干熄焦炉牛腿用耐火材料的应用.docxVIP

干熄焦炉牛腿用耐火材料的使用干法熄焦简称干熄焦(CDQ)，是相对于湿熄焦而言的采用惰性气体熄灭赤热焦炭的一种熄焦方法，是钢铁工业重大节能环保技术。基本原理是在干熄炉内红热焦块与惰性气体逆向流动发生热交换使焦炭冷却，被加热的惰性气体再把热量传给锅炉的换热面产生蒸汽。在循环风机的作用下，惰性气体在系统中不断循环，将焦炭的温度从1000℃冷却到250℃以下，达到熄焦的目的。干熄焦能回收利用红焦的显热，改善焦炭质量，减轻熄焦操作对环境的污染。图1 千叶厂干熄焦工艺流程图1、焦炉和导焦车 2、焦罐 3、提升机 4、上料漏斗 5、预存室 6、熄焦室 7、喷气装置 8、排焦装置 9、皮带运送机 10、焦炭排出温度200～250℃ 11、焦炭装入温度950～1050℃ 12、稀释空气 13、除尘器 14、锅炉 15、气体温度750～800℃ 16、旋风分离器 17、辅助鼓风机 18、稀释氮 19、循环气风机 20、焦炭 21、惰性气体 22、提升塔 23、气体温度170～180℃一、干熄焦炉用耐火材料干熄焦炉砌筑体属于竖炉式结构，是正压状态的圆筒型直立砌体。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，所以对该部位耐火材料砌体的热震稳定性能要求较高。另外在干熄炉装入口，耐火砖受焦炭磨损程度大，温度变化也大。因此，这些部位选择耐冲刷性、耐磨损、耐热震性好和抗折强度大的莫来石-碳化硅砖砌筑。干熄焦炉用莫来石-碳化硅砖的部分理化指标见下表1表1 莫来石结合碳化硅砖理化指标砖种显气孔率%体积密度g/cm3常温耐压强度Mpa抗折强（1100℃×0.5h），Mpa热震稳定性（1100℃水冷），次SiC,%Al2O3,%Fe2O3,%A型莫来石碳化硅砖≤21≥2.5≥85≥20≥40≥30≥35≤1.0B型莫来石碳化硅砖≤21≥2.5≥85－≥50≥40≥30≤1.2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了热膨胀以及装入焦炭的冲击和磨损，此部位要选择高强耐磨、耐热震性好的A型莫来石砖砌筑。干熄焦炉用莫来石砖的部分理化指标见下表2表2 莫来石砖理化指标砖种显气体积密度常温耐压强度Mpa热震稳定性（1100℃水冷），次Al2O3,%Fe2O3,%孔率%g/cm3A型莫来石砖≤18≥2.4≥75≥30≥55≤1.3B型莫来石砖≤17≥2.45≥85≥22≥55≤1.3预存段下部是环型烟道，分为内墙和外墙两重环型砌体。内墙要承受装入焦炭的冲击和磨损，还要防止预存段与环型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，而且循环气体携带焦炭粉尘，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受上部砌体的重量，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，所以该部位选择耐冲刷、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，所以是最容易受损的部位之一。由于干熄焦炉冷却段磨损最大，温度变化也较频繁，所以选用高强耐磨，耐热震性好的B型莫来石砖。二、牛腿部位的结构方式目前牛腿部位使用主要采用下面三种方式。1、新日铁原型模式。采用两块砖并接、舌槽咬合结构，层与层之间采用错缝压砌方式，柱部材料（牛腿）采用QAT（莫来石-碳化硅砖）。而后因使用开裂对此类结构进行了改进，改用整砖结构。损毁表现为对接竖缝开裂，造成结构错位受力不均，从支柱工作面向深处裂缝扩展，产生压碎和断裂。开裂和断裂的程度随时间延长剥落愈加严重，直至柱部损毁。2、新日铁改进型模式。有2 种设计方式：①采用了插销式定位，在武钢柱部砖排列的基础上，将端头两环砖改为整砖；②前2层两块砖并接，采用S型舌槽咬合，第三层采用一层整砖砌筑方式，如此循环。材质为BE3-LN（高级粘土砖）。损毁表现为抗磨损性能差，整体柱部较好，只有个别支柱的下部出现断裂。3、日本NKK设计模式。日本NKK模式烟道部位为双斜道设计，材质为QAT。因为采用了双斜道方式，两柱间增加了连接支撑，柱部开裂大大减少。此种方式目前采用的较少，但为了解决牛腿开裂的问题，已有部分厂家开始尝试。2002～2005 年中冶焦耐设计的柱部结构采用的是两块砖并接的新日铁原型设计形式，加之对火泥耐火度和荷软提出了较高的要求，火泥在高温下基本不出现液相，火泥吸收砖体的热膨胀和各种应力的能力大大减弱，容易造成砖缝开裂，支柱下部砖断裂（因下部砖半镶嵌于内筒墙体中，应力加剧所致），武钢、马钢、通钢、莱钢几座干熄焦炉支柱均出现同类现象。2005 年下半年，中冶焦耐对柱部进行