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          新聞動態
          我國焦爐熱修噴補技術的應用和進展透視
          發布日期:2020-07-25

          砌筑質量是焦爐長壽的基礎,熱修維護是焦爐長壽的保證,半干法補爐技術將會得到推廣應用,并在焦爐噴補技術中占主導地位,要隨時檢查爐體情況,焦爐熱修噴補維護要變被動維修為主動維修。

          焦爐是一種投資大、結構復雜的熱工爐窯,要求一代爐齡一般在30年以上。由于焦爐的生產受多種因素的制約,我國上世紀六七十年代修建的焦爐一代爐齡大多在25年以下,只有少數鋼鐵企業的焦爐壽命達到了30年。目前,這些焦爐經過大修后,其二代爐齡已進入維護期或衰老期。這些焦爐一般都是炭化室4.3米高的爐子,大約有70余座,焦炭年產量達2800萬噸,占全國年產焦炭總量的七分之一以上。我們應當加強對這些焦爐的熱修維護,以適應我國煉鐵技術發展的需要。這些焦爐至少還要服務10至20年時間。

          應重視焦爐熱修噴補技術的作用

          自上世紀80年代寶鋼引進6米焦爐以來,我國目前正在服役的6米焦爐近60余座,大多爐齡在10年以上。此外,我國還有在建大中型機焦爐近70座,年產能為3000余萬噸;擬建焦爐55座,年產能約為2700萬噸。采取先進的焦爐熱修長壽技術,對這些焦爐實施有效的維護檢修,顯得尤為迫切。


          在焦爐爐體熱修維護技術上,國內不少鋼鐵企業經過探索,先后開發了干法噴補、濕法噴補、火焰焊補和半干法噴補等方法,通過技術創新,有效地遏制了焦爐老化的局面,延長了爐體壽命。

          由于在焦爐裝煤、出焦時,受冷熱急變溫度的沖擊和推焦時推焦桿的磨擦,以及焦炭的擠壓,焦爐炭化室砌體會受到推焦的機械力、爐溫周期性劇烈變化所產生的應力、高溫下的硅磚與外界介質發生化學反應等正?;蚍钦R蛩氐挠绊?,在部分砌體特別是炭化室的爐頭部位出現剝落、破裂、凹陷、缺角等缺陷。這種不可避免的變化,從焦爐投產出焦就開始,而且損壞程度隨著爐齡的增長而加劇,如果維護適當,就可延緩損壞的速度。在一般情況下,當爐齡達10年以上時,爐墻磚表面將產生變質層,而且隨著爐齡的增長,變質剝蝕程度加深并帶來磚墻的嚴重損壞。爐墻的損壞大多是從爐頭開始,之后向中間推移。為了使焦爐穩產長壽,對焦爐爐頭部分進行預防性噴補是十分必要的。如果焦爐先天性砌筑質量是焦爐長壽的基礎,后天熱修維護則是焦爐長壽的保證,它可以保證爐體各部分砌體的嚴密性。

          焦爐砌體損壞的特殊性和維修的復雜性,給我國煉焦工作者提出了熱修維護技術的新課題,迫使我們不斷開發采用新技術,摸索噴補規律,以減緩爐體衰老速度,延長焦爐壽命。

          焦爐常用熱修維護方法對比分析

          我國煉焦爐的熱修技術是在護爐操作的實踐中不斷摸索和發展的。從上世紀50年代末開始采用前蘇聯的干法噴補技術,到70年代的濕法噴補技術、80年代的火焰焊補技術,再到90年代的半干法補爐技術,國內有關單位和企業博采眾長,使護爐技術在不斷發展中進步,有效地維護了焦爐爐體的完整性。下面,筆者對焦爐常用熱修維護方法進行一下對比分析:

          ――干法噴補技術。此方法的機理是利用噴補料與爐墻磚相似的性能,在高溫下將二者黏結在一起。它用壓縮空氣將耐火泥送至噴嘴,在混合器內與黏結劑混勻后噴涂在爐墻上。此技術由于噴嘴易堵塞、掛料時間短、灰料浪費大而停用。

          ――濕法噴補技術。濕法噴補是將噴補料與結合劑配制成漿進行噴補,常用的結合劑是磷酸和水玻璃,主要是利用結合劑在高溫下有較強的黏結性的特點,將耐火泥黏附在爐墻表面。該技術具有操作簡單、補爐快捷的特點,至今仍在不少焦化廠使用。該技術主要有兩個缺點:一是硅磚的熱穩定性差,當常溫含水量高達40%至50%的灰漿噴在1100℃高溫的墻面上時,墻面急劇冷卻,會產生肉眼看不到的龜裂,時間一長,損壞就暴露出來;二是黏結力低,掛料時間只有6至9個月。隨著先進補爐技術的出現,這種方法被淘汰已是大勢所趨。

          ――火焰焊補技術?;鹧婧秆a技術是上世紀70年代在國際上出現的先進補爐技術,我國只有幾家焦化企業引進了日本的這一技術。該技術的補爐機理是利用丙烷和氧氣燃燒產生的高溫火焰,將耐火粉料熔融,然后吹附到爐墻上。該技術裝置由控制箱、焊槍、空氣錘等組成,使用介質有丙烷、氧氣、壓縮空氣、冷卻水等,******噴補能力為50kg/h耐火料。

          本鋼、武鋼等企業在氧氣、丙烷和噴補料、噴嘴與墻面的距離、角度及移動速度等方面,進行了積極探索,分析了火焰焊補的質量與粉料的熔融性的關系。實踐證明,從分析焊補火焰中噴補料的熔融過程看,粉料粒子在離噴嘴200mm開始熔融,大于300mm后粒子便開始凝固,也就是說在200至300mm間,粉料粒子牌******熔融狀態。因此,噴嘴與墻面的距離保持在200至300mm,可獲得******焊補效果。否則,噴補料在固態或半熔融態噴上去,易產生氣孔,焊層疏松?;鹧媸鴳怪庇趬γ?,噴嘴移動速度適宜,并根據粉料的堆積厚薄、墻面損傷狀況而隨時調整,以防止空料、偏料和落料。

          焦爐火焰焊補技術是濕法補爐技術的一次飛躍,特別適合爐墻裂紋及小于10mm裂縫的焊補,在一定程度上遏制了爐墻裂紋的擴大和剝蝕深度和加劇。該技術的缺點是:有關設備龐大笨重、管線復雜、對燃燒介質要求高、涉及人員多、焊補速度慢,且只適用于輕度剝蝕墻面的焊補。對于20年以上爐齡的大面積深度剝蝕,我們只有使用濕法或半干法補爐技術。

          ――半干法噴補技術。半干法噴補技術是一種現代化的噴補技術,其噴補料含水只有12%,對爐墻不產生副作用。該技術以其獨特的優點,引起焦化行業的重視。酒鋼、武鋼均引進了半干法噴補設備,收到顯著的爐墻噴補效果。半干法噴補技術的原理是:干粉料和液態黏結劑在噴管內各行其道,在噴出之前的摻混器內混勻并從噴嘴噴出,水量在10%至12%之間任意調節,其主體設備為轉盤噴補機,******噴補能力為450至900kg/h,噴補用水靠針式閥調節,粉料在摻混器中與水混合。

          在引進、消化、吸收的基礎上,武鋼、酒鋼等企業相繼研制成功了半干法補爐設備,完全掌握了這套補爐技術,總結摸索出了一套獨特的操作要領和技術關鍵。其主要內容是:摸清了水量、料量的關系,及時調節和把握好噴嘴與墻面的距離,距離大于300mm,距離過小會增加反彈量;要密切觀察混合料干稀程度,及時調節水量,水量大時會使粉料自墻面下淌,水量小時會使黏結力下降;噴補時在剝蝕處下部由下而上,當堆積到一定高度而又未凝固時,用鏟子刮平。目前,國內大約有近30家焦化廠采用了半干法補爐技術。采用該技術噴補過的焦爐墻面平整,無明顯磨蝕,與舊墻接茬處接合良好,新墻與舊墻表面溫度一致,肉眼觀察無明顯區別,用鋼釬敲擊噴補面不掉料。

          半干法補爐技術具有較高的技術含量,設備少、體積小、易于移動、操作簡單,對介質無過高要求、噴補速度快、附著率高,對于剝蝕面積1平方米、深度達50毫米的墻面,只需20余分鐘即可噴補好。這一補爐技術將會得到推廣應用,并在焦爐噴補技術中占主導地位。

          應積極推廣成熟有效的噴補技術

          焦爐長壽技術是一項系統工程,它涉及到先天的焦爐用磚、爐體砌筑及烘爐質量,后天的熱工制度、生產操作及爐體維護,而熱修維護是重要的環節,它可以彌補先天性的缺陷和后天的不足。爐體狀況處于良好狀態與否,是衡量焦爐是否完好的重要標志,而對焦爐采取科學合理的熱修技術,保證砌體完整嚴密,是延長焦爐使用壽命的關鍵。

          在焦爐的熱修維護技術上,我國走過了一條由簡陋到科學的道路。從上世紀80年代開始至今,中國煉焦行業協會組織了多次焦爐狀況的檢查評比,把爐體完好情況作為重要檢查內容,推動了焦化企業內部管理水平的提高,也使焦爐爐體熱修維護工作走上了正規化、科學化、標準化的道路。攀鋼、鞍鋼等企業在焦爐長壽工作上都積累了可借鑒的經驗。他們根據不同爐齡焦爐的情況,實施不同的維護措施,對于后期焦爐落實特別護理方案,進行科學管理和技術攻關,穩定了焦爐生產。筆者建議:我們在焦爐熱修噴補維護工作上要主動出擊,建立爐體檔案,隨時檢查爐體情況,對輕微剝蝕就要采取對策,防患于未然,變被動維修為主動維修。各企業針對各自焦爐生產實際情況,采用不同的噴補方法均達到了護爐目的,但目前國內煉焦界公認半干法噴補技術是較有效、成熟的護爐方法。不少企業也在不斷提高噴補效率,使泥料在爐墻上的掛料時間超過了12個月,并采用火焰焊補與半干法噴補相結合的方法,彌補了各類噴補方法的不足,減緩了爐體衰老。

          可以說,我國焦爐生產已積累了有益的護爐經驗,只要嚴格管理,利用成熟的焦爐長壽護爐技術,提高噴補效率,延長掛料時間,我國焦爐的壽命一定能突破40年,更好地完成焦爐生產冶金焦炭的歷史任務。




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