干熄焦的主要設(shè)備干熄爐砌體屬于豎窯式結(jié)構(gòu)，正壓狀態(tài)的圓筒形直立砌體，整個(gè)干熄爐外表被鐵殼包圍，內(nèi)層采用不同的耐火磚砌筑而成，爐體自上而下，可分為預(yù)存室、斜道區(qū)和冷卻室。焦炭由于自重從預(yù)存室上部錐體進(jìn)入冷卻室，惰性氣體在冷卻室中與紅焦進(jìn)行逆流換熱，熱循環(huán)氣體由斜道口進(jìn)入環(huán)形風(fēng)道.,進(jìn)入一次除塵后進(jìn)入鍋爐，與爐水進(jìn)行熱交換產(chǎn)生蒸汽。

1、干熄焦用耐火材料

預(yù)存段的上部錐頂區(qū)，因裝焦前后溫度有波動(dòng)，對(duì)該部位耐火磚砌體的熱穩(wěn)定性要求較高，預(yù)存段中部是直段實(shí)心耐火砌體，主要承受裝入紅焦后產(chǎn)生的熱膨脹以及裝入焦炭的沖擊和磨損，預(yù)存段下部是環(huán)形風(fēng)道，分為內(nèi)墻及外墻兩重環(huán)形砌體，內(nèi)墻要承受裝入焦炭的沖擊和磨損，還要防止預(yù)存段與環(huán)形煙道因壓力差產(chǎn)生竄漏現(xiàn)象，采用莫來石炭化硅高強(qiáng)度耐火磚進(jìn)行砌筑。

斜道區(qū)的磚逐層懸挑承托上部的重量，共有三十個(gè)風(fēng)道，有三十個(gè)支撐點(diǎn)，每個(gè)支撐點(diǎn)的重量大約在十噸，所以它的材質(zhì)就用莫來石炭化硅，斜道區(qū)溫度頻繁波動(dòng)，而且循環(huán)氣體夾帶焦分對(duì)該部位激烈沖刷，因此對(duì)斜道區(qū)內(nèi)層磚的抗熱振性、抗磨損性和抗折性要求很高。冷卻段內(nèi)壁耐火砌體主要承受焦炭下落移動(dòng)時(shí)的磨損。

一次除塵器采用重力除塵的方式，收集從干熄爐環(huán)形煙道流出的循環(huán)氣體中夾雜的粗顆粒焦粉，一次除塵頂部耐火磚采用拱形砌筑結(jié)構(gòu)，兩側(cè)及下部采用耐火磚筑成錐斗形結(jié)構(gòu)。

干熄爐各部位耐材適應(yīng)的工作環(huán)境

萊鋼1#干熄爐耐火材料分布

1#干熄焦預(yù)存段耐火材料厚度

整個(gè)耐火材料厚度約620mm，其中莫來石B磚400mm、粘土磚200mm、高溫石棉氈20mm.，高溫石棉氈具有耐膨脹、極冷、密封、保溫、隔熱作用，從而保護(hù)外部鐵皮不被燒紅變形，熱量損失。

萊鋼干熄焦莫來石磚檢測結(jié)果

??項(xiàng)目????????????????????????????????????????????????????????指數(shù)

顯氣孔率???????????????????????????????????????????????????????16％

體積密度???????????????????????????????????????????????????????2.5g/cm3

常溫耐壓強(qiáng)度???????????????????????????????????????????????????78MPa

重?zé)€變化??％1350℃，2h???????????????????????????????????????＋0.2

熱振穩(wěn)定性，?次1100℃水冷????????????????????????????????????????15

AL2O3,％??????????????????????????????????????????????????58

Fe2O3,％??????????????????????????????????????????????????1.4

二、問題的提出

1#干熄焦水封槽開裂，水流干熄爐內(nèi)，可燃?xì)怏w濃度升高的同時(shí)，導(dǎo)致錐體耐火磚損壞。

干熄爐出口、鍋爐入口膨脹節(jié)處以及一次除塵上部、周圍耐火材料脫落，個(gè)別部位發(fā)紅燒穿。

1#、2#干熄焦環(huán)形煙道“牛腿磚”運(yùn)控一段時(shí)間后斷開，脫落，出現(xiàn)掉磚現(xiàn)象，危及干熄爐的安全運(yùn)行，甚至造成干熄爐倒塌，造成特大事故的發(fā)生。

年修時(shí)發(fā)現(xiàn)一次除塵側(cè)壁耐火磚上有結(jié)瘤、預(yù)存段、冷卻段出現(xiàn)不同從成度的磨損、燒損。

干熄焦在運(yùn)控過程中出現(xiàn)2#干熄焦焦罐蓋不銹鋼板、彎曲變形，脫落，造成旋轉(zhuǎn)密封閥卡料，以及后序管帶運(yùn)輸機(jī)皮帶劃傷，影響正常的安全生產(chǎn)。

三、形成的原因及預(yù)防改進(jìn)措施

1、1#干熄焦水封槽使用的材質(zhì)是20G,，經(jīng)過熱處理，位于干熄爐的爐口，起密封、隔熱作用，因頻繁裝焦、爐蓋開閉，溫度變化較大，且灑落在水封內(nèi)的焦粉不均勻性、水封內(nèi)流動(dòng)的水又極易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成結(jié)垢，使局部吸熱大，產(chǎn)生鼓皰、腐蝕裂紋最后開裂，水滲干熄爐耐火磚。自開工以來曾兩次出現(xiàn)水封槽開裂現(xiàn)象，循環(huán)氣體中可燃?xì)怏w濃度、預(yù)存室壓力升高。影響頂錐段耐材壽命。未經(jīng)過熱處理的20G,，﹙因水封槽直徑3100mm﹚耐急冷、不耐高溫，而鑄鋼耐高溫，但遇冷水后容易開裂。經(jīng)過對(duì)比思考，車間采用了耐高溫、耐急冷，水封槽內(nèi)缺水后補(bǔ)水，不發(fā)生變形或輕微變形的不銹鋼水封槽。投入運(yùn)行后，效果明顯，

2、干熄爐出口、鍋爐入口膨脹節(jié)處以及一次除塵為負(fù)壓段，通常情況下，砌筑成拱形的一次除塵，上部鋪有一層輕質(zhì)、細(xì)塊、粉末狀的粘土磚，內(nèi)道的莫萊石磚因高溫膨脹產(chǎn)生的空隙，細(xì)塊、粉末狀的粘土磚，靠吸力及時(shí)填補(bǔ)因膨脹產(chǎn)生的空隙，不致使一次除塵上部燒穿吸入空氣。

干熄爐與一次除塵、鍋爐與一次除塵之間砌筑時(shí)預(yù)留100mm的膨脹縫，高溫膨脹后間隙約為80mm,施工過程中，其間隙焊接固定后通常人為的操作塞有段狀、或條狀高溫石棉氈，在冷處理過程中塞入石棉氈，高溫作用下，石棉氈產(chǎn)生膨脹，為攜帶焦份的循環(huán)氣體的滲入，留下空隙，進(jìn)入一次除塵外層，鐵皮與纖維氈之間，隨著空隙的逐漸增大，使?fàn)t墻與磚分離，運(yùn)控過程中，因壓差的作用，將高溫石棉頂出來，空隙內(nèi)的高溫石棉氈，是連接外部的覆蓋層，受高溫的影響，燒穿變形，石棉沖刷脫落。1#干熄焦一次除塵北墻出現(xiàn)上述情況，一次除塵前后膨脹節(jié)燒穿變形，外部溫度高達(dá)600℃，年修時(shí)，一次除塵前后的膨脹縫隙達(dá)到80mm,對(duì)一次除塵北墻耐火材料，全部進(jìn)行更換，拆除時(shí)，發(fā)現(xiàn)膨脹節(jié)高溫石棉氈全部脫落，鐵皮與纖維粘沉積許多焦粉。高溫纖維與石棉繩相比氣孔率大，氣孔壁間和氣孔內(nèi)的氣體對(duì)流，使氣孔率繼續(xù)增大，沖刷、磨損脫落。

將麻花狀高溫石棉繩100mm，外力使其扁形，塞入深度為15cm膨脹縫內(nèi)，石棉繩高溫作用下與段狀、條狀的石棉氈相比，更易形成整體，運(yùn)控過程中，石棉繩的脫落一層層或以短短的脫落，不會(huì)跟石棉氈那樣整體脫落，不給攜帶焦分的高溫循環(huán)氣體進(jìn)入膨脹節(jié)以縫隙，使用周期延長，減少年修維修費(fèi)用及周圍耐材的壽命。

2#干熄焦一次除塵上部溫度異常部位多發(fā)生于留有檢測空隙的附近，因砌筑或密封不嚴(yán)，吸入冷空氣，形成膨脹不均勻性，長時(shí)間的高溫運(yùn)控、冷熱不均，造成檢測空隙耐材脫落，將覆蓋在上部的輕質(zhì)、粉狀粘土磚，正常運(yùn)行時(shí)吸入一次除塵，停循環(huán)風(fēng)機(jī)時(shí)向上涌，形成椎體狀漏洞，熱量輻射擴(kuò)散，形成溫度異常點(diǎn)。在不停爐檢修采取在溫度異常點(diǎn)附近開口，對(duì)脫落的漏洞空隙，將陶瓷石棉氈施壓定型塞入后用澆筑料填充的方法補(bǔ)漏，降低熱量輻射竄漏形成溫度異常點(diǎn)。

一次除塵上部采用發(fā)渲后添加碎隔熱磚后外加密封鐵皮組成，焊補(bǔ)干熄爐出口處燒穿，需將焊管分割后焊補(bǔ)，靠自身彎曲膨脹，防止高溫下平板焊接膨脹開裂。

3、斜道區(qū)牛腿磚脫落的原因

3.1循環(huán)氣體的流動(dòng)在干熄爐內(nèi)呈周邊高、中心低存在著壁流現(xiàn)象，中心向周邊匯集再在斜道處流出，斜道區(qū)受循環(huán)氣體的沖刷和磨損，形成磚泥剝離，強(qiáng)度減弱。斜道區(qū)帶勾舌的牛腿磚承受預(yù)存室上部的重量，壓強(qiáng)大，局部應(yīng)力也大，應(yīng)力無法消除時(shí)，直接剪切向下，形成下部磚層斷裂。

????3.2我們現(xiàn)在開工使用的烘爐曲線，絕大部分使用的是五冶在四五年前，根據(jù)當(dāng)時(shí)干熄爐內(nèi)耐火材料的性質(zhì)，制定的“波浪形”的升溫曲線，經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行，爐內(nèi)的耐火材料相繼進(jìn)行更換，與之配套的火泥也發(fā)生變化，由于烘爐時(shí)調(diào)試不均勻，設(shè)備管理、日常維護(hù)不到位，造成系統(tǒng)故障率提高，生產(chǎn)節(jié)奏不平衡，頻繁的停產(chǎn)檢修以及生產(chǎn)期間裝排焦量的大幅度波動(dòng)，使?fàn)t體冷熱收縮加劇，又由于火泥的粘結(jié)抗折強(qiáng)度低，產(chǎn)生磚層滑動(dòng)，熱膨脹形成的牽引力加劇了爐體耐材的不規(guī)則位移，形成磚泥開裂、脫落。危及牛腿磚，導(dǎo)致磚脫落。

3.3煙道立柱砌筑所用是莫來石---碳化硅配套的磷酸鹽為黏結(jié)劑的耐火泥，磷酸鹽結(jié)合劑在700-1000℃，是達(dá)到最佳的黏結(jié)強(qiáng)度，烘爐是此段溫度不超過440℃，最高為650℃，耐火泥達(dá)不到最佳的黏結(jié)強(qiáng)度，爐內(nèi)具有堿性的還原性氣體，與帶有酸性黏結(jié)劑的火泥發(fā)生反應(yīng)分解莫來時(shí)晶相結(jié)構(gòu)，磚表面呈粉狀，使耐火磚之間黏結(jié)度差，在焦炭的摩擦和劑壓力下，磚縫逐漸擴(kuò)大，直至脫落、磚斷裂。

3.4運(yùn)控過程中，頻繁地停產(chǎn)檢修，溫度劇烈波動(dòng)、甚至降到耐火磚的極限溫度、操作時(shí)循環(huán)風(fēng)量瞬時(shí)變換較大，溫度忽高忽低，也是造成牛腿磚脫落的又一原因。

目前對(duì)斜道區(qū)牛腿磚治理普遍采用立柱正面為兩塊磚結(jié)構(gòu)改為一塊磚砌筑，減少對(duì)立柱立縫的磨損和氣流沖刷。提高耐火磚的荷重軟化溫度，采用抗磨性能好的耐火磚和選用氮化硅磚。保持干熄焦的運(yùn)控穩(wěn)定性、減少停產(chǎn)檢修時(shí)間等措施預(yù)防牛腿磚脫落。

耐火磚結(jié)瘤原因，

4.1一部分是砌筑耐火磚時(shí)，黏附在耐火磚上的耐火泥外溢，耐火磚不平滑，焦炭下落到接近斜道口，細(xì)小的焦分以及因結(jié)焦不成熟、焦炭中的焦油掛在耐火磚的不平滑處，遇到高溫產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，黏附在上面，越積越多，碳化形成，又因循環(huán)風(fēng)中可燃成分升高，導(dǎo)入焦炭燃燒、溫度高時(shí)，達(dá)到結(jié)瘤條件。

4.2另一部分是正常操作時(shí)循環(huán)風(fēng)量為175000m3/h，也就是說每秒50?m3的速度，將附著在焦炭的焦油、焦粉等成分甩在耐火磚上，而一次除塵為重力除塵，T6溫度一般在900℃左右，而從干熄爐出口的溫度將達(dá)到1000℃左右，高溫下燃燒、碳化，一次除塵耐材常結(jié)瘤的原因。

4.3耐火磚結(jié)瘤后直接影響其使用壽命，預(yù)防措施提高焦炭的成熟度和結(jié)焦時(shí)間，砌筑時(shí)使干熄爐內(nèi)耐火磚保持清潔光滑。

4.4預(yù)存段為B型碳化硅磚，年修時(shí)觀察顏色呈現(xiàn)黑色的為燒損的硅磚，整體表面粗糙，磨損度較一致，為磚正常磨損。采用碳化硅火泥噴補(bǔ)的方法覆蓋在莫來石磚上，修補(bǔ)燒損、磨損的耐火磚。冷卻段磨損、燒損嚴(yán)重，最深處凹進(jìn)150mm，采用磚表面預(yù)制模型整體定型后澆注，磚的表面殘存有焦粉，澆注時(shí)，不黏結(jié)，須刷一層粘合劑，再整體定型澆注，從底部向上澆注4..5米，平均厚度為110mm，約用澆注料35T，定型澆注，先打好V形錨固定，24小時(shí)后拆注。

5、因焦罐蓋工作的環(huán)境所致，間斷、頻繁的溫度變化，使不銹鋼產(chǎn)生彎曲變形、脫落，造成旋轉(zhuǎn)密封閥卡料，影響安全生產(chǎn)。采取焊接固定不銹鋼框架加高溫石棉氈，覆蓋于焦罐蓋不銹鋼上面的改造方法，使用一段時(shí)間后，不銹鋼彎曲變形與石棉氈產(chǎn)生的間隙變形逐漸增大，石棉氈脫落，露出不銹鋼，效果不理想，借助年修，更換成貓錮釘固定高溫石棉氈的方法，運(yùn)控效果良好。

四、結(jié)論

1、鑒于干熄焦運(yùn)控的特殊性，避免因熱脹冷縮造成耐火磚、耐火泥產(chǎn)生龜裂，給攜帶焦分的循環(huán)風(fēng)的侵蝕、沖刷，導(dǎo)致泥陀螺、磚斷裂現(xiàn)象的發(fā)生。各部位的工作特性及運(yùn)行條件，在分析耐材損毀原因的基礎(chǔ)上，選用的耐材能發(fā)揮其特性，避開其缺點(diǎn)。耐火泥是由粉狀物料和結(jié)合劑組成的不定型耐火材料，選用時(shí)與砌體或基底材料相同或相近的耐火泥。

2、1#干熄焦斜道區(qū)采用兩塊莫來石—碳化硅磚組成，對(duì)牛腿磚磚縫，沖刷，造成牛腿磚磚縫火泥脫落，1#干熄焦年修時(shí)采用AX-1澆注料磚縫進(jìn)行澆注，AX-1澆注料，其主要成分為高鋁水泥、粉碎成不同顆粒的莫來石碳化硅、火泥、鋼絲纖維等，澆筑干燥后，澆注料與磚的結(jié)合處發(fā)生開裂，證明澆注料與磚不相容，清理干凈后，縫隙中噴射澆注料—碳化硅火泥，再注入AX-1澆注料。修補(bǔ)斜道區(qū)牛腿磚縫隙。

3、耐火泥的黏結(jié)強(qiáng)度應(yīng)滿足溫度急劇變化環(huán)境的需求，耐火泥的高溫抗折性能和線變化率，適應(yīng)苛刻的工作環(huán)境，烘爐時(shí)達(dá)到最佳的黏結(jié)強(qiáng)度。

4、砌筑干熄爐耐火磚時(shí)每隔一段間距的耐火磚，留有0.5—10mm的縫隙3處，作為膨脹間隙，干熄爐在烘爐過程中，初期干熄爐整體耐材下降，耐火磚與耐火磚之間靠耐火泥來黏結(jié)，其縫隙間距為0.1—0.3mm。烘爐時(shí)密切關(guān)注干熄爐整體膨脹程度。

5、干熄爐用耐火材料品種繁多、轉(zhuǎn)型復(fù)雜，幾乎全部是特異性制品，磚的外形尺寸要求嚴(yán)格。硅磚荷重軟化溫度高，能抵抗酸性侵蝕，但在600℃以下發(fā)生B晶體向A晶體的快速轉(zhuǎn)變，耐熱震性差，而在600℃以上，使用時(shí)耐熱震性較好，高溫下只會(huì)膨脹，不發(fā)生體積收縮。運(yùn)控過程中，盡量避免爐內(nèi)溫度的劇烈變化和停爐檢修次數(shù)，保持耐材耐熱震性。