してしまいます。キルンが生産を停止したり、他の状況で温度が低下したりすると、耐火物が収縮して剥離します。最も剥離しやすい部分は、チャネルの上部アーチの端です。剥離が激化すると、チャンネル上の作業層にある標準マグネシア煉瓦も剥離し、窯本体の断熱性能が低下し、最終的には正常な生産を維持することが困難になります。耐火物のサイズを変更せずに、接続チャンネル内の耐火物の種類を変更します。つまり、特殊マグネシアれんがをより品質の高い高アルミナ耐火れんがに置き換えます。
4.2 カルシウムシリコン板の改良
カルシウムシリコン基板のサイズを改良しました。元の1000mm×500mm×75mmのカルシウムシリコン板を600mm×300mm×50mmに変更し、適宜枚数を増やします。改良後はケイ酸カルシウム板と窯殻との間の隙間が小さくなり、窯殻の断熱に有利となる。
4.3 水路上の断熱突き固め材の埋め戻し
窯のオーバーホールでは、チャンネルアーチ上の粘土レンガを敷いた後、断熱版打ち材を全隙間の2/3まで埋め戻し、点火後1か月後に実情に応じて少量を埋め戻します。
4.4 熱電対接続チャンネルにおける耐火物の処理
高アルミナ耐火レンガをチャンネルアーチに敷設する前に、まず熱電対スリーブが溶接されます。スリーブの周囲の熱電対は、実際の状況に応じて円形に配置されます。円を確保するために少量のレンガをカットすることができ、スリーブはセラミックファイバーで囲まれます。
耐火材料の改良により、ダブル D キルンの全体的な寿命が向上し、かなりの経済的利益が達成され、石灰の品質が向上します。
