陶瓷焊补技术在焦炉维修上的运用

湘钢焦化厂目前有6座焦炉,四座4.3m,两座6m,1#、2#焦炉炉龄已近3300年,四座44..33mm焦炉均已处于一代炉龄的中晚期。部分焦炉炭化室墙面剥蚀严重,且存在深火道穿孔熔洞现象(如2010年7月22日3#焦炉4#炭化室南墙第六火道的1.2m高处穿孔)。

1 陶瓷焊补技术原理

陶瓷焊补技术中用到的焊补料是耐火材料与微细金属粉末制成粒状混合物。焊补料混合物放入陶瓷焊补机,随氧气流通过喷枪一起喷向炭化室高温炉墙表面(炉墙温度不低于800℃)。金属粉末作为燃料,氧气为助燃剂,耐火材料作填补剂。金属粉末的燃烧使修补面温度达到2000~3000℃,这个温度足以使耐火材料融化并与修补墙面形成熔融相,达到修补炉墙的目的。陶瓷焊补所需设备包括焊补机、焊枪(4m、6m、10m)、氧气管线、输料管线、接头、振动锤和陶瓷焊补料等。

2 陶瓷焊补技术与传统方法的比较

传统方法修补炭化室炉墙费时费力且使用周期短,一般在两年以下。尤其在深火道维修方面,由于位置较深,修补难度大,修补前焦炉需进行降温,立火道温度降低到600℃以下,炭化室墙面温度降低到200℃以下,对炉体损害严重且影响焦炉正常生产。如3#焦炉4号炭化室南墙第六火道的穿孔维修历时72小时,同时需设置两个闷炉号和两个缓冲炉号。其中闷炉号结焦时间长达80小时,严重影响了焦炉的正常生产。

陶瓷焊补所用工具结构简单、安全性高,作业时间短且劳动强度低。陶瓷焊补的修补面与炭化室炉墙硅砖有相近的化学成份,减少了温度应力及化学反应,使陶瓷焊补料与炉墙砖焊接紧密结合。剥蚀或麻面炉墙、砖缝不严窜漏炉墙、穿孔和熔洞炉墙,采用陶瓷焊补对于保证炉墙严密都有非常好的效果,陶瓷焊补后的焦炉墙面平整光滑,推焦阻力小,推焦电流低,且焊补面使用寿命长,一般能达到3~5年。陶瓷焊补在焦炉正常生产的温度条件(热态)下进行,不随意冷炉凉炉,避免损坏炉墙。如1#焦炉1号炭化室21火道南墙下部,墙面剥蚀严重,曾多次用传统方法进行抹补,效果差。采用陶瓷焊补仅用时2小时50分,且效果显著。

2013年7月13日,3#炉的4号炭化室南墙6火道原修补面穿孔,利用陶瓷焊补仅用时3小时,与传统维修方法比较,优势明显。

3 陶瓷焊补技术的实施与创新

陶瓷投入使用以来,我厂共焊补了近40个炭化室墙面,未发生过炭化室墙面穿孔现象,焊补后的炉墙表面平整、光滑、严密、不串漏,推焦电流均在标准范围内。陶瓷焊补技术引进后,通过作业实践,对陶瓷焊补技术操作进行了创新和改进。如发明了窗式炉门(如图1、2、3、4所示),用一条废旧炉门挖去中心部位,沿炭化室高向安装12个小窗,根据炉墙损坏部位的频繁程度,决定窗口的大小。炉门下部(下横铁下)窗口高为180mm,下横铁上窗口高为400mm,再往上窗口高为300mm,最上方小炉门采用两扇对开的窗门。中间8个窗口高为200mm。窗门中间用两层20mm、30mm厚的硅酸铝纤维毡起保温隔热作用。对要焊补的炉号按照损坏部位开窗焊补,此炉门能够保证炉头温度不降低,延长炉体寿命,改善职工的操作环境。另外,在较深火道维修时,用硅酸铝纤维毡包裹焊枪及枪头,减少高温烧烤,保证焊枪枪头温度不高,陶瓷焊补料顺利输出,延长焊枪的使用寿命。

4 结语

我厂四座4.3m焦炉均已处于一代炉龄的中晚期,特别是炉龄较长的1、2#焦炉,在引进陶瓷焊补之前,炭化室炉墙频繁穿孔,传统热修方法劳动强度大,使用周期短,焦炉维修工作相当被动。采用陶瓷焊补技术后,焦炉炉体维护工作进步明显,主要体现在维修时间短、维修效果好、使用时间长,大大减轻了热修人员的劳动强度。在焦炉维护中,引入新技术,不但提高了工作效率,降低了劳动强度,而且有利于提高焦炉寿命。

摘要：详细介绍了陶瓷焊补技术的原理,以及陶瓷焊补技术与传统焦炉维修方法相比,有哪些优点。陶瓷焊补技术在我厂实施的情况,以及我厂在使用陶瓷焊补机过程中所进行的创新工作。

关键词：陶瓷焊补,焦炉维修,炭化室,窗式炉门

参考文献

[1] 刘武镛,孙红艳.炼焦热工管理.冶金工业出版社.2011年出版

[2] 于振东,蔡承祐.焦炉生产技术.辽宁科学技术出版社.2002年出版