عشرة مشاكل شائعة في أفران الجير وكيفية استكشافها وإصلاحها

01. حجم الجسيمات كبير جدًا

تعتمد سرعة تكليس الحجر الجيري على كل من درجة حرارة مادة الجير ومساحة سطحه. ومع ذلك، عند درجة حرارة معينة، تتأثر سرعة تكليس الحجر الجيري بشكل أساسي بحجم جسيماته. كلما زاد حجم المادة، كانت سرعة التكليس أبطأ. ونظرًا لأن الموصلية الحرارية للجير أقل من الموصلية الحرارية لعملية التكليس، فإن سمك طبقة الجير يزداد تدريجيًا. وهذا يجعل من الصعب على الحرارة اختراق الحجر، مما يبطئ عملية التكليس. لذلك، غالبًا ما تؤدي القطع الكبيرة من الحجر الجيري إلى تكليس غير مكتمل، وهو أحد الأسباب الرئيسية للجير الخام. بالنسبة للأفران الرأسية العادية، يجب التحكم في حجم الجسيمات بين 40-80 مم، ولكن يمكن أن تسمح سعة الفرن بأحجام تصل إلى 50-150 مم. لتقليل تكاليف الحجر الجيري، يمكن استخدام أحجار أصغر في... حالات.

02. نسبة الوقود المنخفضة أو القيمة الحرارية المنخفضة للوقود

ترتبط نسبة الوقود في الأفران المختلطة ارتباطًا وثيقًا بالأداء الفني للفرن. عادةً ما يجب أن تكون القيمة الحرارية للفحم المستخدم في هذه الأفران أعلى من 5500 كيلو كالوري. كما يجب التحكم في حجم جزيئات الوقود إلى حد ما، ويجب إضافة الماء بكمية مناسبة عند استخدام الفحم الناعم.

03. إمداد الهواء غير المعقول

في فرن الجير، يُسخّن الحجر ويُكلس باحتراق الوقود، ويحتاج الوقود إلى الأكسجين (الهواء). يجب أن يستوفي احتراق أي وقود ثلاثة شروط: الوقود، والأكسجين، والحرارة. لا يُمكن الاستغناء عن أيٍّ منها. يجب أن يكون إمداد الهواء قويًا ومتجانسًا ومتسقًا في جميع أنحاء الفرن. بالإضافة إلى نسبة الوقود المناسبة، يجب أن يكون إمداد الهواء معقولًا. قد تحتوي بعض مناطق الفرن على كميات هواء كبيرة، بينما قد تحتوي مناطق أخرى على كميات أقل. المناطق ذات الهواء الزائد تُحرق بكفاءة، بينما المناطق التي لا تحتوي على كمية كافية من الهواء تُؤدي إلى احتراق غير كامل. يجب توزيع إمداد الهواء بالتساوي على جميع أجزاء الفرن لضمان احتراق الوقود بشكل متساوٍ.

04. الحرق الزائد

تعتمد جودة الجير الحي على محتوى أكسيد الكالسيوم وأكسيد المغنيسيوم، بالإضافة إلى معدلات الخام والحرق الزائد. "الحرق الخام" يعني أن بعض الحجر الجيري لم يتحلل تمامًا، بينما يشير "الحرق الزائد" إلى تكليس الحجر الجيري بشكل مفرط، مما ينتج عنه جير حي كثيف، يُعرف أيضًا باسم الجير المفرط أو المحروق. يتميز هذا النوع من الجير الحي بنشاط منخفض ويصعب معالجته بشكل أكبر. تتراوح درجة حرارة الاحتراق الطبيعية للحجر الجيري العادي بين 1000 و1200 درجة مئوية. ينتج الجير المفرط الاحتراق عادةً عن درجة حرارة احتراق عالية جدًا ووقت احتراق مفرط. قد يُظهر المنتج تشققات وقشور زجاجية على السطح وانكماشًا واضحًا في الحجم ولونًا أسودًا وزيادة في حجم الكتلة. لمعالجة الاحتراق الزائد، يجب أولاً مراعاة ما إذا كانت نسبة الوقود مرتفعة جدًا. اضبطها على مستوى معقول، مع مراعاة جودة الفحم، وتأكد أيضًا من تكييف إمداد الهواء وفقًا لذلك.

05. منطقة التكليس تتحرك لأعلى

إذا ارتفعت درجة الحرارة العليا لمنطقة التكليس في فرن عمودي عادي في منتصف جسم الفرن، وانخفضت درجة حرارة الرماد، وانخفض محتوى ثاني أكسيد الكربون، وزاد حجم الهواء، وزاد الأكسجين، فهذا يدل على أن منطقة التكليس قد تحركت لأعلى. عندما تتحرك منطقة التكليس لأعلى، يحترق الوقود مبكرًا في الجزء العلوي من الفرن. ومع انخفاض الشحنة إلى منطقة التكليس، يفقد الوقود قوته النارية، مما يؤدي إلى زيادة احتراق الجير.

قد تحدث هذه المشكلة عندما تكون درجة الحرارة القصوى مرتفعة جدًا، أو يكون الوقود الداخل إلى الفرن متكسرًا بدقة شديدة ويحترق مبكرًا جدًا، أو يكون ضغط الرياح وحجم الهواء كبيرين جدًا، أو يكون حجم جزيئات الحجر الجيري كبيرًا جدًا، أو تكون التهوية سلسة جدًا، أو يكون تفريغ الرماد غير متوازن. تساهم هذه العوامل في ارتفاع منطقة التكليس وزيادة احتراق المواد الخام. لمعالجة هذه المشكلة، يجب عليك:

قلّل ضغط الرياح وحجم الهواء لتحريك طبقة النار نحو الأسفل. إذا كان الضغط العلوي منخفضًا جدًا، فارفعه بشكل مناسب.

زد معدل تفريغ الرماد، وارفع نسبة الوقود بشكل مناسب لتعويض فقدان الحرارة الناتج عن ارتفاع درجة الحرارة. بعد عودتها إلى وضعها الطبيعي، اضبطها على القيمة القياسية.

تحقق من حجم جزيئات الوقود الخام واضبطه. إذا كان الوقود يحتوي على كمية كبيرة من المسحوق، أضف الماء لتشبعه، مما يزيد من ارتباطه بالحجر ويؤخر احتراقه.

06. منطقة التكليس تتحرك للأسفل

عندما تكون درجة الحرارة العليا منخفضة وترتفع درجة حرارة الرماد، في الحالات الشديدة، تفشل الرياح والنار في حرق الوقود بشكل صحيح، مما يؤدي إلى زيادة احتراق الجير وانخفاض تركيز ثاني أكسيد الكربون. هذا يشير إلى أن منطقة التكليس قد تحركت للأسفل. الأسباب الرئيسية لذلك هي قلة حجم الهواء، وكبر كمية الحجارة، وتفريغ الرماد بكميات كبيرة، مما يتسبب في تحرك المواد المختلطة للأسفل بسرعة، مما يُقصر مدة منطقة التبريد. نتيجةً لذلك، لا يمكن تسخين الهواء مسبقًا بشكل كافٍ قبل دخول منطقة التكليس، مما يقلل من كمية تحلل كربونات الكالسيوم ويخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. كما يزداد احتراق الجير. بالإضافة إلى ذلك، إذا كانت المواد الخام مجزأة أو بها انحرافات كبيرة في حجم الجسيمات، تزداد مقاومة الفرن. في مثل هذه الحالات، قد لا يكون ضغط الرياح منخفضًا، ولكن حجم الهواء الفعلي غير كافٍ. لحل هذه المشكلة، يجب عليك:

قلل كمية تحميل الحجارة وتفريغ الرماد بشكل مناسب، وزِد حجم الهواء. إذا كان الضغط العلوي مرتفعًا جدًا، فقلله بشكل مناسب، واضبط تجزئة المواد الخام.

زيادة نسبة الجسيمات الكبيرة، وتقليل تباين حجمها، وخفض مقاومة الفرن. ضبط حجم الوقود وكتلة الحجر لتلبية متطلبات العملية.

07. تمديد منطقة التكليس

يؤدي امتداد منطقة التكليس إلى ارتفاع درجة حرارة كلٍّ من السطح ودرجة حرارة الرماد، وانخفاض تركيز ثاني أكسيد الكربون، وزيادة احتراق الجير. في الحالات الشديدة، سيظهر رماد أحمر اللون تحت النار في أعلى الفرن، مع تغير في اللون الأحمر عند كلا الطرفين. قد تتشكل عقيدات في الفرن، أو قد يحدث سوء تهوية في بعض المناطق. تشمل الأسباب نسبة وقود زائدة، وعدم تساوي الحجر الجيري، وتشكل عقيدات في الفرن أو سوء تهوية في بعض المناطق. تتسبب العقيدات أو المواد العالقة على جدار الفرن في فصل التهوية، مما يمنع المواد من السقوط بشكل طبيعي ويؤدي إلى سوء التهوية. عندما تتساقط العقيدات بسبب تأثير تدفق المواد، يتم تمديد منطقة التكليس لفترة زمنية معينة. لمعالجة هذا، يجب عليك:

قلّل الإنتاج بشكل مناسب. اضبط حجم جزيئات المادة الخام وقلل نسبة الوقود. زد حجم الهواء وقلل ارتفاع طبقة المادة مؤقتًا، ثم أضف مواد لاستعادة سطح المادة الطبيعي.

0.8 تكوين العقيدات

تُعدّ العقيدات من العيوب الرئيسية في أفران الحرق المختلط، بما في ذلك أفران الحرق بالغاز. تشير العلامات التالية إلى وجودها: 1. غالبًا ما تكون درجة حرارة الرماد مرتفعة، ويحدث احتراق خام عند تفريغ الجير، ويبقى محتوى ثاني أكسيد الكربون في غاز الفرن منخفضًا لفترة طويلة. 2. لا يتطابق ارتفاع سطح المادة مع كمية الرماد المُفرَغ. يُقصَّر وقت بقاء المادة في الفرن، لكن وقت تفريغ الرماد يطول. ونتيجةً لذلك، يختلط الرماد بالوقود غير المحترق والحجر الجيري غير المُكلس، مُشكِّلًا الرماد الخام.

الأسباب الرئيسية لتكوين العُقيدات هي: 3. ارتفاع نسبة الوقود بشكل مفرط، أو وجود شوائب كثيرة فيه، مما يُشكل مواد قابلة للانصهار. 4. حتى لو لم تكن نسبة الوقود عالية، فإن تركيز الوقود المحلي قد يؤدي إلى تكليس قوي، مما يُشكل عوالق على جدران الفرن. 5. عند انقطاع التيار الكهربائي أو عدم قدرة الفرن على العمل لفترة طويلة، تبقى منطقة درجة الحرارة العالية في الفرن لفترة طويلة، أو تكون الشوائب موجودة، مما يُسهل تكوين العُقيدات.

لمعالجة هذه المشكلة، يجب: ١. تعديل نسبة الوقود، وضغط الرياح، والضغط العلوي، وتقليل نسبة الشوائب في الوقود الخام. ٢. تقليل كمية المواد المُغذّاة أو زيادة كمية الرماد المُنبعث. خفض ارتفاع سطح المواد، وكشف العُقيدات أو المواد العالقة، والسماح لها بالتساقط بعد التبريد واصطدامها بالمواد المُغذّاة. في الحالات الخطيرة، اتخاذ تدابير انفجارية محدودة. ٣. تغيير عملية خلط المواد الخام والوقود لتجنب التوزيع غير المتساوي وتركيز الوقود المحلي المفرط. ٤. زيادة وتيرة التحميل والتفريغ لتحسين تدفق المواد ومنع التصاقها وتعليقها.

09. إمالة الفرن

عند إمالة الفرن، يمكن ملاحظة العلامات التالية: ١. من أعلى الفرن، يكون سطح المادة مائلاً، ويتم تفريغها بسرعة أكبر من جانب واحد. تبدو طبقة النار على هذا الجانب داكنة، مما يدل على وجود فرق كبير في درجة الحرارة بين سطح المادة وطبقة النار. ٢. من أسفل الفرن، يتم تفريغ الرماد بسرعة، إما موضعياً أو من جانب واحد، أثناء تفريغ الرماد. تكون درجة حرارة الرماد في هذه المناطق مرتفعة، وفي بعض الحالات، يتم تفريغ الرماد الأحمر.

الأسباب الرئيسية لذلك هي: 1. عدم تساوي خلط وتوزيع تكليس الحجر الجيري، أو عدم تساوي تفريغ الرماد، مما يؤدي إلى تكوّن عقيدات موضعية في الفرن، مما يُسبب فصل التهوية. في هذه الحالة، يُعدّ حل مشكلة التوزيع أمرًا بالغ الأهمية. 2. عدم ضبط معدات تفريغ الرماد بشكل صحيح، مما يؤدي إلى تفريغ رماد غير متوازن. 3. هيكل فرن غير مناسب. إذا كانت الزاوية بين قسم التبريد وقسم تفريغ الرماد صغيرة جدًا، فقد يؤدي ذلك إلى زاوية موضعية تمنع تفريغ المواد بسلاسة.

لمعالجة هذه المشكلة، يجب عليك: ١. ضبط خلط المواد الخام أو تفريغ الرماد بشكل غير متساوٍ. في حال اكتشاف عقيدات موضعية في الفرن، يُرجى معالجتها أولًا. في الحالات الخطيرة، يُنصح بتعديل هيكل الفرن. ٢. تتوزع المواد المكسورة غالبًا في قسم التحميل السريع، بينما توجد القطع الأكبر حجمًا عادةً في قسم النار المظلم، مما يزيد من مقاومة الرياح في قسم التحميل السريع.

10. المشاكل الشائعة في أفران الغاز

تتشابه أفران الغاز مع أفران الاحتراق المختلط من حيث المشاكل الشائعة المذكورة أعلاه. يكمن الاختلاف الرئيسي في ضبط درجة حرارة لهب الاحتراق. يتطلب لهب الغاز عادةً تعديلات في نسبة الهواء إلى الغاز وضغطه بناءً على تركيب الغاز وقيمته الحرارية.

بالنسبة للغاز عالي القيمة الحرارية، فإن المشكلة الشائعة هي الاحتراق الزائد، بينما بالنسبة للغاز منخفض القيمة الحرارية، يكون الاحتراق الخام أكثر شيوعًا. ومع ذلك، يجب تحليل الاحتراق الخام والاحتراق الزائد لتكليس الحجر الجيري بالتفصيل. العديد من حالات الاحتراق الخام مع الغاز عالي القيمة الحرارية تكون في الواقع ناتجة عن الاحتراق الزائد. بسبب القيمة الحرارية العالية للغاز، يشكل اللهب درجة حرارة عالية جدًا بمجرد خروجه من الموقد، مما يتسبب في التلبيد حول الموقد ومنع اللهب من الاختراق. ينتج عن هذا احتراق الخام في وسط الفرن. بمعنى آخر، بسبب عدم ضبط درجة حرارة التكليس بشكل صحيح، يتلبد سطح الحجر الجيري في قشرة صلبة، والتي قد تبدو محترقة بشكل زائد، ولكنها في الواقع تحترق خامًا في الداخل. ترتبط هذه المشكلات مباشرة بنوع الفرن والموقد المستخدم.