我國(guó)焦?fàn)t熱修噴補(bǔ)技術(shù)的應(yīng)用和進(jìn)展透視

砌筑質(zhì)量是焦?fàn)t長(zhǎng)壽的基礎(chǔ)，熱修維護(hù)是焦?fàn)t長(zhǎng)壽的保證，半干法補(bǔ)爐技術(shù)將會(huì)得到推廣應(yīng)用，并在焦?fàn)t噴補(bǔ)技術(shù)中占主導(dǎo)地位，要隨時(shí)檢查爐體情況，焦?fàn)t熱修噴補(bǔ)維護(hù)要變被動(dòng)維修為主動(dòng)維修。

焦?fàn)t是一種投資大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的熱工爐窯，要求一代爐齡一般在30年以上。由于焦?fàn)t的生產(chǎn)受多種因素的制約，我國(guó)上世紀(jì)六七十年代修建的焦?fàn)t一代爐齡大多在25年以下，只有少數(shù)鋼鐵企業(yè)的焦?fàn)t壽命達(dá)到了30年。目前，這些焦?fàn)t經(jīng)過(guò)大修后，其二代爐齡已進(jìn)入維護(hù)期或衰老期。這些焦?fàn)t一般都是炭化室4.3米高的爐子，大約有70余座，焦炭年產(chǎn)量達(dá)2800萬(wàn)噸，占全國(guó)年產(chǎn)焦炭總量的七分之一以上。我們應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)這些焦?fàn)t的熱修維護(hù)，以適應(yīng)我國(guó)煉鐵技術(shù)發(fā)展的需要。這些焦?fàn)t至少還要服務(wù)10至20年時(shí)間。

應(yīng)重視焦?fàn)t熱修噴補(bǔ)技術(shù)的作用

自上世紀(jì)80年代寶鋼引進(jìn)6米焦?fàn)t以來(lái)，我國(guó)目前正在服役的6米焦?fàn)t近60余座，大多爐齡在10年以上。此外，我國(guó)還有在建大中型機(jī)焦?fàn)t近70座，年產(chǎn)能為3000余萬(wàn)噸；擬建焦?fàn)t55座，年產(chǎn)能約為2700萬(wàn)噸。采取先進(jìn)的焦?fàn)t熱修長(zhǎng)壽技術(shù)，對(duì)這些焦?fàn)t實(shí)施有效的維護(hù)檢修，顯得尤為迫切。

在焦?fàn)t爐體熱修維護(hù)技術(shù)上，國(guó)內(nèi)不少鋼鐵企業(yè)經(jīng)過(guò)探索，先后開(kāi)發(fā)了干法噴補(bǔ)、濕法噴補(bǔ)、火焰焊補(bǔ)和半干法噴補(bǔ)等方法，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，有效地遏制了焦?fàn)t老化的局面，延長(zhǎng)了爐體壽命。

由于在焦?fàn)t裝煤、出焦時(shí)，受冷熱急變溫度的沖擊和推焦時(shí)推焦桿的磨擦，以及焦炭的擠壓，焦?fàn)t炭化室砌體會(huì)受到推焦的機(jī)械力、爐溫周期性劇烈變化所產(chǎn)生的應(yīng)力、高溫下的硅磚與外界介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等正常或非正常因素的影響，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?fàn)t投產(chǎn)出焦就開(kāi)始，而且損壞程度隨著爐齡的增長(zhǎng)而加劇，如果維護(hù)適當(dāng)，就可延緩損壞的速度。在一般情況下，當(dāng)爐齡達(dá)10年以上時(shí)，爐墻磚表面將產(chǎn)生變質(zhì)層，而且隨著爐齡的增長(zhǎng)，變質(zhì)剝蝕程度加深并帶來(lái)磚墻的嚴(yán)重?fù)p壞。爐墻的損壞大多是從爐頭開(kāi)始，之后向中間推移。為了使焦?fàn)t穩(wěn)產(chǎn)長(zhǎng)壽，對(duì)焦?fàn)t爐頭部分進(jìn)行預(yù)防性噴補(bǔ)是十分需要的。如果焦?fàn)t先天性砌筑質(zhì)量是焦?fàn)t長(zhǎng)壽的基礎(chǔ)，后天熱修維護(hù)則是焦?fàn)t長(zhǎng)壽的保證，它可以保證爐體各部分砌體的嚴(yán)密性。

焦?fàn)t砌體損壞的特殊性和維修的復(fù)雜性，給我國(guó)煉焦工作者提出了熱修維護(hù)技術(shù)的新課題，迫使我們不斷開(kāi)發(fā)采用新技術(shù)，摸索噴補(bǔ)規(guī)律，以減緩爐體衰老速度，延長(zhǎng)焦?fàn)t壽命。

焦?fàn)t常用熱修維護(hù)方法對(duì)比分析

我國(guó)煉焦?fàn)t的熱修技術(shù)是在護(hù)爐操作的實(shí)踐中不斷摸索和發(fā)展的。從上世紀(jì)50年代末開(kāi)始采用前蘇聯(lián)的干法噴補(bǔ)技術(shù)，到70年代的濕法噴補(bǔ)技術(shù)、80年代的火焰焊補(bǔ)技術(shù)，再到90年代的半干法補(bǔ)爐技術(shù)，國(guó)內(nèi)有關(guān)單位和企業(yè)博采眾長(zhǎng)，使護(hù)爐技術(shù)在不斷發(fā)展中進(jìn)步，有效地維護(hù)了焦?fàn)t爐體的完整性。下面，筆者對(duì)焦?fàn)t常用熱修維護(hù)方法進(jìn)行一下對(duì)比分析：

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

濕法噴補(bǔ)技術(shù)。濕法噴補(bǔ)是將噴補(bǔ)料與結(jié)合劑配制成漿進(jìn)行噴補(bǔ)，常用的結(jié)合劑是磷酸和水玻璃，主要是利用結(jié)合劑在高溫下有較強(qiáng)的黏結(jié)性的特點(diǎn)，將耐火泥黏附在爐墻表面。該技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、補(bǔ)爐快捷的特點(diǎn)，至今仍在不少焦化廠使用。該技術(shù)主要有兩個(gè)缺點(diǎn)：一是硅磚的熱穩(wěn)定性差，當(dāng)常溫含水量高達(dá)40%至50%的灰漿噴在1100℃高溫的墻面上時(shí)，墻面急劇冷卻，會(huì)產(chǎn)生肉眼看不到的龜裂，時(shí)間一長(zhǎng)，損壞就暴露出來(lái)；二是黏結(jié)力低，掛料時(shí)間只有6至9個(gè)月。隨著先進(jìn)補(bǔ)爐技術(shù)的出現(xiàn)，這種方法被淘汰已是大勢(shì)所趨。

火焰焊補(bǔ)技術(shù)?；鹧婧秆a(bǔ)技術(shù)是上世紀(jì)70年代出現(xiàn)的先進(jìn)補(bǔ)爐技術(shù)，我國(guó)只有幾家焦化企業(yè)引進(jìn)了日本的這一技術(shù)。該技術(shù)的補(bǔ)爐機(jī)理是利用丙烷和氧氣燃燒產(chǎn)生的高溫火焰，將耐火粉料熔融，然后吹附到爐墻上。該技術(shù)裝置由控制箱、焊槍、空氣錘等組成，使用介質(zhì)有丙烷、氧氣、壓縮空氣、冷卻水等，******噴補(bǔ)能力為50kg/h耐火料。

本鋼、武鋼等企業(yè)在氧氣、丙烷和噴補(bǔ)料、噴嘴與墻面的距離、角度及移動(dòng)速度等方面，進(jìn)行了積極探索，分析了火焰焊補(bǔ)的質(zhì)量與粉料的熔融性的關(guān)系。實(shí)踐證明，從分析焊補(bǔ)火焰中噴補(bǔ)料的熔融過(guò)程看，粉料粒子在離噴嘴200mm開(kāi)始熔融，大于300mm后粒子便開(kāi)始凝固，也就是說(shuō)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(bǔ)效果。否則，噴補(bǔ)料在固態(tài)或半熔融態(tài)噴上去，易產(chǎn)生氣孔，焊層疏松?；鹧媸鴳?yīng)垂直于墻面，噴嘴移動(dòng)速度適宜，并根據(jù)粉料的堆積厚薄、墻面損傷狀況而隨時(shí)調(diào)整，以防止空料、偏料和落料。

焦?fàn)t火焰焊補(bǔ)技術(shù)是濕法補(bǔ)爐技術(shù)的一次飛躍，特別適合爐墻裂紋及小于10mm裂縫的焊補(bǔ)，在一定程度上遏制了爐墻裂紋的擴(kuò)大和剝蝕深度和加劇。該技術(shù)的缺點(diǎn)是：有關(guān)設(shè)備龐大笨重、管線復(fù)雜、對(duì)燃燒介質(zhì)要求高、涉及人員多、焊補(bǔ)速度慢，且只適用于輕度剝蝕墻面的焊補(bǔ)。對(duì)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(bǔ)爐技術(shù)。

半干法噴補(bǔ)技術(shù)。半干法噴補(bǔ)技術(shù)是一種現(xiàn)代化的噴補(bǔ)技術(shù)，其噴補(bǔ)料含水只有12%，對(duì)爐墻不產(chǎn)生副作用。該技術(shù)以其優(yōu)點(diǎn)，引起焦化行業(yè)的重視。酒鋼、武鋼均引進(jìn)了半干法噴補(bǔ)設(shè)備，收到顯著的爐墻噴補(bǔ)效果。半干法噴補(bǔ)技術(shù)的原理是：干粉料和液態(tài)黏結(jié)劑在噴管內(nèi)各行其道，在噴出之前的摻混器內(nèi)混勻并從噴嘴噴出，水量在10%至12%之間任意調(diào)節(jié)，其主體設(shè)備為轉(zhuǎn)盤(pán)噴補(bǔ)機(jī)，******噴補(bǔ)能力為450至900kg/h，噴補(bǔ)用水靠針式閥調(diào)節(jié)，粉料在摻混器中與水混合。

在引進(jìn)、消化、吸收的基礎(chǔ)上，武鋼、酒鋼等企業(yè)相繼研制成功了半干法補(bǔ)爐設(shè)備，掌握了這套補(bǔ)爐技術(shù)，總結(jié)摸索出了一套操作要領(lǐng)和技術(shù)關(guān)鍵。其主要內(nèi)容是：摸清了水量、料量的關(guān)系，及時(shí)調(diào)節(jié)和把握好噴嘴與墻面的距離，距離大于300mm，距離過(guò)小會(huì)增加反彈量；要密切觀察混合料干稀程度，及時(shí)調(diào)節(jié)水量，水量大時(shí)會(huì)使粉料自墻面下淌，水量小時(shí)會(huì)使黏結(jié)力下降；噴補(bǔ)時(shí)在剝蝕處下部由下而上，當(dāng)堆積到一定高度而又未凝固時(shí)，用鏟子刮平。目前，國(guó)內(nèi)大約有近30家焦化廠采用了半干法補(bǔ)爐技術(shù)。采用該技術(shù)噴補(bǔ)過(guò)的焦?fàn)t墻面平整，無(wú)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(wú)明顯區(qū)別，用鋼釬敲擊噴補(bǔ)面不掉料。

半干法補(bǔ)爐技術(shù)具有較高的技術(shù)含量，設(shè)備少、體積小、易于移動(dòng)、操作簡(jiǎn)單，對(duì)介質(zhì)無(wú)過(guò)高要求、噴補(bǔ)速度快、附著率高，對(duì)于剝蝕面積1平方米、深度達(dá)50毫米的墻面，只需20余分鐘即可噴補(bǔ)好。這一補(bǔ)爐技術(shù)將會(huì)得到推廣應(yīng)用，并在焦?fàn)t噴補(bǔ)技術(shù)中占主導(dǎo)地位。

應(yīng)積極推廣成熟有效的噴補(bǔ)技術(shù)

焦?fàn)t長(zhǎng)壽技術(shù)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，它涉及到先天的焦?fàn)t用磚、爐體砌筑及烘爐質(zhì)量，后天的熱工制度、生產(chǎn)操作及爐體維護(hù)，而熱修維護(hù)是重要的環(huán)節(jié)，它可以彌補(bǔ)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?fàn)t是否完好的重要標(biāo)志，而對(duì)焦?fàn)t采取科學(xué)合理的熱修技術(shù)，保證砌體完整嚴(yán)密，是延長(zhǎng)焦?fàn)t使用壽命的關(guān)鍵。

在焦?fàn)t的熱修維護(hù)技術(shù)上，我國(guó)走過(guò)了一條由簡(jiǎn)陋到科學(xué)的道路。從上世紀(jì)80年代開(kāi)始至今，中國(guó)煉焦行業(yè)協(xié)會(huì)組織了多次焦?fàn)t狀況的檢查評(píng)比，把爐體完好情況作為重要檢查內(nèi)容，推動(dòng)了焦化企業(yè)內(nèi)部管理水平的提高，也使焦?fàn)t爐體熱修維護(hù)工作走上了正規(guī)化、科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化的道路。攀鋼、鞍鋼等企業(yè)在焦?fàn)t長(zhǎng)壽工作上都積累了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。他們根據(jù)不同爐齡焦?fàn)t的情況，實(shí)施不同的維護(hù)措施，對(duì)于后期焦?fàn)t落實(shí)特別護(hù)理方案，進(jìn)行科學(xué)管理和技術(shù)攻關(guān)，穩(wěn)定了焦?fàn)t生產(chǎn)。筆者建議：我們?cè)诮範(fàn)t熱修噴補(bǔ)維護(hù)工作上要主動(dòng)出擊，建立爐體檔案，隨時(shí)檢查爐體情況，對(duì)輕微剝蝕就要采取對(duì)策，防患于未然，變被動(dòng)維修為主動(dòng)維修。各企業(yè)針對(duì)各自焦?fàn)t生產(chǎn)實(shí)際情況，采用不同的噴補(bǔ)方法均達(dá)到了護(hù)爐目的，但目前國(guó)內(nèi)煉焦界公認(rèn)半干法噴補(bǔ)技術(shù)是較有效、成熟的護(hù)爐方法。不少企業(yè)也在不斷提高噴補(bǔ)效率，使泥料在爐墻上的掛料時(shí)間超過(guò)了12個(gè)月，并采用火焰焊補(bǔ)與半干法噴補(bǔ)相結(jié)合的方法，彌補(bǔ)了各類(lèi)噴補(bǔ)方法的不足，減緩了爐體衰老。

可以說(shuō)，我國(guó)焦?fàn)t生產(chǎn)已積累了有益的護(hù)爐經(jīng)驗(yàn)，只要嚴(yán)格管理，利用成熟的焦?fàn)t長(zhǎng)壽護(hù)爐技術(shù)，提高噴補(bǔ)效率，延長(zhǎng)掛料時(shí)間，我國(guó)焦?fàn)t的壽能突破40年，更好地完成焦?fàn)t生產(chǎn)冶金焦炭的歷史任務(wù)。