焦?fàn)t損壞的原因很多，它與設(shè)計(jì)、砌筑、烘爐和開工投產(chǎn)后的使用、維護(hù)及修理等各個(gè)環(huán)節(jié)都有密切的關(guān)系。

焦?fàn)t在開工投產(chǎn)后，由于開關(guān)爐門、裝煤出焦等操作造成冷熱激變的溫度沖擊和機(jī)械的碰撞、擠壓、摩擦作用以及煤氣中某些有害物質(zhì)的侵蝕，使?fàn)t體各部位逐漸產(chǎn)生損壞。通常，損壞最早并且最快的是燃燒室端部火道。起初，在此焦?fàn)t用耐火材料產(chǎn)生裂紋及輕度剝蝕，以后裂紋逐漸延長、變寬，同時(shí)，爐頭頂部也出現(xiàn)一些不規(guī)則裂紋與裂縫，剝蝕則逐漸向深度及廣度蔓延。以后，墻面又出現(xiàn)第二道裂縫，裝煤孔附近及其他部位也開始出現(xiàn)裂縫。隨著裂縫的增多、增大和剝蝕的擴(kuò)大，爐體不斷伸長，爐體曲度增大，砌體各部位特別是爐頭產(chǎn)生變形、錯(cuò)臺(tái)、掉磚甚至倒塌。

斜道除受到與燃燒室伸長量不同而產(chǎn)生的切應(yīng)力外，還受到溫度以及雜物堵塞等因素的影響。爐頂部位除受到上述切應(yīng)力、溫度激變的沖擊外，耐火磚還受到機(jī)械應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫或變形。

焦?fàn)t的衰老損壞可分為正常自然衰老損壞和非正常衰老損壞兩種情況。正常的衰老就是焦?fàn)t正常生產(chǎn)使用條件下的自然衰老過程，是不可避免的。即使新建焦?fàn)t生產(chǎn)3—5年后，也會(huì)在炭化室靠近爐頭的墻面上，出現(xiàn)程度不同的剝蝕、麻面甚至長短不一、寬度不同的直立裂縫。而非正常衰老，則是事故性的，一般是可以避免的。

正常損壞并得到合理維護(hù)的焦?fàn)t，其使用壽命可達(dá)30年以上，而遭到各種非正常損壞或者雖然屬于正常損壞但得不到合理維護(hù)的焦?fàn)t，往往達(dá)不到設(shè)計(jì)使用年限，甚至只有十幾年或幾年的使用壽命。因此，加強(qiáng)焦?fàn)t的生產(chǎn)技術(shù)管理與及時(shí)的熱修維護(hù)，是延長焦?fàn)t壽命的重要途徑。

一、非正常損壞的原因

(1)筑爐材質(zhì)(硅磚、硅火泥)不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。特別是理化性能太差時(shí)，在設(shè)計(jì)規(guī)定的正常生產(chǎn)條件下使用，也易損壞，使焦?fàn)t提前衰老。

(2)焦?fàn)t的砌筑質(zhì)量太差。爐體的幾何尺寸多方面超出公差要求、砌磚灰縫不飽滿，在投產(chǎn)后荒煤氣或加熱用的凈煤氣串漏嚴(yán)重，極易形成局部高溫。特別是在無法修補(bǔ)的斜道區(qū)及不容易檢查的蓄熱室內(nèi)部，一旦造成損壞就很難彌補(bǔ)。

(3)烘爐質(zhì)量不佳。由于升溫管理不好，致使炭化室墻面拉開較大的水平裂縫、蓄熱室墻面與斜道拉開裂縫、炭化室頭部出現(xiàn)直立裂縫、蓋頂磚與爐底磚斷裂等現(xiàn)象，造成不應(yīng)有的先天性損壞。

(4)護(hù)爐鐵件管理不善或爐門冒煙著火燒壞護(hù)爐鐵件，使?fàn)t體失去應(yīng)有的保護(hù)作用。這樣，在生產(chǎn)機(jī)械負(fù)荷與溫度周期變化的沖擊下，爐體會(huì)很快變形甚至倒塌。

(5)煉焦用煤的膨脹壓力過大或收縮過小，導(dǎo)致炭化室墻變形、鼓肚或凹陷甚至機(jī)焦側(cè)墻面波浪形彎曲等嚴(yán)重?fù)p壞。

(6)爐溫不均，經(jīng)常出現(xiàn)生焦或過火焦，結(jié)焦時(shí)間過長過短或不按計(jì)劃出焦，生產(chǎn)管理混亂，造成推焦困難，使?fàn)t墻變形。

(7)熱修維護(hù)不好，發(fā)現(xiàn)爐體局部損壞后不及時(shí)修補(bǔ)，形成惡性循環(huán)，加速了爐體的損壞。

上述焦?fàn)t的非正常損壞現(xiàn)象，屬生產(chǎn)管理與技術(shù)管理問題，只要加強(qiáng)各方面的管理，一般是不會(huì)出現(xiàn)上述情況的。

二、正常損壞的原因

(1)溫度變化的影響。在生產(chǎn)過程中，由于反復(fù)開關(guān)爐門、裝煤、出焦的溫度變化產(chǎn)生熱沖擊，對(duì)爐墻產(chǎn)生影響。特別是在爐頭部位，投產(chǎn)3—5年就開始發(fā)生剝蝕或裂紋。隨著生產(chǎn)時(shí)間的推移，

損壞程度不斷增加，并向爐內(nèi)延伸；爐頭及裝煤口部位，因受外界冷氣流的影響大，剝蝕、裂縫等損壞也相對(duì)較快，往往在這里造成磚的碎裂和墻面松散變形等損壞；爐頭部位蓋頂磚，也常由于溫度激變?cè)斐蓴嗔眩陧敳科鲶w重力的作用下而下沉。

(2)機(jī)械力的作用。炭化室墻面出現(xiàn)裂縫或變形之后，摘裝爐門及推焦所產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力，促進(jìn)了爐墻裂縫的擴(kuò)大和墻面變形的加劇。特別是在推焦困難時(shí)，影響更為嚴(yán)重。為減小爐墻所承受的機(jī)械力，必須盡可能地消除引起推焦困難的一切因素。

(3)物理化學(xué)作用。硅磚主要成分二氧化硅(Si02)是酸性氧化物，它在常溫下抗腐蝕性較強(qiáng)，在高溫下不抗堿性物的渣蝕，可與煤料中的金屬氧化物(Na20、FeO)發(fā)生作用，在硅磚表面形成低熔性硅酸鹽(Na2Si03、FeSi04)，這些低熔性硅酸鹽與硅磚中的二氧化硅的線膨脹率及耐磨程度均不相同，故在溫度沖擊與裝煤出焦等機(jī)械力的作用下，逐漸從硅磚本體脫落。如此反復(fù)作用不斷腐蝕耐火磚磚面。

在長期生產(chǎn)過程中，炭化室墻面耐火磚磚中的二氧化硅向靠近燃燒室的一側(cè)(稱為熱側(cè))“富集”，其他氧化物向靠近炭化室的一側(cè)(稱為冷側(cè))“富集”，同時(shí)在硅磚的氣孔中滲碳。因此，墻面磚的熱側(cè)含磷石英多，冷側(cè)含方石英多，巖相與物理性質(zhì)也不相同，在推焦裝煤后，冷側(cè)與熱側(cè)的溫度變化也不相同。因溫度周期性激烈變化而產(chǎn)生的熱沖擊，促使墻面磚的炭化面剝落，甚至在磚中部的溝舌處產(chǎn)生劈裂。

在煉焦過程中，煤干餾分解產(chǎn)生大量的氫與一氧化碳等氣體，處于這種還原氣體中的硅磚內(nèi)的二氧化硅，在1300~3的溫度下會(huì)被還原成一氧化硅(SiO)，呈氣態(tài)而逸出。溫度越高這種反應(yīng)的速度越快。在有金屬鐵存在的情況下，在較低溫度(1050℃)時(shí)，也會(huì)發(fā)生這種反應(yīng)。這種反應(yīng)會(huì)使墻面磚表面中的二氧化硅含量減少，結(jié)構(gòu)多孔疏松，形成麻面。

(4)爐長增長與炭沉積。硅磚砌體在烘爐升溫過程中，由于二氧化硅發(fā)生晶形轉(zhuǎn)變而引起體積膨脹，焦?fàn)t投產(chǎn)后，這種轉(zhuǎn)化仍在繼續(xù)進(jìn)行。在磚內(nèi)熔劑(Fe203、CaO、Na20等)和外界還原氣氛存在的條件下，部分石英向著鱗石英轉(zhuǎn)化；當(dāng)熔劑不足時(shí)，石英則轉(zhuǎn)變?yōu)榉绞?。所有這些晶形轉(zhuǎn)化，都伴隨著體積變化(膨脹)。這種變化在焦?fàn)t投產(chǎn)后，將會(huì)逐年減弱(在第一年中仍然較大，第二年內(nèi)明顯減小)，以至最后消失。這種膨脹是砌體本身的真正膨脹，是必然的不可避免的正?，F(xiàn)象。

在焦?fàn)t投產(chǎn)幾年后，由硅磚中二氧化硅晶形轉(zhuǎn)化而引起的膨脹，已經(jīng)基本結(jié)束。但此后爐體的長度仍在逐年增長，這是因?yàn)樘炕覊γ嫔?，受機(jī)械應(yīng)力和溫度變化熱沖擊而逐漸產(chǎn)生的裂紋，在裝煤時(shí)因砌體的冷卻收縮而變大，在裝煤幾小時(shí)后，砌體溫度又逐漸升高，同時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的膨脹，但由于原來的裂紋(裂縫)已被沉積炭所填充，裂縫不能完全閉合，只有向外擴(kuò)張，使?fàn)t體伸長。如此周而復(fù)始，則使裂縫的寬度越來越大(由裂紋變成裂縫，由小縫變成大縫)，裂縫的數(shù)量也越來越多，從而使?fàn)t長每年不斷增長。

由此可見，爐體的伸長，在烘爐及投產(chǎn)初期的幾年里，主要是硅磚砌體晶形轉(zhuǎn)化所引起(因?yàn)檫@時(shí)爐墻還沒有普遍產(chǎn)生裂縫)；在投產(chǎn)幾年后直到焦?fàn)t停產(chǎn)大修，在很長的時(shí)間里主要是砌體裂縫數(shù)量的不斷增加，裂縫的寬度不斷加大(并被石墨填充)所造成。

?對(duì)爐長為14m以上的大型焦?fàn)t而言，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明：當(dāng)爐體的總伸長量(包括烘爐與生產(chǎn)期間的伸長量)達(dá)到450—500mm時(shí)，焦?fàn)t就難以維持生產(chǎn)(炭化室墻上的裂縫有石墨充填，無石墨時(shí)也可用耐火粉料補(bǔ)上，而斜道區(qū)與蓄熱室內(nèi)部及小煙道內(nèi)部拉開的大裂縫，造成的串漏無法修補(bǔ))，需要拆除重砌(大修)。

非晶形轉(zhuǎn)化而引起的爐體膨脹，與焦?fàn)t的生產(chǎn)管理和技術(shù)管理密切相關(guān)，管理較好的大型焦?fàn)t，年伸長量在3—4mm左右，管理較差的焦?fàn)t，年伸長量就會(huì)大大增加，從而加速其衰老損壞，使用壽命縮短。因此，焦?fàn)t生產(chǎn)過程中的年伸長量，是衡量焦?fàn)t日常管理好壞的一個(gè)綜合指標(biāo)。