干熄爐爐體耐火材料修復(fù)新技術(shù)

李濤

(河鋼集團(tuán)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(zhì)量都比較高,能夠在長(zhǎng)時(shí)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(huì)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(shè)備的正常使用。干熄爐作為干熄焦技術(shù)的承載設(shè)備,往往在運(yùn)行了一段時(shí)間之后便會(huì)呈現(xiàn)不同程度的損壞,這種損壞對(duì)于干熄焦技術(shù)的順利施行有嚴(yán)重影響,因此有必要加強(qiáng)干熄爐爐體耐火材料修復(fù)方面的研究,以確保干熄焦技術(shù)的順利應(yīng)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(jìn)而結(jié)合具體實(shí)踐指出導(dǎo)致干熄爐出現(xiàn)損壞的原因,最后具有針對(duì)性的提出相對(duì)應(yīng)的修復(fù)建議和措施,希望能延長(zhǎng)干熄爐的使用壽命,為設(shè)備使用方減少生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)上的成本。

關(guān)鍵詞:干熄爐爐體；耐火材料；修復(fù)技術(shù)

干熄焦技術(shù)是近年來我國(guó)普遍應(yīng)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(hù)環(huán)境的作用，但是干熄焦技術(shù)對(duì)于設(shè)備的要求相對(duì)比較嚴(yán)格，而且對(duì)于設(shè)備的消耗程度相對(duì)一般技術(shù)而言也比較高，干熄爐作為干熄焦技術(shù)的承載設(shè)備，往往在運(yùn)行了一段時(shí)間之后便會(huì)呈現(xiàn)不同程度的損壞，這種損壞對(duì)于干熄焦技術(shù)的順利施行有嚴(yán)重影響，因此有必要加強(qiáng)干熄爐爐體耐火材料修復(fù)方面的研究，以確保干熄焦技術(shù)的順利應(yīng)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(jìn)而結(jié)合具體實(shí)踐指出導(dǎo)致干熄爐出現(xiàn)損壞的原因，最后具有針對(duì)性的提出相對(duì)應(yīng)的修復(fù)建議和措施，希望能延長(zhǎng)干熄爐的使用壽命，為設(shè)備使用方減少生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)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(dāng)前我國(guó)干熄爐的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀以及制作現(xiàn)實(shí)來看，目前我國(guó)干熄爐普遍以立柱式的圓形結(jié)構(gòu)來呈現(xiàn)，其全體大致可以分為三個(gè)部分：預(yù)存段、斜道區(qū)以及冷卻段。因此關(guān)于干熄爐爐體耐火材料的破損也應(yīng)該從這三個(gè)主要部分進(jìn)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(yù)存段在干熄爐長(zhǎng)期的使用過程中損壞程度不高，基本上在一段時(shí)間之后仍能夠正常有效運(yùn)轉(zhuǎn)，嚴(yán)重時(shí)也僅僅只是部分耐火磚體松動(dòng)，需要進(jìn)行加固修復(fù)；而斜道區(qū)損壞情況則要比預(yù)存段嚴(yán)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(nèi)環(huán)有下沉的跡象，但從斜道區(qū)的整體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，因此在穩(wěn)固性上沒有太大問題；冷卻段作為干熄焦技術(shù)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(dòng)，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(jīng)消耗殆盡，無法繼續(xù)使用。

2 導(dǎo)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(jié)構(gòu)。根據(jù)“牛腿”部分的工作環(huán)境和功能特點(diǎn)，對(duì)干熄爐爐體斜道區(qū)“牛腿”部分的耐熱材料損壞進(jìn)行原因分析[1]，認(rèn)為可能導(dǎo)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(nèi)的冷熱環(huán)境交換區(qū)，耐熱材料在“熱脹冷縮”的長(zhǎng)時(shí)間變化下自然受到影響，加上“牛腿”部分是承載整個(gè)干熄爐爐體重量的部分，強(qiáng)大的承載壓力更是加劇了這一破壞過程；二是因?yàn)楦上t內(nèi)的高溫蠕變作用，因?yàn)楦上ń辜夹g(shù)在變化過程中會(huì)產(chǎn)生移動(dòng)狀態(tài)的焦炭和流動(dòng)的煙氣，這種流動(dòng)會(huì)夾雜著熱量的轉(zhuǎn)移，因此在這種長(zhǎng)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(xué)腐蝕原因?qū)е缕茐摹⒛蜔岵牧想m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(nèi)的化學(xué)變化經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生諸如一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等帶有腐蝕性的化學(xué)氣體，這些氣體會(huì)使耐火磚的性能發(fā)生變化，耐火性下降、強(qiáng)度降低，如此也就更容易受到破壞。

2.2 干熄爐爐體內(nèi)冷卻段耐熱材料受到破壞原因

一般情況下，干熄爐內(nèi)冷卻段為橢圓形，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(zhǎng)時(shí)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(shí)由于冷卻段處于爐體的最下端，干熄爐的進(jìn)風(fēng)口也在此區(qū)域，因而進(jìn)一步加劇了冷卻段受到侵蝕和破壞的可能、原因在于進(jìn)風(fēng)口所帶來的循環(huán)氣體會(huì)帶動(dòng)焦粉對(duì)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(duì)干熄爐爐體耐火材料進(jìn)行修復(fù)的方法和措施

3.1 斜道區(qū)耐火材料的修復(fù)方法和措施

對(duì)斜道區(qū)耐火材料進(jìn)行修復(fù)，主要是針對(duì)“牛腿”部分進(jìn)行修復(fù)，即對(duì)“牛腿”外部的每一層耐火磚進(jìn)行更換。在解體每層外部一塊支柱磚時(shí)，要求在所需更換的過梁磚下，進(jìn)行加固，作為安全措施，再進(jìn)行磚的解體。解體時(shí)，解體的兩個(gè)牛腿應(yīng)沿圓周方向，間隔9 0度。一次解體的牛腿不超過4個(gè)，解體完的牛腿應(yīng)及時(shí)砌筑。嚴(yán)禁同時(shí)解體相鄰的兩個(gè)牛腿。解體前應(yīng)測(cè)量過頂磚下面到表面的垂直長(zhǎng)度，作好記錄，以便記錄拆除后過頂磚是否下沉，保證砌筑時(shí)灰縫的均勻。解體時(shí)必須一塊塊地拆除，不允許用風(fēng)鎬解體，使用鉆孔機(jī)配合進(jìn)行拆磚，同時(shí)因?yàn)橹еu表面層是錯(cuò)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(jìn)行拆除。此外，拆除后在砌磚時(shí)應(yīng)使用木槌或橡膠槌找正，不得同時(shí)敲打兩層或更多的磚層。當(dāng)發(fā)現(xiàn)砌體下幾層扭曲或其它缺陷超過允許誤差時(shí)不得用木槌敲打進(jìn)行修正，應(yīng)拆掉重砌。拆除重砌時(shí)，應(yīng)按階梯形小心進(jìn)行拆除[3]，防止將其他砌體弄活。不得為了擴(kuò)大或縮小磚縫，或?yàn)榱诵拚麎γ妫么蚱鲶w中互為毗鄰的磚。

3.2 冷卻段耐火材料的修復(fù)方法和措施

冷卻段的修復(fù)若采用換磚方式進(jìn)行修復(fù)，主要采用整體吊頂換磚的方式進(jìn)行修復(fù)，但是此種方法需要的工期相當(dāng)長(zhǎng)，而且施工的難度非常大。而若要采取不換磚的方式進(jìn)行修復(fù)，則需要加大冷卻段的修復(fù)厚度，并且增加澆注料和原墻面的結(jié)合力度，這種方法又存在過于耗費(fèi)耐熱材料的缺陷。因此一般冷卻段的修復(fù)方案采取的是安裝秒錨固磚以及填充澆注料相結(jié)合的方式進(jìn)行修復(fù)。經(jīng)過這種方式的修復(fù)后，相當(dāng)于在冷卻段內(nèi)形成了一種新的工作面前，同時(shí)也因?yàn)殄^固磚的作用，耐火磚與耐火磚之間的咬合力進(jìn)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(nèi)氣體反應(yīng)對(duì)冷卻段的侵蝕強(qiáng)度，從而最終達(dá)到修復(fù)和保護(hù)干熄爐爐體耐熱材料的目的。

4 結(jié)語

總而言之，加強(qiáng)干熄爐爐體耐火材料修復(fù)方面的研究，不僅對(duì)于干熄焦技術(shù)的推廣和使用具有積極影響，還能延長(zhǎng)干熄爐設(shè)備的使用壽命最終達(dá)到減少設(shè)備使用方的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本、提升經(jīng)營(yíng)利潤(rùn)的目的，因此是具有現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的。通過本文的研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)干熄爐耐火材料進(jìn)行修復(fù)可以從“牛腿”柱磚的修復(fù)、爐體內(nèi)冷卻段的修復(fù)以及平時(shí)日常的保養(yǎng)與維護(hù)三方面來進(jìn)行，以此全方位對(duì)干熄爐進(jìn)行修復(fù)和保養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)本文的研究目的。但是由于本人的理論知識(shí)掌握以及個(gè)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(guān)于修復(fù)和保養(yǎng)過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)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(jìn)行深入研究和挖掘，本文僅作拋磚引玉之用。

參考文獻(xiàn)

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[3]李宏偉,孟繼紅,滿精輝.焦?fàn)t熱修補(bǔ)用半干法噴補(bǔ)料的開發(fā)與應(yīng)用[J].耐火與石灰.