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焦炉炉门内衬的损毁机理及性能要求

发布日期: 2019-10-08 13:56:40    阅读量(121)    作者:刘梓明

焦炉生产炉门开启频繁,表面温度高、装煤出焦温度变化大,操作环境差,使用寿命不长。寻求一种强度高、重量轻、保温性好、热稳定性优的新型炉门内衬材料是焦化工作者共同关注的课题。国内传统的4.3m焦炉与6m焦炉上的炉门内衬结构基本上采用堇青石砖及粘土砖等小型耐火砖砌筑,也有焦化厂试用过耐火浇注料当炉门内衬材料,但其使用寿命不长。因此,耐火浇注料在国内焦炉炉门内衬结构领域一直没有得到推广应用。

近些年,一些超大容积焦炉炉门内衬采用了浇注料预制块结构,但采用国产化浇注料生产的预制块达不到引进的国外先进技术设计指标,特别是在使用寿命方面甚至比不上从国外拆回来已使用过的模块性能,研制新型焦炉炉门耐火浇注料非常必要。

焦炉炉门损坏因素归纳如下:

1) 化学侵蚀。炼焦过程的产物较复杂,主要包括H、CH、C2H6、C2H4、C3H8、CO、CO2、N2、苯、甲苯、二甲苯以及一些其他化合物,炉门衬砖一直受到这些产物的化学侵蚀。这些活泼的气态和液态热解产物,首先通过砖的显气孔扩散到砖的内部,最终与砖内物质发生化学反应及物理扩散破坏砖的晶格组织,降低砖的综合物理性能。

2) 热破坏。在炼焦的每个周期中,炉门衬砖受到3次热冲击,即1000℃到室温,室温到700℃,700℃到室温,导致衬砖表面裂纹以及在边角处热应力集中,常发生砖角破损现象。

3) 积碳清理受到的机械损伤。

焦炉在使用过程中,炼焦产物如焦油等牢固粘附于衬砖表面,随着使用周期的延长,积碳层逐步增厚,造成炉门关闭不严,导致漏气冒火。积碳的清理常用机械铲除和高压水冲等方法,由此产生的机械力加速炉门衬砖的损毁。

要使炉门衬砖具有较长的使用寿命,衬砖必须具备以下基本性能:

1) 具有良好的热震稳定性,经得起焦炉生产过程中的热冲击;

2) 具备较高的强度;

3) 具有极低的热传导系数和密度(可降低能耗,节约成本,改善工作环境);

4) 具有高的抗化学侵蚀性能;

5) 具有抗结碳能力(去碳劳动强度大,造成环境污染)。

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