干熄爐爐體耐火材料修復新技術

李濤

(河鋼集團唐鋼美錦(唐山)煤化工有限公司,河北唐山 063000)

摘 要:干熄爐中的耐火材料往往質量都比較高,能夠在長時間的高溫環(huán)境下持續(xù)利用和使用,但任何的材料都有其壽命,在使用過程中會出現(xiàn)一定程度的損耗。損耗到了一定程度、便有可能影響設備的正常使用。干熄爐作為干熄焦技術的承載設備,往往在運行了一段時間之后便會呈現(xiàn)不同程度的損壞,這種損壞對于干熄焦技術的順利施行有嚴重影響,因此有必要加強干熄爐爐體耐火材料修復方面的研究,以確保干熄焦技術的順利應用。本文首先指出干熄爐在使用過程中可能出現(xiàn)的損壞情況,進而結合具體實踐指出導致干熄爐出現(xiàn)損壞的原因,最后具有針對性的提出相對應的修復建議和措施,希望能延長干熄爐的使用壽命,為設備使用方減少生產經營上的成本。

關鍵詞:干熄爐爐體；耐火材料；修復技術

干熄焦技術是近年來我國普遍應用的一種新型的資源處理和利用方式，不僅可以最大程度的利用現(xiàn)有資源，還能有效的起到保護環(huán)境的作用，但是干熄焦技術對于設備的要求相對比較嚴格，而且對于設備的消耗程度相對一般技術而言也比較高，干熄爐作為干熄焦技術的承載設備，往往在運行了一段時間之后便會呈現(xiàn)不同程度的損壞，這種損壞對于干熄焦技術的順利施行有嚴重影響，因此有必要加強干熄爐爐體耐火材料修復方面的研究，以確保干熄焦技術的順利應用。本文首先指出干熄爐在使用過程中可能出現(xiàn)的損壞情況，進而結合具體實踐指出導致干熄爐出現(xiàn)損壞的原因，最后具有針對性的提出相對應的修復建議和措施，希望能延長干熄爐的使用壽命，為設備使用方減少生產經營上的成本，更好的助力其發(fā)展。

1 干熄爐爐體耐火材料可能出現(xiàn)的損壞情況分析

從當前我國干熄爐的設計現(xiàn)狀以及制作現(xiàn)實來看，目前我國干熄爐普遍以立柱式的圓形結構來呈現(xiàn)，其全體大致可以分為三個部分：預存段、斜道區(qū)以及冷卻段。因此關于干熄爐爐體耐火材料的破損也應該從這三個主要部分進行分析和研究。從眾多的干熄爐爐體耐火材料損壞書記來看，干熄爐中預存段在干熄爐長期的使用過程中損壞程度不高，基本上在一段時間之后仍能夠正常有效運轉，嚴重時也僅僅只是部分耐火磚體松動，需要進行加固修復；而斜道區(qū)損壞情況則要比預存段嚴重，“牛腿”作為斜道區(qū)的主要組成部分，存在剝蝕、開裂等情況，而且斜道內環(huán)有下沉的跡象，但從斜道區(qū)的整體結構來看，斜道區(qū)雖然有一定程度破壞，但是又形成了新的平衡結構，因此在穩(wěn)固性上沒有太大問題；冷卻段作為干熄焦技術直接作用的部分，受到的破壞程度最高，墻體不僅出現(xiàn)松動，甚至有部分出現(xiàn)了其脫落的現(xiàn)象、而且耐火材料工作層基本已經消耗殆盡，無法繼續(xù)使用。

2 導致干熄爐爐體耐火材料出現(xiàn)損壞的原因

2.1 干熄爐爐體斜道區(qū)耐材損壞的原因分析

“牛腿”部分是斜道區(qū)的主體部分，也是干熄爐爐體的主要損壞部分。所謂“牛腿”，是指用大約1 3層耐火磚材料咬茬堆砌的建筑結構。根據(jù)“牛腿”部分的工作環(huán)境和功能特點，對干熄爐爐體斜道區(qū)“牛腿”部分的耐熱材料損壞進行原因分析[1]，認為可能導致?lián)p壞的原因有：一是工作環(huán)境原因，斜道區(qū)的“牛腿”部分處于干熄爐爐內的冷熱環(huán)境交換區(qū)，耐熱材料在“熱脹冷縮”的長時間變化下自然受到影響，加上“牛腿”部分是承載整個干熄爐爐體重量的部分，強大的承載壓力更是加劇了這一破壞過程；二是因為干熄爐內的高溫蠕變作用，因為干熄焦技術在變化過程中會產生移動狀態(tài)的焦炭和流動的煙氣，這種流動會夾雜著熱量的轉移，因此在這種長期的高溫蠕變形式下，“牛腿”磚難免受到侵蝕和破壞；三是化學腐蝕原因導致破壞、耐熱材料雖然在耐熱性上比較好、可以承受一定的熱量壓力，但是由于干熄爐內的化學變化經常會產生諸如一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等帶有腐蝕性的化學氣體，這些氣體會使耐火磚的性能發(fā)生變化，耐火性下降、強度降低，如此也就更容易受到破壞。

2.2 干熄爐爐體內冷卻段耐熱材料受到破壞原因

一般情況下，干熄爐內冷卻段為橢圓形，雖然結構簡單，但所采用的原材料是各方面性能都比較高的莫來石磚，但即便如此，在長時間的承受焦炭激烈的摩擦和溫度的頻繁變換下，莫來石磚也很容易受到破壞。同時由于冷卻段處于爐體的最下端，干熄爐的進風口也在此區(qū)域，因而進一步加劇了冷卻段受到侵蝕和破壞的可能、原因在于進風口所帶來的循環(huán)氣體會帶動焦粉對于冷卻段墻面的沖擊力[2]，從而加大了破壞的輕度和寢室的力度，也便自然加快了冷卻段的受損程度。

3 對干熄爐爐體耐火材料進行修復的方法和措施

3.1 斜道區(qū)耐火材料的修復方法和措施

對斜道區(qū)耐火材料進行修復，主要是針對“牛腿”部分進行修復，即對“牛腿”外部的每一層耐火磚進行更換。在解體每層外部一塊支柱磚時，要求在所需更換的過梁磚下，進行加固，作為安全措施，再進行磚的解體。解體時，解體的兩個牛腿應沿圓周方向，間隔9 0度。一次解體的牛腿不超過4個，解體完的牛腿應及時砌筑。嚴禁同時解體相鄰的兩個牛腿。解體前應測量過頂磚下面到表面的垂直長度，作好記錄，以便記錄拆除后過頂磚是否下沉，保證砌筑時灰縫的均勻。解體時必須一塊塊地拆除，不允許用風鎬解體，使用鉆孔機配合進行拆磚，同時因為支柱磚表面層是錯縫砌筑，耐火磚尺寸不一，因此需要采取隔層鉆孔拆除的方式進行拆除。此外，拆除后在砌磚時應使用木槌或橡膠槌找正，不得同時敲打兩層或更多的磚層。當發(fā)現(xiàn)砌體下幾層扭曲或其它缺陷超過允許誤差時不得用木槌敲打進行修正，應拆掉重砌。拆除重砌時，應按階梯形小心進行拆除[3]，防止將其他砌體弄活。不得為了擴大或縮小磚縫，或為了修整墻面，而敲打砌體中互為毗鄰的磚。

3.2 冷卻段耐火材料的修復方法和措施

冷卻段的修復若采用換磚方式進行修復，主要采用整體吊頂換磚的方式進行修復，但是此種方法需要的工期相當長，而且施工的難度非常大。而若要采取不換磚的方式進行修復，則需要加大冷卻段的修復厚度，并且增加澆注料和原墻面的結合力度，這種方法又存在過于耗費耐熱材料的缺陷。因此一般冷卻段的修復方案采取的是安裝秒錨固磚以及填充澆注料相結合的方式進行修復。經過這種方式的修復后，相當于在冷卻段內形成了一種新的工作面前，同時也因為錨固磚的作用，耐火磚與耐火磚之間的咬合力進一步提高，使得澆注料與原墻面變得更加緊密，增大了干熄爐爐體工作過程中冷卻段的受力面積，也便降低了干熄爐內氣體反應對冷卻段的侵蝕強度，從而最終達到修復和保護干熄爐爐體耐熱材料的目的。

4 結語

總而言之，加強干熄爐爐體耐火材料修復方面的研究，不僅對于干熄焦技術的推廣和使用具有積極影響，還能延長干熄爐設備的使用壽命最終達到減少設備使用方的生產經營成本、提升經營利潤的目的，因此是具有現(xiàn)實意義和經濟價值的。通過本文的研究發(fā)現(xiàn)，對干熄爐耐火材料進行修復可以從“牛腿”柱磚的修復、爐體內冷卻段的修復以及平時日常的保養(yǎng)與維護三方面來進行，以此全方位對干熄爐進行修復和保養(yǎng)，實現(xiàn)本文的研究目的。但是由于本人的理論知識掌握以及個人閱歷較淺等方面的原因，本文在研究的深度和廣度上都存在較大的不足，關于修復和保養(yǎng)過程中應注意的事項和所需掌握的理論技巧并未有過多涉及、因此仍需要更多同行業(yè)的專業(yè)人士進行深入研究和挖掘，本文僅作拋磚引玉之用。

參考文獻

[1]朱晶晶,顧華志,彭耐,陳樹豐,彭天星.二氧化硅微粉對含礦化劑的石英粉鱗石英化的影響[J].耐火材料,2012,(02)：96-98.

[2]吳安慶.單孔炭化室底磚更換的工藝過程[J].廣東化工,2012,(01)：200.

[3]李宏偉,孟繼紅,滿精輝.焦爐熱修補用半干法噴補料的開發(fā)與應用[J].耐火與石灰.