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干熄炉耐火材料

发布时间:2021/06/05 行业新闻 标签:耐火砖浏览次数:104

干熄炉炉体耐火材料修复新技术

李涛

 

(河钢集团唐钢美锦(唐山)煤化工有限公司,河北唐山 063000)

 

摘 要:干熄炉中的耐火材料往往质量都比较高,能够在长时间的高温环境下持续利用和使用,但任何的材料都有其寿命,在使用过程中会出现一定程度的损耗。损耗到了一定程度、便有可能影响设备的正常使用。干熄炉作为干熄焦技术的承载设备,往往在运行了一段时间之后便会呈现不同程度的损坏,这种损坏对于干熄焦技术的顺利施行有严重影响,因此有必要加强干熄炉炉体耐火材料修复方面的研究,以确保干熄焦技术的顺利应用。本文首先指出干熄炉在使用过程中可能出现的损坏情况,进而结合具体实践指出导致干熄炉出现损坏的原因,最后具有针对性的提出相对应的修复建议和措施,希望能延长干熄炉的使用寿命,为设备使用方减少生产经营上的成本。

 

关键词:干熄炉炉体;耐火材料;修复技术

 

干熄焦技术是近年来我国普遍应用的一种新型的资源处理和利用方式,不仅可以最大程度的利用现有资源,还能有效的起到保护环境的作用,但是干熄焦技术对于设备的要求相对比较严格,而且对于设备的消耗程度相对一般技术而言也比较高,干熄炉作为干熄焦技术的承载设备,往往在运行了一段时间之后便会呈现不同程度的损坏,这种损坏对于干熄焦技术的顺利施行有严重影响,因此有必要加强干熄炉炉体耐火材料修复方面的研究,以确保干熄焦技术的顺利应用。本文首先指出干熄炉在使用过程中可能出现的损坏情况,进而结合具体实践指出导致干熄炉出现损坏的原因,最后具有针对性的提出相对应的修复建议和措施,希望能延长干熄炉的使用寿命,为设备使用方减少生产经营上的成本,更好的助力其发展。

 

1 干熄炉炉体耐火材料可能出现的损坏情况分析

 

从当前我国干熄炉的设计现状以及制作现实来看,目前我国干熄炉普遍以立柱式的圆形结构来呈现,其全体大致可以分为三个部分:预存段、斜道区以及冷却段。因此关于干熄炉炉体耐火材料的破损也应该从这三个主要部分进行分析和研究。从众多的干熄炉炉体耐火材料损坏书记来看,干熄炉中预存段在干熄炉长期的使用过程中损坏程度不高,基本上在一段时间之后仍能够正常有效运转,严重时也仅仅只是部分耐火砖体松动,需要进行加固修复;而斜道区损坏情况则要比预存段严重,“牛腿”作为斜道区的主要组成部分,存在剥蚀、开裂等情况,而且斜道内环有下沉的迹象,但从斜道区的整体结构来看,斜道区虽然有一定程度破坏,但是又形成了新的平衡结构,因此在稳固性上没有太大问题;冷却段作为干熄焦技术直接作用的部分,受到的破坏程度最高,墙体不仅出现松动,甚至有部分出现了其脱落的现象、而且耐火材料工作层基本已经消耗殆尽,无法继续使用。

 

2 导致干熄炉炉体耐火材料出现损坏的原因

 

2.1 干熄炉炉体斜道区耐材损坏的原因分析

 

“牛腿”部分是斜道区的主体部分,也是干熄炉炉体的主要损坏部分。所谓“牛腿”,是指用大约1 3层耐火砖材料咬茬堆砌的建筑结构。根据“牛腿”部分的工作环境和功能特点,对干熄炉炉体斜道区“牛腿”部分的耐热材料损坏进行原因分析[1],认为可能导致损坏的原因有:一是工作环境原因,斜道区的“牛腿”部分处于干熄炉炉内的冷热环境交换区,耐热材料在“热胀冷缩”的长时间变化下自然受到影响,加上“牛腿”部分是承载整个干熄炉炉体重量的部分,强大的承载压力更是加剧了这一破坏过程;二是因为干熄炉内的高温蠕变作用,因为干熄焦技术在变化过程中会产生移动状态的焦炭和流动的烟气,这种流动会夹杂着热量的转移,因此在这种长期的高温蠕变形式下,“牛腿”砖难免受到侵蚀和破坏;三是化学腐蚀原因导致破坏、耐热材料虽然在耐热性上比较好、可以承受一定的热量压力,但是由于干熄炉内的化学变化经常会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等带有腐蚀性的化学气体,这些气体会使耐火砖的性能发生变化,耐火性下降、强度降低,如此也就更容易受到破坏。

 

2.2 干熄炉炉体内冷却段耐热材料受到破坏原因

 

一般情况下,干熄炉内冷却段为椭圆形,虽然结构简单,但所采用的原材料是各方面性能都比较高的莫来石砖,但即便如此,在长时间的承受焦炭激烈的摩擦和温度的频繁变换下,莫来石砖也很容易受到破坏。同时由于冷却段处于炉体的最下端,干熄炉的进风口也在此区域,因而进一步加剧了冷却段受到侵蚀和破坏的可能、原因在于进风口所带来的循环气体会带动焦粉对于冷却段墙面的冲击力[2],从而加大了破坏的轻度和寝室的力度,也便自然加快了冷却段的受损程度。

 

3 对干熄炉炉体耐火材料进行修复的方法和措施

 

3.1 斜道区耐火材料的修复方法和措施

 

对斜道区耐火材料进行修复,主要是针对“牛腿”部分进行修复,即对“牛腿”外部的每一层耐火砖进行更换。在解体每层外部一块支柱砖时,要求在所需更换的过梁砖下,进行加固,作为安全措施,再进行砖的解体。解体时,解体的两个牛腿应沿圆周方向,间隔9 0度。一次解体的牛腿不超过4个,解体完的牛腿应及时砌筑。严禁同时解体相邻的两个牛腿。解体前应测量过顶砖下面到表面的垂直长度,作好记录,以便记录拆除后过顶砖是否下沉,保证砌筑时灰缝的均匀。解体时必须一块块地拆除,不允许用风镐解体,使用钻孔机配合进行拆砖,同时因为支柱砖表面层是错缝砌筑,耐火砖尺寸不一,因此需要采取隔层钻孔拆除的方式进行拆除。此外,拆除后在砌砖时应使用木槌或橡胶槌找正,不得同时敲打两层或更多的砖层。当发现砌体下几层扭曲或其它缺陷超过允许误差时不得用木槌敲打进行修正,应拆掉重砌。拆除重砌时,应按阶梯形小心进行拆除[3],防止将其他砌体弄活。不得为了扩大或缩小砖缝,或为了修整墙面,而敲打砌体中互为毗邻的砖。

 

3.2 冷却段耐火材料的修复方法和措施

 

冷却段的修复若采用换砖方式进行修复,主要采用整体吊顶换砖的方式进行修复,但是此种方法需要的工期相当长,而且施工的难度非常大。而若要采取不换砖的方式进行修复,则需要加大冷却段的修复厚度,并且增加浇注料和原墙面的结合力度,这种方法又存在过于耗费耐热材料的缺陷。因此一般冷却段的修复方案采取的是安装秒锚固砖以及填充浇注料相结合的方式进行修复。经过这种方式的修复后,相当于在冷却段内形成了一种新的工作面前,同时也因为锚固砖的作用,耐火砖与耐火砖之间的咬合力进一步提高,使得浇注料与原墙面变得更加紧密,增大了干熄炉炉体工作过程中冷却段的受力面积,也便降低了干熄炉内气体反应对冷却段的侵蚀强度,从而最终达到修复和保护干熄炉炉体耐热材料的目的。

 

4 结语

 

总而言之,加强干熄炉炉体耐火材料修复方面的研究,不仅对于干熄焦技术的推广和使用具有积极影响,还能延长干熄炉设备的使用寿命最终达到减少设备使用方的生产经营成本、提升经营利润的目的,因此是具有现实意义和经济价值的。通过本文的研究发现,对干熄炉耐火材料进行修复可以从“牛腿”柱砖的修复、炉体内冷却段的修复以及平时日常的保养与维护三方面来进行,以此全方位对干熄炉进行修复和保养,实现本文的研究目的。但是由于本人的理论知识掌握以及个人阅历较浅等方面的原因,本文在研究的深度和广度上都存在较大的不足,关于修复和保养过程中应注意的事项和所需掌握的理论技巧并未有过多涉及、因此仍需要更多同行业的专业人士进行深入研究和挖掘,本文仅作抛砖引玉之用。

 

参考文献

 

[1]朱晶晶,顾华志,彭耐,陈树丰,彭天星.二氧化硅微粉对含矿化剂的石英粉鳞石英化的影响[J].耐火材料,2012,(02):96-98.

 

[2]吴安庆.单孔炭化室底砖更换的工艺过程[J].广东化工,2012,(01):200.

 

[3]李宏伟,孟继红,满精辉.焦炉热修补用半干法喷补料的开发与应用[J].耐火与石灰.