Bảo dưỡng công trình gạch chịu nhiệt (refractory lining) trong quá trình vận hành không chỉ đơn thuần là sửa chữa khi hỏng hóc, mà là một chiến lược kỹ thuật nhằm kéo dài tuổi thọ thiết bị, tối ưu hóa chi phí năng lượng và đảm bảo an toàn sản xuất.
Dưới đây là bài viết chi tiết về quy trình và kỹ thuật bảo dưỡng gạch chịu nhiệt đúng cách.
Chiến Lược Bảo Dưỡng Gạch Chịu Nhiệt Trong Quá Trình Vận Hành
Lớp lót chịu nhiệt là “trái tim” của các thiết bị nhiệt (lò nung, lò nấu kim loại, lò hơi). Tuy nhiên, đây cũng là bộ phận dễ bị tổn thương nhất do tác động của sốc nhiệt, ăn mòn hóa học và mài mòn cơ học.
Kiểm Soát Chế Độ Nhiệt – Yếu Tố Tiên Quyết
Nguyên nhân hàng đầu dẫn đến hư hỏng gạch chịu nhiệt là sự thay đổi nhiệt độ đột ngột, gây ra ứng suất nhiệt vượt quá giới hạn bền của vật liệu.
- Tuân thủ biểu đồ nâng nhiệt (Heating-up curve): Khi khởi động lò, việc nâng nhiệt phải thực hiện từ từ để hơi nước trong các mạch vữa và cấu trúc gạch thoát ra ngoài mà không gây nổ hoặc nứt bề mặt.
- Tránh hạ nhiệt đột ngột: Khi dừng lò, cần đóng kín các cửa lò và điều tiết van gió để lò nguội tự nhiên. Việc cưỡng bức làm nguội bằng quạt gió mạnh có thể gây hiện tượng bong tách (spalling) ngay lập tức.
- Giám sát các điểm nóng (Hot spots): Sử dụng súng đo nhiệt độ hồng ngoại hoặc camera nhiệt để kiểm tra vỏ thép bên ngoài lò định kỳ. Nếu nhiệt độ vỏ lò tăng cao bất thường tại một điểm, đó là dấu hiệu lớp gạch bên trong đã bị mỏng hoặc nứt gãy.
Quản Lý Tác Động Hóa Học Và Xỉ
Trong các lò luyện kim hoặc lò đốt rác, xỉ là kẻ thù số một của gạch chịu nhiệt.
- Kiểm soát thành phần xỉ: Độ pH của xỉ (tính axit hay bazơ) cần được điều chỉnh phù hợp với loại gạch. Ví dụ: Nếu dùng gạch Magnesia (bazơ) thì phải tránh xỉ có tính axit cao để ngăn phản ứng ăn mòn hóa học.
- Vệ sinh xỉ định kỳ: Lớp xỉ bám dính quá dày có thể tạo ra áp lực cơ học khi nó co giãn nhiệt khác với gạch, dẫn đến vỡ gạch. Cần loại bỏ xỉ bám theo đúng kỹ thuật để không làm tổn thương bề mặt gạch.
- Sử dụng lớp phủ bảo vệ: Trong một số trường hợp, việc phun một lớp vữa chịu lửa mỏng (coating) lên bề mặt gạch đang vận hành có thể giúp ngăn chặn sự thẩm thấu của chất lỏng vào các lỗ xốp của gạch.
Kiểm tra và bảo trì định kỳ
Đừng đợi đến khi lò hỏng mới sửa chữa. Một kế hoạch kiểm tra định kỳ sẽ giúp tiết kiệm chi phí gấp nhiều lần.
Kiểm tra bằng mắt thường:
- Mạch vữa: Kiểm tra các mạch vữa có bị xói mòn hay không. Mạch vữa hở là đường dẫn cho khí nóng và kim loại lỏng tấn công vào lớp cách nhiệt bên trong.
- Hiện tượng phồng rộp: Quan sát xem tường lò có bị biến dạng hoặc phồng ra hay không. Đây thường là dấu hiệu của sự giãn nở nhiệt không có khoảng trống hoặc neo (anchor) bị hỏng.
Kỹ thuật sửa chữa nóng:
Hiện nay, công nghệ cho phép sửa chữa mà không cần dừng lò hoàn toàn:
- Phun vá (Gunning): Sử dụng máy phun áp lực để đưa bê tông chịu lửa vào các vị trí bị xói mòn khi lò vẫn đang ở nhiệt độ làm việc.
- Hàn gốm (Ceramic Welding): Sử dụng hỗn hợp bột gốm và oxy để lấp đầy các vết nứt, tạo ra mối liên kết bền vững ngay trong điều kiện nhiệt độ cao.
Quản Lý Cơ Học Và Tải Trọng
- Hệ thống neo (Anchoring system): Với các mảng tường lớn hoặc vòm lò, các neo thép hoặc neo gốm đóng vai trò giữ vững cấu trúc. Nếu lò có hiện tượng rung lắc cơ học mạnh, cần kiểm tra độ ổn định của các neo này.
- Khe co giãn (Expansion joints): Phải đảm bảo các khe co giãn không bị lấp đầy bởi bụi bẩn hoặc xỉ cứng. Nếu khe co giãn bị kẹt, gạch sẽ tự chèn ép nhau và gây nứt vỡ khi giãn nở.
Kết Luận
Bảo dưỡng gạch chịu nhiệt đúng cách là sự kết hợp giữa vận hành đúng quy trình nhiệt và can thiệp kỹ thuật kịp thời. Một hệ thống lớp lót được bảo trì tốt không chỉ kéo dài tuổi thọ thiết bị thêm 20-30% mà còn giúp doanh nghiệp giảm thiểu đáng kể chi phí dừng máy ngoài kế hoạch.
Bạn có muốn tôi thiết kế một biểu đồ nâng nhiệt (Heating-up schedule) chuẩn cho loại gạch cụ thể mà bạn đang sử dụng không?