Tình hình và nguyên nhân sập lò

Hoàng Thạch

1.4.1.3. Tình hình và nguyên nhân sập lò

* Tình hình:

Từ năm 1996->nay, lò nung HT số 2 cho thấy rõ ưu điểm trong việc sản xuất clinker. Tuy nhiên việc xảy ra sự cố kĩ thuật do nguyên nhân khách quan và chủ quan, chủ yếu là sự cố đối với lớp gạch chịu lửa lót lò, là điều khó tránh khỏi trong quá trình vận hành. Các sự cố này ảnh hưởng rất lớn tới tình hình sản xuất của các dây chuyền và gây thiệt hại không nhỏ cho nhà máy.

Điển hình là sự cố lò nung HT 2 xảy ra vào 14h chiều ngày 18/9/1998 làm sập gạch lò nung trong khi trời bắt đầu mưa. Phần vỏ lò nơi có sự cố xảy ra bị nhiệt nóng đỏ lên, khi kiểm tra trong lò đã xác định được móng gặp sự cố có 1 chiều 3m (theo chiều dài lò) và 1 chiều 4m (theo chu vi lò) chiều dầy trung bình của lớp gạch khi sập 120mm180mm nhưng thực tế có những khu vực chiều dày của lớp gạch vẫn còn từ 170mm180mm. Tuy nhiên mức độ hư hỏng gạch lót lò không chỉ dừng ở đây mà còn ảnh hưởng tới các phần

gạch kề bên, buộc phảI thay thế chiều dài lớp gạch dài 25m. Nhà máy đã phải dừng lò từ ngày 18/0930/09/1998. khối lượng gạch sử dụng khoảng 200T (toàn bộ gạch chịu lửa sử dụng cho hệ lò nung của công ty xi mănng Hoàng Thạch đều phải nhập từ nước ngoài, đặc biệt đoạn xây mới lò nung là loại gạch ALMAG 85 và MAGPURE 93). Như vậy, sự thiệt hại vì kinh tế trong thời gian dừng lò cũng như các chi phí sửa chữa khắc phục các hư hỏng lò rất lớn.

Cũng như lò nung số 2, lò nung số 1 cũng liên tục xảy ra các tác động xấu cảu thời tiết (đặc biệt khi mưa), khi lò bị dừng. Việc dừng lò là yếu tố khó tránh khỏi trong quá trình vận hành, nguyên nhân chủ yếu là sự sụt áp lò và do sụp áp điện lưới. Khi dừng lò sẽ gây ra tác hại rất lớn đến vỏ lò và lớp lót lò, sự chênh lệch giữa mặt dưới thân lò đang chứa liệu (có nhiệt cao) và mặt trên không chứa liệu (có nhiệt độ thấp) sẽ gây ra sự co giãn vỏ là không đồng đều làm cho vỏ lò bị cong đi. Để hạn chế hiện tượng này, người ta sáng chế 1 hệ thống máy phát dự phòng, động cơ phụ thuộc, giảm tải và bộ chuyển động nhằm mục đích quay đều lò hạn chế sự chênh lệch nhiệt độ của lò. Song trên thực tế khi sản xuất có những trường hợp khi lò dừng do sự cố điện đồng thời máy phát có sự cố hoặc các bộ phận chuyền động cũng trục trặc không thể quay lò được. Thậm chí khi đó đã có giảI pháp dùng cáp cuốn qua lò và dùng xe ủi để kéo song không thực hiện được trong trường hợp kể trên với thời tiết bình thường đã gây thiệt hại không nhỏ sản xuất, nếu gặp trời mưa khi không có mái che gây nhiệt độ chênh lệch rất lớn dẫn đến tình trạng biến dạng của vỏ lò diễn ra 1 cách tự nhiên và thiệt hại khó có thể lường trước được.

* Nguyên nhân

Tuổi thọ của lớp gạch chịu lửa lót lò phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố sau:

- yếu tố chủ quan: có liên quan đến chế độ vận hành như chế độ nhiệt trong quá trình nung luyện clinker, tác động hoá học của phối liệu nung với vật liệu chịu lửa, công suất nén do khả năng giãn nở theo nhiệt độ của mỗi vòng gạch và chênh lệch độ giãn nở của các vòng gạch với vỏ lò.

- Yừu tố khách quan: liên quan đến thời tiết của môI trường bên ngoài (mưa, bão,…) tác động vào vỏ lò, ảnh hưởng trực tiếp đến lớp gạch lót lò

• Sự hư hỏng của lớp vật liệu bên trong lò do các yếu tố chủ quan

Ngoài việc bị bão mưa vì cơ nhiệt hoá thường xuyên trong điều kiện làm việc khắc nghiệt, sự hư hỏng của lớp gạch lót lò còn do nguyên nhân sau:

- Hư hỏng lớp vật liệu chịu lửa lót lò, khi lò bị dừng do sự cố thì toàn bộ chế độ nhiệt trong hệ thống lò nung bị biến động. Khi khởi động lại lò lớp colan bám trên bề mặt gạch do thay đổi nhiệt độ sẽ bị rơi rụng rất nhiều. Ngoài ra khi colan rơI sẽ kéo theo hư hỏng bề mặt gạch của các khu vực lân cận, có thể dẫn đến việc phảI xây dựng lại cả đoạn gạch khá dài.

- Hư hỏng lớp gạch chịu lửa do khi xây gạch không tuân thủ đúng các hướng dẫn qui trình xây gạch hoặc do trong quá trình vận hành không tuân theo qui trình vận hành dẫn đến bị biến dạng hoặc gây ra sập gạch lót lò.

- Sự dao động nhiệt độ theo chu kì: trong 1 vòng quay của lò, thường là nhỏ hơn một phút, lớp gạch lót lò thoạt tiên bị ảnh hưởng của khí nóng trong lò. Sự dao động nhiệt độ có chu kì của bề mặt lớp vỏ có thể lên tới 400oC. Sau một thời gian hoạt động, đặc tính chống lại sự thay đổi nhiệt độ đột ngột của gạch chịu lửa cũng bị giảm dần và đến một thời điểm nào đó cũng bị nứt hay hư hỏng trên bền mặt gạch

- Sự giãn nở nhiệt của vật liệu chịu lửa lót lò và của vỏ lò. Mặc dù hệ số giản nở nhiệt của vỏ lò là cao hơn so với vật liệu chịu lửa lót lò, nhưng sự giãn nở lò dài các vỏ lò lại thấp hơn của vật liệu chịu lửa lót lò. Do bình thường mhiệt đọ lớp vỏ lò là 280oC300oC. Trong khi nhiệt độ trung bình của vật liệu chịu lửa là 1350-1400oC, điều này gây ra ứng suất nén rất cao đăc biệt là trên bề măt tự do của lớp gạch lót lò và đôI khi xảy ra nứt vỏ lò trên của gạch tại 1200oC (tại 1200oC gạch MAGPURE 93 có độ giãn nở nhiệt 1,5%, gạch Spinen ACMAG 85 có đọ giãn nở nhiệt là 1,4%).

Với một số nguyên nhân trên, ta nhận thấy quá trình vận hành dẫn đến sự hư hỏng của lớp gạch lót lò là phụ thuộc chủ yếu vào sự hoạt động ổn định của thiết bị và trình độ cũng như kinh nghiệm của người vận hành. Tuy nhiên, các yếu tố chủ quan hoàn toàn có thể khắc phục thông qua việc thực hiện các giải pháp kĩ thuật hợp lí, còn các yếu tố do khách quan đem lại thì hầu như không thể khắc phục được nếu không thực hiện đúng các phương pháp phù hợp.

• Sự hư hỏng của lớp vật liệu bên trong lò do yếu tố thời tiết. Theo nguyên tắc, khi trời mưa to người vận hành tại phòng điều khiển trong phải rất thận trọng khi vận hành lò bởi vì nước mưa làm giảm nhiệt độ vỏ lò đột ngột gây ra ứng suất nhiệt rất nguy hiểm đối với lớp gạch lót của lò nung. Thực tế cho thấy vỏ lò nung được thiết kế với các đặc tính rất tốt, nhưng sau một thời gian hoạt động, nhưng do lam việc trong môi trường cao, ở trạng thái động nên lò không giữ được ở trạng thái hình tròn ban đầu mà bị biến dạng thành hình ôvan, tính chất cơ lí của vỏ thép lò nung bị giảm đI rất nhiều và độ co giãn của vỏ là ảnh hưởng không tốt đến độ bền của gạch. Điều đó dẫn đến sự cố đập gạch trong lò khi chiều cao của gạch còn khá lớn.

Trong điều kiện làm việc ổn định thì độ ovan rất ít ảnh hưởng tới tuổi thọ của gạch. Mưa to, lượng nước gây ra biến đổi đột ngột vì nhiệt độ vỏ lò tạo ra các ứng suất co mạch của vỏ thép và tác động vào lớp gạch lót trong lò, đặc biệt là các vị trí đã hư hỏng của lò gạch trong quá trình vận hành từ đó có thể dẫn đến quá trình sập lò khi sự cố xảy ra nhân viên bắt buộc phải dừng lò. Hiện tượng đó dẫn đến bong vỡ các lớp colan như đã phân tích ở phần đầu. Các số liệu thu thập trong quá trình vận hành lò nung công ty Hoàng Thạch cho thấy nhiệt của lò khi trời mưa là từ 70oC100oC so với nhiệt độ vỏ lò Khi trời không mưa, nước mưa có tác động trực tiếp làm giảm nhiệt độ vỏ lò đột ngột gây ra các ứng suất co giãn nhiệt tác động vào khu vực gạch đã bị yếu trong quá trình làm việc và từ đó gây ra sự cố.

Ngoài trường hợp đã nêu cụ thể ở trên trong thực tế sản xuất tại Hoàng Thạch không hiếm trường hợp sập lò gạch khi lò nung làm việc trong trời mưa đột ngột. Thông thường các trường hợp với chiều dày gạch lót ban đầu là 230mm thì quá trình như vậy là thuận lợi đem lạ kinh tế cao. Tuy nhiên sập lò do mưa lớn dẫn đến chiều dày trung bình của gạch lót là 120mm150mm (170mm180mm). do vậy phải cần tăng lên chi phí sửa chữa và nâng cấp.

- Trong trường hợp sai trong quá trình xây gạch sẽ dẫn tới sự cố sập khi trời mưa dẫn tới tăng thêm chi phí sửa chữa và chi phí mất đi khi sập lò

• Sự hư hại do chính bản thân vật liệu vỏ lò:

- Do ôi nhiễm môi trường, mưa kèm theo hoá chất axit, bazơ và các hoá chất khác…nước mưa tác động trực tiếp lên vỏ lò dẫn đến quá trình ăn mòn hoá học dẫn đến sự hư hại của vỏ lò