我國焦爐熱修噴補技術的應用和進展透視

砌筑質量是焦爐長壽的基礎，熱修維護是焦爐長壽的保證，半干法補爐技術將會得到推廣應用，并在焦爐噴補技術中占主導地位，要隨時檢查爐體情況，焦爐熱修噴補維護要變被動維修為主動維修。

焦爐是一種投資大、結構復雜的熱工爐窯，要求一代爐齡一般在30年以上。由于焦爐的生產受多種因素的制約，我國上世紀六七十年代修建的焦爐一代爐齡大多在25年以下，只有少數(shù)鋼鐵企業(yè)的焦爐壽命達到了30年。目前，這些焦爐經過大修后，其二代爐齡已進入維護期或衰老期。這些焦爐一般都是炭化室4.3米高的爐子，大約有70余座，焦炭年產量達2800萬噸，占全國年產焦炭總量的七分之一以上。我們應當加強對這些焦爐的熱修維護，以適應我國煉鐵技術發(fā)展的需要。這些焦爐至少還要服務10至20年時間。

應重視焦爐熱修噴補技術的作用

自上世紀80年代寶鋼引進6米焦爐以來，我國目前正在服役的6米焦爐近60余座，大多爐齡在10年以上。此外，我國還有在建大中型機焦爐近70座，年產能為3000余萬噸；擬建焦爐55座，年產能約為2700萬噸。采取先進的焦爐熱修長壽技術，對這些焦爐實施有效的維護檢修，顯得尤為迫切。

在焦爐爐體熱修維護技術上，國內不少鋼鐵企業(yè)經過探索，先后開發(fā)了干法噴補、濕法噴補、火焰焊補和半干法噴補等方法，通過技術創(chuàng)新，有效地遏制了焦爐老化的局面，延長了爐體壽命。

由于在焦爐裝煤、出焦時，受冷熱急變溫度的沖擊和推焦時推焦桿的磨擦，以及焦炭的擠壓，焦爐炭化室砌體會受到推焦的機械力、爐溫周期性劇烈變化所產生的應力、高溫下的硅磚與外界介質發(fā)生化學反應等正?；蚍钦Ｒ蛩氐挠绊?，在部分砌體特別是炭化室的爐頭部位出現(xiàn)剝落、破裂、凹陷、缺角等缺陷。這種不可避免的變化，從焦爐投產出焦就開始，而且損壞程度隨著爐齡的增長而加劇，如果維護適當，就可延緩損壞的速度。在一般情況下，當爐齡達10年以上時，爐墻磚表面將產生變質層，而且隨著爐齡的增長，變質剝蝕程度加深并帶來磚墻的嚴重損壞。爐墻的損壞大多是從爐頭開始，之后向中間推移。為了使焦爐穩(wěn)產長壽，對焦爐爐頭部分進行預防性噴補是十分需要的。如果焦爐先天性砌筑質量是焦爐長壽的基礎，后天熱修維護則是焦爐長壽的保證，它可以保證爐體各部分砌體的嚴密性。

焦爐砌體損壞的特殊性和維修的復雜性，給我國煉焦工作者提出了熱修維護技術的新課題，迫使我們不斷開發(fā)采用新技術，摸索噴補規(guī)律，以減緩爐體衰老速度，延長焦爐壽命。

焦爐常用熱修維護方法對比分析

我國煉焦爐的熱修技術是在護爐操作的實踐中不斷摸索和發(fā)展的。從上世紀50年代末開始采用前蘇聯(lián)的干法噴補技術，到70年代的濕法噴補技術、80年代的火焰焊補技術，再到90年代的半干法補爐技術，國內有關單位和企業(yè)博采眾長，使護爐技術在不斷發(fā)展中進步，有效地維護了焦爐爐體的完整性。下面，筆者對焦爐常用熱修維護方法進行一下對比分析：

干法噴補技術。此方法的機理是利用噴補料與爐墻磚相似的性能，在高溫下將二者黏結在一起。它用壓縮空氣將耐火泥送至噴嘴，在混合器內與黏結劑混勻后噴涂在爐墻上。此技術由于噴嘴易堵塞、掛料時間短、灰料浪費大而停用。

濕法噴補技術。濕法噴補是將噴補料與結合劑配制成漿進行噴補，常用的結合劑是磷酸和水玻璃，主要是利用結合劑在高溫下有較強的黏結性的特點，將耐火泥黏附在爐墻表面。該技術具有操作簡單、補爐快捷的特點，至今仍在不少焦化廠使用。該技術主要有兩個缺點：一是硅磚的熱穩(wěn)定性差，當常溫含水量高達40%至50%的灰漿噴在1100℃高溫的墻面上時，墻面急劇冷卻，會產生肉眼看不到的龜裂，時間一長，損壞就暴露出來；二是黏結力低，掛料時間只有6至9個月。隨著先進補爐技術的出現(xiàn)，這種方法被淘汰已是大勢所趨。

火焰焊補技術。火焰焊補技術是上世紀70年代出現(xiàn)的先進補爐技術，我國只有幾家焦化企業(yè)引進了日本的這一技術。該技術的補爐機理是利用丙烷和氧氣燃燒產生的高溫火焰，將耐火粉料熔融，然后吹附到爐墻上。該技術裝置由控制箱、焊槍、空氣錘等組成，使用介質有丙烷、氧氣、壓縮空氣、冷卻水等，******噴補能力為50kg/h耐火料。

本鋼、武鋼等企業(yè)在氧氣、丙烷和噴補料、噴嘴與墻面的距離、角度及移動速度等方面，進行了積極探索，分析了火焰焊補的質量與粉料的熔融性的關系。實踐證明，從分析焊補火焰中噴補料的熔融過程看，粉料粒子在離噴嘴200mm開始熔融，大于300mm后粒子便開始凝固，也就是說在200至300mm間，粉料粒子牌******熔融狀態(tài)。因此，噴嘴與墻面的距離保持在200至300mm，可獲得******焊補效果。否則，噴補料在固態(tài)或半熔融態(tài)噴上去，易產生氣孔，焊層疏松。火焰束應垂直于墻面，噴嘴移動速度適宜，并根據粉料的堆積厚薄、墻面損傷狀況而隨時調整，以防止空料、偏料和落料。

焦爐火焰焊補技術是濕法補爐技術的一次飛躍，特別適合爐墻裂紋及小于10mm裂縫的焊補，在一定程度上遏制了爐墻裂紋的擴大和剝蝕深度和加劇。該技術的缺點是：有關設備龐大笨重、管線復雜、對燃燒介質要求高、涉及人員多、焊補速度慢，且只適用于輕度剝蝕墻面的焊補。對于20年以上爐齡的大面積深度剝蝕，我們只有使用濕法或半干法補爐技術。

半干法噴補技術。半干法噴補技術是一種現(xiàn)代化的噴補技術，其噴補料含水只有12%，對爐墻不產生副作用。該技術以其優(yōu)點，引起焦化行業(yè)的重視。酒鋼、武鋼均引進了半干法噴補設備，收到顯著的爐墻噴補效果。半干法噴補技術的原理是：干粉料和液態(tài)黏結劑在噴管內各行其道，在噴出之前的摻混器內混勻并從噴嘴噴出，水量在10%至12%之間任意調節(jié)，其主體設備為轉盤噴補機，******噴補能力為450至900kg/h，噴補用水靠針式閥調節(jié)，粉料在摻混器中與水混合。

在引進、消化、吸收的基礎上，武鋼、酒鋼等企業(yè)相繼研制成功了半干法補爐設備，掌握了這套補爐技術，總結摸索出了一套操作要領和技術關鍵。其主要內容是：摸清了水量、料量的關系，及時調節(jié)和把握好噴嘴與墻面的距離，距離大于300mm，距離過小會增加反彈量；要密切觀察混合料干稀程度，及時調節(jié)水量，水量大時會使粉料自墻面下淌，水量小時會使黏結力下降；噴補時在剝蝕處下部由下而上，當堆積到一定高度而又未凝固時，用鏟子刮平。目前，國內大約有近30家焦化廠采用了半干法補爐技術。采用該技術噴補過的焦爐墻面平整，無明顯磨蝕，與舊墻接茬處接合良好，新墻與舊墻表面溫度一致，肉眼觀察無明顯區(qū)別，用鋼釬敲擊噴補面不掉料。

半干法補爐技術具有較高的技術含量，設備少、體積小、易于移動、操作簡單，對介質無過高要求、噴補速度快、附著率高，對于剝蝕面積1平方米、深度達50毫米的墻面，只需20余分鐘即可噴補好。這一補爐技術將會得到推廣應用，并在焦爐噴補技術中占主導地位。

應積極推廣成熟有效的噴補技術

焦爐長壽技術是一項系統(tǒng)工程，它涉及到先天的焦爐用磚、爐體砌筑及烘爐質量，后天的熱工制度、生產操作及爐體維護，而熱修維護是重要的環(huán)節(jié)，它可以彌補先天性的缺陷和后天的不足。爐體狀況處于良好狀態(tài)與否，是衡量焦爐是否完好的重要標志，而對焦爐采取科學合理的熱修技術，保證砌體完整嚴密，是延長焦爐使用壽命的關鍵。

在焦爐的熱修維護技術上，我國走過了一條由簡陋到科學的道路。從上世紀80年代開始至今，中國煉焦行業(yè)協(xié)會組織了多次焦爐狀況的檢查評比，把爐體完好情況作為重要檢查內容，推動了焦化企業(yè)內部管理水平的提高，也使焦爐爐體熱修維護工作走上了正規(guī)化、科學化、標準化的道路。攀鋼、鞍鋼等企業(yè)在焦爐長壽工作上都積累了可借鑒的經驗。他們根據不同爐齡焦爐的情況，實施不同的維護措施，對于后期焦爐落實特別護理方案，進行科學管理和技術攻關，穩(wěn)定了焦爐生產。筆者建議：我們在焦爐熱修噴補維護工作上要主動出擊，建立爐體檔案，隨時檢查爐體情況，對輕微剝蝕就要采取對策，防患于未然，變被動維修為主動維修。各企業(yè)針對各自焦爐生產實際情況，采用不同的噴補方法均達到了護爐目的，但目前國內煉焦界公認半干法噴補技術是較有效、成熟的護爐方法。不少企業(yè)也在不斷提高噴補效率，使泥料在爐墻上的掛料時間超過了12個月，并采用火焰焊補與半干法噴補相結合的方法，彌補了各類噴補方法的不足，減緩了爐體衰老。

可以說，我國焦爐生產已積累了有益的護爐經驗，只要嚴格管理，利用成熟的焦爐長壽護爐技術，提高噴補效率，延長掛料時間，我國焦爐的壽能突破40年，更好地完成焦爐生產冶金焦炭的歷史任務。