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      焦炭干熄焦的工藝流程及所用耐火材料
      • 時(shí)間:2021.10.25
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      焦炭干熄焦的工藝流程及所用耐火材料 焦炭生產(chǎn)過(guò)程中的重要環(huán)節是熄焦。熄焦方法主要有濕(法)熄焦和干(法)熄焦。濕熄焦是傳統的工藝,它是用水作載熱體(噴水方法)將熾熱的焦炭(溫度約1000℃)降低到300℃以下;而干熄焦采用非水方法熄焦,具體是采用惰性氣體(一般為氮氣)鼓入裝入熄焦爐的熾熱焦炭冷卻,然后從熄焦爐下部排出。 由于熄焦方法不同,效果不同: (1) 焦炭質(zhì)量。干法熄焦優(yōu)于濕法熄焦。后者因用水將熾熱焦炭冷卻,焦炭裂紋增多,焦炭質(zhì)量下降,不利于高爐煉鐵。據有關(guān)資料分析,干熄焦因焦炭質(zhì)量提高,可使高爐煉鐵入爐焦比下降2% ~5%,提高高爐生產(chǎn)能力約1%。 (2) 節約水資源,減少環(huán)境污染。 (3) 降低有害雜質(zhì),保護環(huán)境。在濕法熄焦過(guò)程中,水與熾熱焦炭接觸, 產(chǎn)生的大量化合物、硫化物等有害物質(zhì),自由排放,污染環(huán)境。干熄焦采用惰性 循環(huán)氣體在密閉的干熄爐內對熾熱焦炭進(jìn)行冷卻,對粉塵、污染物易于控制。焦炭干熄焦用耐火材料干熄爐由預存室、斜道區和冷卻室組成。分別分布在干熄爐上、中、下部。干熄爐為圓形截面豎式槽體,外殼用鋼板及型鋼制作,內層采用不同耐火磚砌筑,有些部位用耐火澆注料。預...

      焦炭干熄焦的工藝流程及所用耐火材料

      焦炭生產(chǎn)過(guò)程中的重要環(huán)節是熄焦。熄焦方法主要有濕(法)熄焦和干(法)熄焦。濕熄焦是傳統的工藝,它是用水作載熱體(噴水方法)將熾熱的焦炭(溫度約1000℃)降低到300℃以下;而干熄焦采用非水方法熄焦,具體是采用惰性氣體(一般為氮氣)鼓入裝入熄焦爐的熾熱焦炭冷卻,然后從熄焦爐下部排出。

      由于熄焦方法不同,效果不同:
      (1) 焦炭質(zhì)量。干法熄焦優(yōu)于濕法熄焦。后者因用水將熾熱焦炭冷卻,焦炭裂紋增多,焦炭質(zhì)量下降,不利于高爐煉鐵。據有關(guān)資料分析,干熄焦因焦炭質(zhì)量提高,可使高爐煉鐵入爐焦比下降2% ~5%,提高高爐生產(chǎn)能力約1%。
      (2) 節約水資源,減少環(huán)境污染。
      (3) 降低有害雜質(zhì),保護環(huán)境。在濕法熄焦過(guò)程中,水與熾熱焦炭接觸, 產(chǎn)生的大量化合物、硫化物等有害物質(zhì),自由排放,污染環(huán)境。干熄焦采用惰性 循環(huán)氣體在密閉的干熄爐內對熾熱焦炭進(jìn)行冷卻,對粉塵、污染物易于控制。焦炭干熄焦用耐火材料干熄爐由預存室、斜道區和冷卻室組成。分別分布在干熄爐上、中、下部。干熄爐為圓形截面豎式槽體,外殼用鋼板及型鋼制作,內層采用不同耐火磚砌筑,有些部位用耐火澆注料。預存室的上部是錐頂區,中部是直段實(shí)心耐火磚砌體,下部是環(huán)形煙道。分內墻及外墻二層環(huán)形砌體,內墻要求高強度耐火磚。斜道區內層磚要求:抗熱震、高強度、耐磨。為此,選用莫來(lái)石-SiC磚。干熄爐入口耐火磚也如此。干熄爐預存室的耐火磚,熱沖擊大。裝焦炭的機械沖擊和磨損,要求高強、耐磨、熱震好的耐火材料,如莫來(lái)石磚;冷卻室因溫度變化頻繁,因此良好的抗熱震性是耐火材料基本要求。

      干熄焦用的干熄爐工作環(huán)境,耐火材料應具備如下優(yōu)良特性:(1) 抗熱震性。(2) 耐磨、強度要高(耐壓強度、抗折強度)。


      焦爐用耐火材料 焦爐用耐火材料

      1.硅磚硅磚中SiO2含量93%以上,SiO2能以三種類(lèi)型結晶形態(tài)(石英、鱗石英、方石英)和一種非結晶形態(tài)(石英)存在,而同一類(lèi)的結晶形態(tài),又有幾種同素異形體。石英有α—石英和β—石英;方石英有α—方石英和β—方石英;鱗石英有α—鱗石英、β—鱗石英和γ—鱗石英。三種形態(tài)及其同素異形體,是以晶格和密度不同來(lái)彼此區分的。
      它們在一定溫度范圍內是穩定的。超過(guò)此溫度范圍,即發(fā)生晶形轉變。600℃以前晶型轉變較多,故體積變化較大,而且在117℃、163℃、180—270℃,和573℃等幾個(gè)轉化點(diǎn),體積變化尤為顯著(zhù),這時(shí)容易引起砌體變形和硅磚裂紋。但是在600℃以上硅磚的體積變化較平穩,它的抗急冷急熱性反優(yōu)于粘土磚。
      因此,這對焦爐各部位材質(zhì)的選用,對焦爐砌筑、安裝、烘爐,生產(chǎn)維護及冷爐等,都有重要的意義。硅磚屬酸性耐火材料,具有良好的抗酸性渣侵蝕的能力。硅磚的導熱性能好,荷重軟化溫度高,幾乎接近其耐火度,一般都在1620℃以上,這是因為硅磚中的鱗石英能形成良好的結晶骨架,呈現出近于晶體的性質(zhì)。由于硅磚具有以上特點(diǎn),故現代焦爐主要部位:炭化室、斜道區和蓄熱室墻采用硅磚砌筑。增加硅磚導熱性對焦爐強化生產(chǎn)有利,提高硅磚密度能提高導熱性。

      2.粘土磚粘土磚耐火度雖高,但荷重軟化開(kāi)始溫度比耐火度要低得多,而且軟化變形溫度間隔很大,可達200C以上。粘土磚屬酸性耐火材料。具有良好的抗蝕性,它的熱穩定性好,但導熱性和機械性能均較硅磚差。格子磚、箅子磚、小煙道襯磚、爐頂用磚以及爐門(mén)襯磚、上升管襯磚等,應具有良好的熱穩定性,而對荷重軟化溫度要求不高,故均采用粘土磚。缸磚是過(guò)燒的粘土磚,表面光滑、密度大、機械強度和耐磨性高,用于焦爐頂面及焦側作業(yè)臺面等處。

      3.高鋁磚含Al2O3高于48%的鋁硅質(zhì)耐火磚叫高鋁磚,它的耐火度及荷重軟化開(kāi)始溫度均高于粘土磚,抗渣性能也好。耐急冷急熱性雖不如粘土磚但優(yōu)于硅磚,可用于砌筑燃燒室爐頭。

      4.葉蠟石磚葉蠟石磚是含SiO277%一78%,A12O319%一2l%的半硅磚,它的耐急冷急熱性和抗渣性均較強,是一種新型耐火材料,已被用于焦爐爐頂面磚和水煤氣發(fā)生爐作內襯,其用途有待開(kāi)發(fā)。

      5.耐火泥料耐火泥是使砌體成為一個(gè)整體的粘結劑,它應具有與砌體用磚相應的性能,焦爐用的火泥應具有:

      (1)常溫下有良好的可塑性與粘結性;

      (2)干燥和燒成時(shí)收縮性??;

      (3)耐火度和荷重軟化溫度高于所在部位溫度。砌筑焦爐用的耐火泥分為硅火泥和粘土火泥。硅火泥分高溫(>1500℃)、中溫(1350一1500℃)和低溫(1000一1350℃)三種。

      砌筑焦爐時(shí),根據各部位的耐火磚種類(lèi)和溫度采用不同的耐火泥。焦爐在熱態(tài)對所產(chǎn)生的裂縫、剝蝕或熔洞等爐體損壞進(jìn)行噴補或抹補時(shí),所用泥料是以水玻璃為粘結劑的硅質(zhì)或粘土質(zhì)火泥,以及以磷酸為粘結劑的粘土火泥。由于磷酸成本較高,也有的部分采用硫酸鋁作粘結劑配制成熱修泥料。

      除上述耐火材料外,為減少高溫墻面向外界的散熱,在其受熱面與外壁間常用隔熱材料砌筑。

      隔熱材料可以直接充填,可調制成膠泥涂抹,可制成隔熱磚或隔熱板,也可制成隔熱氈,還可以輕質(zhì)粘土磚塊、蛭石、嘭脹珍珠巖等作骨料,加水泥、磷酸鹽、水玻璃等膠凝材料制成隔熱混凝土。焦爐常用的隔熱材料有硅藻土磚、輕質(zhì)粘土磚、膨脹珍珠巖磚、蛭石磚、硅酸鋁纖維等。

      焦爐
      焦爐砌筑耐火材料的管理

      焦爐是一種結構復雜、要求壽命長(cháng)達25年以上且長(cháng)期連續生產(chǎn)的熱工設備,它的用途是將煤在隔絕空氣的條件下加熱到950℃~1050℃干餾,從而獲得焦炭和其他副產(chǎn)品,是焦化煤氣系統的心臟,因此焦爐砌筑是焦化煤氣系統工程施工的重要環(huán)節。

      眾所周知,焦爐砌筑工程施工是否順利,與施工準備做得是否充分有很大關(guān)系,施工準備做得好,施工時(shí)就會(huì )按部就班、有條不紊地順利進(jìn)行,而耐火材料的管理工作既占施工準備工作的一大塊,又貫穿整個(gè)砌筑過(guò)程。焦爐用耐火材料量大、品種多、磚型復雜、砌筑質(zhì)量要求高等特點(diǎn),以JN60—82型65孔焦爐為例,其耐火磚總量約17000t,500多個(gè)磚型,耐火材料有硅磚、粘土磚、缸磚、硅藻土磚、紅磚、耐熱填料及耐火泥漿等,大約占整個(gè)焦爐本體砌筑工程造價(jià)的70%,所以對以上這些耐火材料進(jìn)行管理的技術(shù)水平高低,將直接影響工程實(shí)體的質(zhì)量、工期和項目的經(jīng)濟效益。

      1 耐火材料庫焦爐砌筑前耐火材料的準備工作必須到位,而耐火材料需要放入耐火材料庫,包括有蓋庫和露天庫。有蓋庫用來(lái)存放硅磚、隔熱磚和粉料,露天庫貯存粘土磚、缸磚和紅磚。輔助材料大多也放在有蓋庫內。無(wú)論有蓋庫或露天庫,均要有堅實(shí)的地坪,庫內地坪要高于庫外地坪,周?chē)信潘疁?。有蓋庫要保證不漏雨,庫內設足夠的照明。

      2 耐火磚的碼放為了方便施工用料,應根據工程需要和庫房的具體情況繪制出耐火材料入庫存放平面圖,規劃使用庫房。其原則是:要按照施工的先后順序碼放,先進(jìn)行砌筑部位的耐火磚盡量靠近運輸線(xiàn)路堆放;按照砌筑焦爐的部位分別碼放;按不同磚種碼放,如硅磚、粘土磚、保溫磚等分別堆放;按照不同規格分別碼放;所有磚垛均應標識清楚,標明磚種、磚號及使用部位,以免用錯;磚垛間通道的寬度:人行道不小于600mm,運輸道不小于2000mm,磚垛與墻的距離不小于500mm;同一磚號的磚垛,只允許有一個(gè)不完整的磚垛。

      3 耐火材料的檢查與磚加工在施工前,對耐火材料要做好四個(gè)方面的工作,以保證質(zhì)量和工期。


      焦爐耐火材料 3.1 檢查入庫
      3.1.1 異型耐火磚逐塊檢查,合格品入庫。
      3.1.2 磚垛堆放高度宜為:(不大于)直形耐火磚3m   大數量異型耐火磚2.5m   小數量異型耐火磚和形狀特復雜的磚1.5m
      3.1.3不合格磚也分號另行堆放整齊。
      3.1.4 耐火泥等要抽查其重量,記錄準確,標識清楚。

      3.2 分大小號
      3.2.1 以磚的厚度(高度)為主,將蓄熱室墻和燃燒室的大數量磚號(共約6~7個(gè))按厚度分為兩類(lèi),標明大小,分垛堆放。
      3.2.2 在耐火磚訂貨時(shí),力爭把厚度標準改為+1、-2,長(cháng)度為+2、-3這樣,就可取消了按厚度分大、中、小號的工作。否則就力爭大公差磚越少越好,以減少加工量,但負公差磚也不能過(guò)多,否則砌體的灰縫和標高就難以保證。

      3.3 磚抽檢
      3.3.1按需要對磚的主要尺寸進(jìn)行量尺,隨機抽查,以了解磚公差的分布情況。抽查數量依據磚量大小約為3%~10%。
      3.3.2 抽查要精確,要做好記錄和分析。

      3.4 耐火磚的加工
      3.4.1 一般耐火磚加工廠(chǎng)設在磚庫的附近,加工廠(chǎng)要具備防雨和排水功能。廠(chǎng)內配置一臺切磚機及除塵設備。
      3.4.2 根據磚抽查和預砌結果,確定加工磚方案,各部位的磚的加工工作應在該部位砌筑開(kāi)始前完成。
      3.4.3 設計規定的切磚提前進(jìn)行。
      3.4.4 凡需要加工的磚必須由技術(shù)人員按照施工圖經(jīng)過(guò)計算畫(huà)出加工草圖,草圖上應該注明原磚號、新編磚號、材質(zhì)、尺寸、數量、使用部位及其他要求。
      3.4.5 加工時(shí)要按照草圖在磚上畫(huà)出加工線(xiàn),經(jīng)檢查無(wú)誤后方可進(jìn)行切割。加工后磚的尺寸誤差應控制在2mm以?xún)取?.4.6 加工好的磚應標上新編磚號,交材料員登記并分別碼入庫房的指定位置待用。

      4 預砌筑
      4.1 預砌筑的目的
      4.1.1 進(jìn)一步審查設計,審時(shí)不易察覺(jué)的問(wèn)題。
      4.1.2 檢查耐火磚外形,入庫時(shí)沒(méi)有發(fā)現的問(wèn)題。發(fā)現在施工圖紙自發(fā)現在磚檢查驗收
      4.1.3 進(jìn)一步了解耐火磚的尺寸偏差和相互配合的狀況,再結合抽查磚來(lái)確定加工方案。
      4.1.4了解耐火泥的使用性能。
      4.2 預砌筑的要求
      4.2.1 預砌筑時(shí),除斜道砌在蓄熱室墻頂之外,其他均從地坪重新打底 。
      4.2.2 預砌時(shí),要和正式砌磚一樣測量放線(xiàn)立標桿,使用的磚要隨機取用。
      4.2.3 預砌要做好詳細記錄及情況分析。

      5 耐火材料的供應
      (1)耐火磚、耐火泥漿及輔助材料采用限額供料方式,技術(shù)人員要做好日作業(yè)計劃,做好每日每砌筑組上磚小票,當日料當日用完。
      (2)擺磚場(chǎng)設置在焦爐附近,上磚人員根據技術(shù)人員編制的上磚小票將磚從磚庫領(lǐng)出并按照小票標明的順序碼放在磚板上,于砌磚前一目夜班一次集裝供齊,砌磚時(shí)要有專(zhuān)人負責補充零星壞磚,廢究耐火磚當日運下?tīng)t回庫。(3)每一板磚碼放完成后 由材料員按小票清點(diǎn)復查,確認無(wú)誤后,在磚板的明顯處寫(xiě)明墻號、組號、磚板號。
      (4)上磚時(shí),由叉車(chē)配合汽車(chē)將磚整板運入焦爐大棚內,用天車(chē)吊運到爐上并按照磚板上所標的組別和板號擺放在相應位置。
      (5)在焦爐機側一端焦爐大棚外側設置攪拌站,配置3臺泥漿攪拌機、3個(gè)大灰槽和1個(gè)計量水箱,搭設一座80~lOOm。臨時(shí)防雨火泥庫。
      (6)攪拌站每天的攪灰類(lèi)別和攪拌量、配比由技術(shù)員提前一天提供給站長(cháng),由站長(cháng)安排作業(yè)人員嚴格按配比攪拌。攪拌好的泥漿應按類(lèi)別做好標識,一旦用錯后果不堪設想。
      (7)耐火泥漿 由攪拌站裝中灰槽運到焦爐大棚內,用天車(chē)吊運到每個(gè)作業(yè)組。向每砌筑組供一中灰槽泥漿,砌磚過(guò)程中,再按當日需灰量,為各組補齊。每天砌筑完成后要對剩余的泥漿進(jìn)行清理、回收,并堆放在指定位置,在熱態(tài)灌漿時(shí)使用。工業(yè)爐砌筑工程遵循“設計是前提,材料是基礎,施工是關(guān)鍵,管理是保證”的技術(shù)路線(xiàn),目前我國的焦爐砌筑施工已經(jīng)形成一套較為成熟的工法,在采用新技術(shù)和運用高科技方面我公司近年已經(jīng)研究出“焦爐仿真施工技術(shù)”,利用計算機輔助系統進(jìn)行焦爐砌筑施工管理,省時(shí)省材省力,數據準確,尤其是在耐火材料管理方面效果尤為顯著(zhù)。


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