干熄焦设备用耐材发表评论(0)编辑词条

    干熄焦是炼焦工艺中一个十分重要的环节。它在改善焦炭质量、回收利用能源以及保护环境等方面有着比传统湿熄焦更大的优越性。20世纪80年代，我国宝钢首次从日本成功引进干熄焦技术，翻开了我国炼焦技术的新篇章。
    干熄焦技术可使焦炭质量得到明显提高，并充分利用红焦显热，节约大量能源，还能够降低有害物质的排放。因此，对干熄焦设备的耐火材料进行合理选择，延长设备寿命，保证其正常稳定运行也十分重要。

    根据不同部位特点合理选用耐材

    耐火材料在干熄焦系统中主要用在干熄炉、一次除尘和锅炉等部位。
    干熄炉砌筑体属于竖窑式结构，是正压状态的圆桶形直立砌体。炉体自上而下分别是预存段、斜道区和冷却段。预存段的上部是锥顶区，因其装焦前后温度有波动，所以对该部位耐火砖砌体的热稳定性要求较高。此外，在干熄炉装入口，耐火砖受焦炭磨损程度深，温度变化也大。因此，这些部位选用耐冲刷性、耐磨损性和耐热震性好且抗折强度大的莫来石-碳化硅砖砌筑。
    碳化硅砖是以碳化硅为原料生产的高级耐火材料，具有耐磨性和耐蚀性好、高温强度大、热导率高、线膨胀系数小和抗热震性好等优点。根据SiC含量、结合剂的种类和加入量，碳化硅砖分为许多品种，莫来石-碳化硅砖就是其中之一。该砖的质量在很大程度上取决于结合剂的情况。
    预存段中部是直段实心耐火砖砌体，主要承受装入红焦后产生的热膨胀以及装入焦炭的冲击和磨损。此部位选用高强耐磨、耐热震性好的A型莫来石砖砌筑。莫来石化学分子式为3Al2O3•2SiO2，是Al2O3-SiO2二元系统中唯一稳定的二元矿物相。莫来石熔点高，硬度大，膨胀系数小，抗化学腐蚀性好。用纯莫来石矿物原料制造的莫来石耐火材料，具有强度高、蠕变率低、热膨胀率小、热震稳定性好和抗化学侵蚀性好等优异性能。
    预存段下部是环形烟道，分为内墙和外墙两重环形砌体。内墙要承受装入焦炭的冲击和磨损，还要防止预存段与环形烟道因压力差而产生窜漏现象，因而采用带沟舌的高强度A型莫来石耐火砖进行砌筑。
    斜道区温度频繁波动，而且循环气体夹带焦炭粉尘对该部位激烈冲刷，因此对斜道区内层砖的抗热震性和抗磨损性都有很高的要求。由于斜道区耐火砖要承载上部砌体的荷重，并要在温度频繁波动的条件下抵抗循环气体的冲刷和焦炭粉尘的磨损，又不易翻修，该部位应选用耐冲刷、耐磨损、耐热震性好和抗折强度大的莫来石-碳化硅砖砌体。
    冷却段直段耐火砖砌体虽然结构简单，但它的内壁耐火砖砌体由于要承受焦炭往下流动时激烈的磨损，是最容易受损的部位之一。由于干熄炉冷却段磨损最大，温度变化也较频繁，可选用高强耐磨、耐热震性好的B型莫来石砖。
    干熄焦一次除尘器采用重力沉降的方式，收集从干熄炉环形烟道流出的循环气体中夹带的粗颗粒焦粉。由于一次除尘器两侧墙和上拱墙耐火砖要承受循环气体的冲刷和焦炭粉尘的磨损，该部位应选用高强耐磨、耐热震性好的A型莫来石砖砌筑。

    科学维护延长耐材使用寿命

    在干熄焦生产中，干熄炉和锅炉上的耐火浇注料损坏很小，干熄焦装置耐火材料的损坏主要发生在干熄炉耐火砖砌体上。而干熄炉耐火砖砌体是否容易损坏主要是看耐火砖本身的材质是否能满足干熄焦工艺的要求，以及干熄炉耐火砖的砌筑质量的好坏。
    预存段工作时温度很高，一般为950℃～1050℃，但温度波动不大，因此该部位的耐火材料砌体在使用过程中损坏较小。
    斜道区和冷却段的耐火砖砌体损坏得较快。这是因为当干熄焦装置工作时，焦炭、循环气体以及耐火材料砌体的温度沿斜道方向连续波动，特别是在斜道下部耐火砖砌体温度波动于300℃～700℃，会造成耐火砖砌体破裂、剥落。另外，焦炭向下流动时对耐火砖产生的机械力，导致斜道隔墙的突出部位第一块砖至第三块砖边部磨损，还会造成冷却段的墙上出现不同深度的孔洞和磨损。但循环气体中的焦粉对冷却段和斜道下部耐火砖砌体造成的磨损却不大。最大的磨损发生在上部环形烟道，尤其发生在环形烟道隔墙以及环形烟道出口处。由于循环气体中存在CO，在300℃～600℃温度内会分离出游离碳，使耐火砖砌体破裂或完全损坏。这种损坏主要发生在冷却段的耐火砖砌体上面。
    耐火砖中所含的铁杂质，会使这种损坏加剧。这是由于在高温下，Fe2O3－SiO2－Al2O3三元系统中虽然不形成三元化合物，但Fe2O3在莫来石中有一定量的固溶度，可以形成有限固溶体。在还原气氛下，Fe2O3被还原成FeO而溶入进玻璃相，会使初熔温度下降到1240℃和1380℃。因此要减少这种化学侵蚀，就应严格控制干熄炉耐火砖中Fe2O3的含量。
    另外，在生产操作中，控制相对稳定的排焦量，保证焦炭在干熄炉内以相对稳定的速度向下流动，可以减缓焦炭对干熄炉耐火砖砌体的磨损。稳定的排焦量还有利于干熄炉内各部位温度保持相对稳定，可减缓耐火砖砌体因温度波动产生裂缝和出现剥落。

    注意设备投产前耐材砌体的烘干方法

    新建干熄焦装置的耐火材料砌体内含有大量的水分。这些水分如果不能很好地除去，在高温作用下会变成高温水蒸气。水蒸气会造成灰缝火泥和耐火砖产生大量裂纹甚至剥落。更为严重的是，水蒸气在穿过红焦层时与红焦反应生成大量的H2和CO，会使循环气体内可燃成分的浓度急剧上升，严重危及干熄焦的安全生产。这就要求干熄焦在正常生产前必须进行温风干燥，以除去干熄炉和一次除尘器耐火砖砌体的水分。
    干熄焦温风干燥主要是通过低温大流量的温风使整个系统的温度缓慢上升。温风干燥期间干熄炉入口温度以耐火材料不发生龟裂的极限、升温速度（20℃/h）所允许的范围内进行升温（计划升温速度设定为10℃/h），由常温升至160℃～170℃进行保温，并通过调节低压蒸汽压力和循环风量等手段使干熄炉预存段温度逐步升至120℃。
    为了避免在干燥过程中对干熄炉耐火砖砌体造成不良影响，在干熄焦开始烘炉前应制定烘炉曲线。从烘炉开始，就应严格按所制定的烘炉曲线进行升温操作。
    由于在干燥过程中坯体表面和中心部分的含水量不同，所以坯体的干燥是不均匀的。不均匀的收缩会导致坯体内部产生应力，应力超过坯体的强度就会产生变形或裂纹。为了避免这种现象的发生，本钢焦化厂在制定6号、7号焦炉干熄焦烘炉升温曲线时，特意在干熄炉入口温度达到120℃、预存段温度达到130℃时，分别对干熄炉进行了1天左右的保温。干熄炉入口温度按10℃/h进行升温，最大不超过20℃/h，升温至170℃。预存段温度按20℃/d进行升温。当预存段温度升到130℃以上时，由温风干燥转入煤气烘炉。在煤气烘炉阶段，干熄炉预存段温度为主控制温度，按90℃/d～95℃/d的速度进行升温。当其上升到800℃左右，与干熄焦正常生产时的温度接近时，即可进行干熄焦的装红焦作业，并逐步转入干熄焦的正常生产。