半干法喷补技术在中期焦炉维护中的应用

半干法喷补技术在中期焦炉维护中的应用

苏国亮

酒钢集团焦化厂 735100

摘要：本文主要对半干法喷补技术工作时运用的原理进行了分析，并依据半干法喷补技术的性能特点，联合中期焦炉损坏的特点，着重介绍了半干法喷补技术在焦化厂焦炉中应用情况及应用效果。

关键词：半干法喷补技术；中期焦炉维护；应用研究

1. 半干法喷补技术简述

1.1半干法喷补技术工作原理

半干法喷补技术工作原理：根据焦炉炉体不同部位及损坏程度，选择相应的喷补料进行炉体修补。喷补料装入料斗中，通过转盘输送由压缩空气为动力将料吹到输料管、混合器中与加压水混合，加湿至含水量15%，通过喷枪将混合均匀的料喷补附着到炉体损坏部位，及时将喷补面抹平。在喷补过程中可通过调节给料器转速控制给料量的大小，调节水阀开度控制料水混合比。喷补料在炉墙的高温下迅速凝固，与炉墙牢固的烧结为一体，以达到炉体修补的目的。半干法喷补工艺流程如图1所示。

图1半干法喷补工艺流程示意图

1.2半干法喷补技术特点

半干法喷补料主要有以下特点：抗碎性和耐磨性好，热导性好，与热的炉墙结合力强，易于抹平。在焦炉正常生产条件下，半干法喷补料的制作工艺决定了其具有一定的附着性，喷补料附着率可达到87%以上。同时，喷补料与硅砖的结合性好，形成与硅砖同样致密的材质，能够结合持久。同时半干法喷补便于喷补料的分层，在对严重部位进行喷补时，能够有效控制喷补效果。

2. 中期焦炉损坏特点分析

2.1炉头处出现大面积麻面

炭化室墙面砖用到的主要材料就是硅砖，但硅砖在耐急冷及耐急热性能上都不具有优势，若是对门频繁开展操作时，炉头进入至炭化室的冷风会再次与高温硅砖产生接触，导致炉头部位的硅砖出现晶型转变的现象，这时硅砖的表面材质也会因为各种原因出现脱落，炭化室墙面这个时候出现的麻面。

2.2炉头与保护板衔接处砖体破损

炭化室炉头的砌体与保护板会由于材质上的不同产生不同的影响，在出现膨胀时，保护板对砌体产生的压力较大，同时，这个部位的砌体在炉门摘实施对门操作时会受到炉门砖的挤压，也很容易出现破损，导致炉头与保护板之间的衔接处出现一些缺角情况。

3. 半干法技术在中期焦炉维护上的应用

3.1修补前的准备

①根据选定的修补炉号，最好是在检修时间内修补，这样不会影响焦炉正常生产。提前通知生产人员，出完炉后留空炉，喷补作业前摘掉炉门，打开靠近的一个装煤孔盖。②操作人员提前将喷补机、工具就位，连接好风管、水管、电缆线，器具摆放整齐，喷补料放到现场。③接通电源，开启电机，检查设备是否正常以及转子旋转方向是否正确。

3.2炉头墙面修补

①在喷补前需彻底清理损坏部位的焦油、石墨等杂质，以确保喷补料与炉墙结合牢固。清扫所用压缩空气压力为0.5MPa，清扫以工作面干净为准。②清扫完毕进行喷补。喷补前，接好喷枪、水、电、压缩空气，喷补机料斗内倒入喷补料。喷补机和喷枪由专人操作，喷补机操作人员按照先开压缩空气，后送喷补料，再开水的顺序开动喷补机。喷枪操作人员根据进料量缓慢调节混合器前的水量调节阀，使喷在喷补面处的泥料细腻均匀，不流淌、不干枯。喷补用压缩空气压力不低于0.4MPa，水的压力为0.5MPa。③喷补时，喷枪口距墙面约100－300mm，喷枪头自下而上逐渐移动，并根据喷补部位的损坏情况进行分层喷补，不要在某点一次喷补到位。④在喷补过程中一边喷补，一边用铲子刮平喷补面，使其表面光滑平整同时喷补面不高于相邻墙面。⑤喷补结束后，应先停喷补料，再吹扫干净料管后停水和压缩空气。清理干净炉底废料，对上炉门。

3.3炭化室底部、上升管根部、废气盘两叉部承插缝修补

①炭化室底部修补：用振动锤清除旧砖，必须清理到坚实面（不能损坏第二层底砖和墙砖），并用压缩空气吹干净；风压、水量、给料速度调整到规定范围内，由里向外一层一层的喷补，直到与相连接的底面砖高度一致，做到修补的炉底表面平整、无凹凸现象；空炉加热2小时后装煤。

②上升管根部修补：可在更换上升管时修补；上升管根部突然发生窜漏时，可在焦饼刚成熟的时候通过上升管口向下至根部喷补或推焦后站在推焦车平台上喷补。

③废气盘两叉部承插缝修补：将承插缝内原有的填充物清理干净，控制减少喷料量，喷补结束后压实、抹平。

4. 实例分析

某焦化厂3#焦炉为JN43－80炉型，于1998年投产，进入焦炉中期管理阶段。长期以来焦炉受出焦过程中受急冷急热温度冲击和推焦时焦炭的摩擦和挤压影响，炉头墙面出现剥蚀、麻面、破裂、凹陷、缺角等损坏现象，部分凹陷深度达20～60mm。焦炉进入中期管理阶段后，这种损坏进一步加重，所以对中期焦炉的维护工作势在必行。

4.1喷补料的技术指标

厂用的喷补料主要技术指标见表1和表2。

4.2效果

使用半干法对3#焦炉炭化室墙面麻面和炭底砖裂纹进行半干法喷补治理后，炉头部位和炭化室底部平整，无凹凸不平现象，用钢钎进行喷补料的强度试验，其硬度很高，使用1年来无明显破损，效果良好。

经过多次实验摸索发现，喷补混合料需根据修补部位、损坏程度来选择不同的泥料和配比（配比隐去），如针对过顶砖部位的喷补，需加配高铝水泥，增加泥料的粘结性；针对2～4mm的裂缝喷补，需磨细喷补料，增加喷补料的细度才能更好地深入裂缝内；针对上升管衬砖的喷补，需考虑粘土砖与硅砖不同的特点，采用黏土火泥、高铝水泥、高温骨料做配料等。半干法喷补技术推广运用近一年以来，在对过顶砖的喷补、炭化室墙面直裂缝及保护板和炉头砖之间的裂缝喷补、上升管管体修补上，取得了较好的喷补效果。

结 语：

我国焦炉的一代炉龄大概在25年以下，只有一些钢铁企业的焦炉寿命达到了30年以上。目前来看，一些焦炉已经进入至维护期或是衰老期，因此应该加强对这些焦炉的热修维护，从而适应我国炼焦技术继续发展的需要。通过利用先进的焦炉喷补技术，对喷补料到挂接时间进行延长，减少由于操作时间延长导致的炉体破坏，并同时对焦炉能源的消耗进行降低，减少由于煤气跑泄导致的环境污染及资源浪费问题，实现焦炉高效长久使用的目标。

参考文献：

1. 童利民，王俊.半干法喷补技术在中期焦炉维护中的应用[J].山东化工，2016.

2. 王小强.半干法喷补技术在中期焦炉维护中的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2018.