王世俊 刘运龙 张建辉 张为斌

(安阳钢铁股份有限公司)

干熄炉耐火材料检修技术

王世俊 刘运龙 张建辉 张为斌

(安阳钢铁股份有限公司)

针对干熄炉耐材易出现的故障，提出合理的检修方案，以缩短检修时间，降低检修成本，延长检修周期，从而提高干熄焦的经济效益。

干熄炉 耐材 检修

0 引言

干熄焦技术日渐成熟，在提升焦炭质量、干熄焦发电、环境保护等方面均起到了关键作用。干熄炉是干熄焦系统的核心，但由于耐火材料本身使用寿命的限制、干熄炉结构设计有待完善、砌筑过程控制不严等因素，干熄炉耐材需要反复修理、拆砌。如何合理的安排检修时间，采用合适的检修措施，选择性价比高的耐火材料显得尤为重要。

1 干熄炉耐材易出现的故障

1.1 环形风道支柱(俗称“牛腿”)损坏

“牛腿”是斜道区承受环形风道内墙重量的砌体，由于该处炉体直径逐渐改变，“牛腿”砖不仅要承受压力，还要承受弯矩荷载和循环气体的冲刷；“牛腿”砖长期与焦炭接触，要不断承受焦炭的磨损；该处环境温度长期在600 ℃到950 ℃之间波动。综合上述三条原因，“牛腿”砖易出现断裂、磨损、竖向裂纹、表面剥落、整体坍塌等问题。因此“牛腿” 砖 一般采用有较高耐压强度、高温抗折强度和耐磨性的A级莫来石-碳化硅砖。

“牛腿”砖损坏严重而整体坍塌后，上部所承受的环形风道内墙也将随之坍塌。

1.2 冷却段故障

冷却段内衬砖一般采用A级莫来石砖，由于内衬砖长期与焦炭接触磨损，导致内衬砖变薄、脱落。根据干熄炉生产能力大小不同，冷却段内衬砖深度一般为170 mm～230 mm，与中间层的粘土砖交错砌筑，最易磨损的部位是冷却段下部与上锥斗接触的部分，其磨损量可达50 mm/年～80 mm/年。

1.3 其他故障

干熄炉还易出现以下小故障，一旦发生也将引起严重后果，检修时仍需仔细检查并合理安排施工处理。干熄炉其他常见故障分析见表1。

表1 干熄炉其他常见故障分析

2 检修周期及检修技术

2.1 年修

干熄炉年修，顾名思义该检修每年进行一次，但如果耐材质量过硬、施工水平较高、日常生产操作得当，可以延长至18个月，如安阳钢铁焦化厂的75 t/h干熄炉、140 t/h干熄炉、190 t/h干熄炉等均是按18个月的年修周期准备和实施的。

年修的检修时间通常为20～25天(含升降温)，检修内容包括斜道区“牛腿”耐火材料磨损情况检查、冷却段和预存段耐火材料磨损状况检查、炉口砖检查、上锥斗耐磨板及下锥斗铸石板检查，以及对上述部位耐火材料的缺陷进行必要的修补[1]。

2.1.1 斜道区

斜道容易出现问题的就是 “牛腿”，每次检修需要对耐火砖脱落比较严重的牛腿进行拆砌，一般为第一、二环“牛腿”砖，对于其他局部损坏的“牛腿”，可以使用不定型耐火料修补。

检修方案一般是干熄炉降温过程中将焦炭料位排至斜道下方约1m处，降温完成后打开一次除尘器人孔，从两条牛腿之间进入干熄炉内，依次平焦、铺设钢板、安装千斤顶支撑住环形风道支撑梁，然后可以对“牛腿”进行拆砌，每两条同时拆砌的“牛腿”一般要间隔4条牛腿以上，防止环形风道内墙下沉。拆除“牛腿”砖时不可以使用电锤，只能使用水钻，防止振松周围砌体。由于不拆除环形风道内墙，新砌“牛腿” 砖都是插入原有“牛腿”中的，不能保证“牛腿”与上部环形风道内墙紧密接触，因此需要在“牛腿”上部一层或者多层灰缝内塞入0Cr25Ni20不锈钢板,保证所砌“牛腿”受力。牛腿拆砌完成后，可以对局部破损的“牛腿”进行修补，修补方法一是在 “牛腿”上安装“Y”型膨胀螺栓，然后直接涂抹刚玉可塑料，方法二是在“牛腿”上安装“Y”型膨胀螺栓的同时支设模板，用浇注料浇筑。两种方法各有利弊，方法一检修时间短，但刚玉可塑料是人工涂抹，涂抹不均匀，易脱落，方法二虽然能保证浇注料修补的均匀，但是浇注料中含有水，静置时间和烘炉时间都要延长。牛腿灰缝中塞入不锈钢板如图1所示。

图1 牛腿灰缝中塞入不锈钢板

2.1.2 冷却段

当斜道区“牛腿”修复完成后，边排焦炭边对冷却段进行修补，可以免除搭设脚手架的时间。修补方法一般都是用刚玉可塑料进行涂抹，但固定可塑料的方法有两种，一是在冷却段内衬砖上横向、竖向每隔150 mm左右安装一个“Y”型膨胀螺栓，用膨胀螺栓固定可塑料；二是在冷却段内衬砖表面整体铺设一层钢格栅网，用钢格栅网固定可塑料。

2.1.3 上、下锥斗

冷却段修复完成后，将焦炭排空，观察上锥斗耐磨板和下锥斗铸石板，对断裂、破损、脱落的耐磨板或铸石板进行更换即可。值得一提的是，由于耐磨板和铸石板虽然耐磨性强，但是弹性差，质地很脆，在烘炉前装冷焦时，可以在冷却段人孔和供气装置风帽之间搭设竹架板，防止焦炭高空坠入干熄炉内对耐磨板和铸石板造成冲击而使其断裂，延长其使用寿命。

2.2 大、中修

大、中修一般是对数个区域或全部区域的炉体耐材进行拆砌更换，在现有技术条件下，干熄炉耐火材料寿命为5年左右，因此大、中修的检修周期一般为5年。干熄炉壳体在预存段和冷却段有托砖板，所以预存段可以单独检修，冷却段、斜道区、环形风道则需要同时检修，如果斜道区下部有拖砖板的话(如安阳钢铁焦化厂140 t/h干熄焦)，冷却段也可以单独检修。

大、中修重点部位是环形风道和斜道区“牛腿”。与年修不同的是，检修前需将焦炭排空，在干熄炉内搭设脚手架，然后从上到下依次拆除环形风道内墙、斜道区“牛腿”和冷却段内衬，然后再由下至上逐层砌筑，砌筑过程要遵守干熄炉砌筑规范，需要等下部泥浆凝固后才可继续向上砌筑。

2.3 抢修

抢修的情况有两种，一是由于耐材质量问题或检修质量不过硬，导致正常生产过程中出现炉体坍塌，坍塌部位一般为环形风道和斜道区“牛腿”。出现此类事故时，需要紧急组织订货、安排施工，砌筑过程与大、中修相同。

二是由于干熄焦锅炉爆管或其他设备故障，需要检修，导致干熄炉被迫抢修。锅炉检修时间一般为20～25天，可利用这段时间对干熄炉炉体耐材进行少量修补，提高干熄炉炉体耐材的寿命。由于检修时间短，无法做检修前准备，一般使用可塑料对耐材磨损、脱落部位进行修补即可。

3 检修新技术

3.1 干熄炉耐材在线检查技术

干熄炉耐材在线检查技术是使用特殊的软管内窥镜，在不停产不降温的情况下，观察干熄炉易损的环形风道和“牛腿”的状况，提前确定检修工作量和耐火材料准备量，防止多报材料而造成浪费。软管内窥镜的软管分三层，外层和中间层采用0Cr25Ni20不锈钢波纹管，内层为数据传输线，使用压力为0.7 MPa以上的冷却水强制冷却，由中间层流入，外层流出。软管内窥镜使用方法是：在正常生产过程中，打开中栓，将软管内窥镜镜头从中栓孔放入，逐一通过环形风道和斜道，观察环形风道和“牛腿”的状况。

3.2 斜道区“牛腿” 碳化硅砖替代技术

氮氧化物结合碳化硅砖在各项理化指标上都要优于碳化硅砖，主要用于斜道区“牛腿”，可以使“牛腿”的使用寿命延长3～5年。但氮氧化物结合碳化硅砖的价格较碳化硅砖要高出很多，因此需要综合干熄炉其他部位耐材的状况、资金预算情况、干熄焦效益等多方面进行考虑。氮氧化物结合碳化硅砖与A级莫来石碳化硅指标比较见表2。

表2 氮氧化物结合碳化硅砖与A级莫来石碳化硅指标比较

3.3 “牛腿”及环梁整体浇注技术

由于干熄焦结构因素，“牛腿”砖被设计成异形且带勾、舌的结构，各个部位相互咬合，对砌筑技术要求很高[2]；“牛腿”砖体积、质量较大，每日检修只能砌筑2～3层，防止灰缝压缩。以上这些因素严重制约着检修速度，使检修时间延长。因此经过试验，开发出了“‘牛腿’及环梁整体浇注”的检修技术。该技术适用于大、中修整体砌筑环形风道和斜道区时，拆除旧砌体后，在斜道区制作、安装模板，使用A级莫来石碳化硅浇注料将“牛腿”和环形风道支撑梁整体浇注成型，检修时间较砌砖施工缩短50%左右。但该技术也有不足之处，由于浇注料为不定型材料，虽然碳化硅、莫来石等含量与定型材料相同，但由于没有受过压力机压制，其体积密度较低，耐压强度相应较低。“牛腿”及环梁整体浇注效果如图2所示。

图2 “牛腿”及环梁整体浇注效果

3.4 环形风道风量调节砖的材料新技术

干熄炉循环气体的出口位于环形风道0 °墙的位置，如果不加控制，会导致0 °墙附近的斜道内流通的循环气体较多，而180 °墙附近的斜道内的流通的循环气体较少甚至没有，最终导致熄焦不均匀，造成焦炭烧损。因此需要在环形风道(“牛腿”的上部)增加风量调节板，风量调节板原设计材质为0Cr25Ni20不锈钢，但使用1年就会烧损、变形甚至断裂，设计采用截面尺寸相同和重量等同的A级莫来石砖，即可解决此问题。

4 控制生产过程，延长耐材寿命

安阳钢铁焦化厂现有三座干熄炉，由于生产节奏不同、职工技能水平不同、生产过程的工艺控制不同，导致干熄炉炉体耐材的使用寿命也不尽相同。根据三座干熄炉的对比可以发现，生产越稳定(料位浮动小、循环风量稳定、温度控制合理、不频繁的升降温等)，则干熄炉耐火材料的使用寿命越长。

5 结束语

合理安排干熄炉检修并科学采用干熄炉检修新技术，能最大限度提高焦炭干熄率、提升焦炭质量、增加干熄焦发电量，将为钢铁企业在激烈的竞争中站稳脚跟增加一份筹码。

[1] 潘立慧,魏松波.干熄焦技术[M].北京:冶金工业出版社,2005：239.

[2] 方昌荣，代洁，李世明，等.干熄炉斜道区耐火材料改进与应用[J].煤化工，2008(6)：31-33.

REPAIR TECHNOLOGY OF REFRACTORY MATERIAL FOR DRY QUENCHING FURNACE

Wang Shijun Liu Yunlong Zhang Jianhui Zhang Weibin

(Anyang Iron and Steel Stock Co.，Ltd)

In view of the fault of the dry quenching furnace refractory easily appeared, reasonable repair scheme is proposed, so as to shorten the maintenance time and reduce maintenance costs, extend the maintenance cycle, and thus the economic benefit of coke dry quenching is improved.

dry quenching furnace refractory maintenance

�俊，助理工程师，河南.安阳(455004)，安阳钢铁股份有限公司焦化厂；

2015-10-8