第一篇：干熄爐斜道區(qū)耐火材料損毀問題的淺見

干熄爐斜道區(qū)耐火材料損毀的原因 1.1 斜道區(qū)耐火材料損毀的現狀

干熄焦工程是一項先進的環(huán)保和能源再利用工藝技術，對減少環(huán)境污染，節(jié)省水資源、能源再利用和提高焦炭質量具有重要作用和意義，是國家發(fā)展改革委員會制定的十大節(jié)能工程之一。但近幾年來，干熄焦工程推廣進度不快，全國需改造成干熄焦的焦爐約2200座左右，而至今投產的不到100座，究其原因雖很多，但干熄焦斜道區(qū)（俗稱牛腿）的耐火材料達不到設計和使用年限，損毀嚴重，迫使干熄爐停產檢修而造成業(yè)主困擾和經濟損失是一大制約因素。如昆鋼、馬鋼、南鋼等干熄爐均在投產一年內發(fā)生過斜道區(qū)耐火材料的裂紋、斷裂、損毀而被迫停產檢修。

1.2 干熄爐斜道區(qū)的破損原因

在干熄焦裝置正常操作時，循環(huán)風量應與排焦量相匹配。當排焦量增大時，循環(huán)風量也應相應增大，但每次增加循環(huán)風量的幅度不能太大。循環(huán)氣體流經干熄爐的冷卻段時，從斜道區(qū)進入環(huán)形風道，會帶走一部分焦炭。斜道區(qū)的耐火材料不僅受到焦炭向下流動時的沖擊力，還受到向上的循環(huán)氣體夾帶焦粉的沖刷。而且，焦炭、循環(huán)氣體以及耐火材料的溫度沿斜道高度連續(xù)變化，特別是斜道區(qū)下部的溫度在300～700℃之間變化，會產生很大的熱應力，從而造成耐火材料的拉裂、剝落等，圖1中示出了斜道區(qū)牛腿的破損情況。

圖1 干熄爐斜道區(qū)牛腿的破損情況 保證干熄爐斜道區(qū)耐火材料質量的措施

目前，干熄爐斜道區(qū)耐火材料大多采用莫來石碳化硅磚及配套膠泥，但在使用中仍存在一些問題。為此，我公司在斜道區(qū)耐火材料制作和砌筑等方面采取了以下措施，有效地保證了干熄爐斜道區(qū)耐火材料的質量。

（1）重視原材料的純凈度和理化指標。生產莫來石碳化硅磚及配套膠泥的主要原料有莫來石、碳化硅和氧化鋁超微粉等。其中莫來石又可分為天然莫來石、燒結莫來石和電熔莫來石；碳化硅有97碳化硅、93碳化硅、90碳化硅等品種；氧化鋁超微粉有α-Al2O3、研磨Al2O3等，根據細度不同又可以分為各種品種。在干熄爐斜道區(qū)復雜惡劣的工況條件下，原料應該有很高的純凈度，很好的活性，宏觀有很好的顆粒形狀，微觀組織結晶均勻、結晶相和晶粒形狀要好，并成網狀結構。但是，由于某些客戶、原料供應商和產品制造廠家一味追求降低成本，勢

必使選用的原材料品質下降，致使莫來石碳化硅磚及配套膠泥的指標達不到設計要求。為此，我們選擇了條件比較好的電熔莫來石、97碳化硅、超細α-Al2O3等原料，生產的莫來石碳化硅磚既能達到設計要求，又能滿足實際生產的需要，取得了理想的使用效果。

（2）用壓機制磚，嚴把質檢關。因干熄爐斜道區(qū)磚的品種規(guī)格多、數量少、尺寸大，少數生產廠家為節(jié)約生產成本，制磚時采用人工搗打；檢測設備和檢測手段缺失或質檢不嚴格。致使耐火材料的理化指標和尺寸誤差達不到設計和使用要求。針對此問題，我公司使用了1000噸的壓機生產，對于特別復雜的磚型，還采用了振動壓機生產，以保證磚結構的均勻性。然后采用高溫梭式窯燒成，并嚴格控制燒成溫度和保溫時間。若發(fā)現磚的尺寸、表面、理化指標不合格，堅決剔除銷毀，重新生產、檢測，有效地保證了產品的質量。對于耐火膠泥，主要是嚴格控制其細度，均勻攪拌，保證其粘結強度，使之與磚更好的配套。圖2為我公司生產的莫來石碳化硅磚。

圖2 宜興興貝公司生產的莫來石碳化硅磚

（3）嚴格控制砌筑質量。干熄爐砌筑是豎窯式結構，從斜道區(qū)開始就是變角度承載，應充分考慮承重的合理性及火泥在常溫下24小時后的硬化和耐壓強度。施工時往往為趕工期而忽略了這一點，砌筑中極容易產生位移和滑動，使每個牛腿受力不均勻，斜道的整體受力均勻性降低。因此，在砌筑時，必須嚴格管理，規(guī)范砌筑，均勻分配支撐牛腿的中心及圓周分布角度。堅決杜絕因趕工期及其他因素降低砌筑的要求，并綜合考慮天氣因素，盡量在夏秋季開始砌筑。在砌筑過程中，還要嚴格掌握灰縫誤差（±0.5），泥漿一定要飽滿，合理控制好磚縫及水平度，發(fā)現傾斜及扭曲現象應立即停止砌筑，及時調整。并應合理控制工期，每天砌筑一層，保證泥漿的冷態(tài)強度，砌完后應干燥三天，保

證強度，確保斜道區(qū)形成整體，從而提高承重的均勻與強度，圖3為干熄爐內襯照片。

圖3 干熄爐斜道區(qū)內襯砌筑照片

（4）合理安排干熄爐烘爐計劃。烘爐是保證干熄爐耐火材料使用壽命的重要因素。通常，耐火材料是有一定水分的，干熄爐在投產前，一定要把砌體中的大部分水排除出去，通常是從耐火材料的表面蒸發(fā)，蒸發(fā)速度隨耐火材料中的水分降低而降低。在烘爐初期，一定要嚴格控制升溫速度，一般每小時的升溫速度應控制在10℃左右，最高不超過20℃。嚴禁出現溫度波動，還必須保證足夠的保溫時間。

（5）保證干熄爐的穩(wěn)定運行。干熄爐的穩(wěn)定運行對增強斜道區(qū)耐火材料的使用壽命具有很重要的意義，必須制定合理的操作管理制度，控制好系統(tǒng)參數，使其保持熱態(tài)平衡。因此控制相對穩(wěn)定的排焦量，保證焦炭在干熄爐內以相對穩(wěn)定的速度向下流動，可以減緩焦炭對耐火材料的磨損；相對穩(wěn)定的排焦量還有利于爐內溫度的穩(wěn)定分布，也會減緩耐火材料因溫度波動產生裂紋和剝落。

我公司在干熄爐用耐火材料的制作、砌筑、烘爐和生產操作的各個環(huán)節(jié)中，嚴格貫徹執(zhí)行了上述措施，有效地保證了干熄爐耐火材料內襯的質量，深得兗礦國際焦化有限公司、上海五冶等用戶的好評。干熄爐斜道區(qū)耐火材料的選擇 3.1 斜道區(qū)耐火材料的種類

（1）莫來石碳化硅系列。目前，干熄爐斜道區(qū)的耐火材料大多選用莫來石碳化硅系列，該材料具有很好的抗急冷急熱性和耐磨性、抗折強度高、抗侵蝕等特點，在干熄爐中的使用量也最大。

（2）氮化硅結合碳化硅系列。國外尚無使用先例，國內個別廠家已進行了試驗，但未有充分實踐。由于這種材料的生產成本過高，還未為大多數廠家所接受。

（3）粘土系列。此材料有很好的抗急冷急熱性，但其材質不盡如人意。早期建設的干熄爐使用的是粘土系列耐火材料，但目前正在逐步被淘汰。

3.2 莫來石碳化硅磚和氮化硅結合碳化硅磚的比較

干熄焦裝置是用氮氣來冷卻紅焦，如果在材質上選擇和工況的材質接近，理論的使用壽命應該更長。氮化硅結合碳化硅磚就能較好地滿足上述條件，再加上氮化硅結合碳化硅磚的強度也較高，是干熄爐內襯較為理想的耐火材料。但其生產成本比較高，約為莫來石碳化硅磚的三倍以上，故一次性投資較高。特別是當前焦化行業(yè)低迷的形勢下，選擇氮化硅結合碳化硅磚對大多數廠家來說是難以負擔的。但從長遠來看，我們建議有能力的企業(yè)還是可以考慮的。

對于莫來石碳化硅磚系列在使用中出現的問題，我們認為除了材質本身存在的不足外，主要是人為因素造成的，如果從結構設計、原料選擇、配方、制造、施工、烘爐、運行維護等諸多環(huán)節(jié)嚴格控制質量，規(guī)范管理，使用一年以上是沒有任何問題的。更多資訊請關注中國耐火磚交易網。