CN101831310B - 一种干熄焦炉的维修方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种干熄焦炉的维修方法，该方法为：先进行施工准备；然后搭建隔离棚，能达到多个施工区域同时施工的安全要求；再依次进行界面剂的施工、由坚甲可塑料与锚固砖组成的衬体的捣打施工、衬体工作面的处理，最后进行烘炉。本发明的优点是采用隔离棚，将现有对所需维修的区域轮着修复变成对多个区域同时进行施工，从而能缩短维修周期、提高工作效率；采用了坚甲可塑料与锚固转组合的衬体，使得炉体具有强度高、结构性好、耐磨性能强、抗热震等卓越性能，从而能提高炉体的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种炉体的维修方法，具体说是一种干熄焦炉的维修方法。
背景技术
干熄焦炉在生产过程中，焦炭由上而下的重力与耐材工作面的接触，产生摩擦，对工作面而言，这种摩擦就是长期存在的机械磨损，随着日复一日的磨损，工作面开始出现粗糙和逐渐剥落的耐材颗粒，表面结构疏松，加之，冷惰性气体氮气夹杂着炭粉随着气流不断地对已然疏松的工作面撞击冲刷，在这种工况条件下，耐材的耐磨性受到了空前的考验，随着时间的推移，内衬工作面一点点被剥蚀。
由于砌筑时灰缝砌筑泥浆，没有像碳莫砖一样经受过烧成工序，与砖相比强度和致密性都较差，再者，干后灰缝体积收缩，出现缝隙。无孔不入的气流夹带炭粉填入缝隙中，受热后膨胀，将缝隙逐渐扩大，导致墙体结构受到破坏，硅莫砖也逐渐因受力情况的改变而逐渐裂开，严重情况可能整块砖开成几块，几经磨难，整个墙体的承受能力越来越差，直至功能丧失。如果不及时采用措施修补，有垮塌的危险。现有维修方法是一个区域一个区域的轮着修，这样就会使得维修周期长；进行维修时采用的是和原墙体同样材质的材料，不仅不能使新老墙体之间牢固结合，而且也不能提高炉体的使用寿命，还会导致反复地对炉体进行维修，从而增加成本。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种能缩短维修周期、提高工作效率、能提高炉体使用寿命的干熄焦炉的维修方法。
技术方案：为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种干熄焦炉的维修方法，该方法包括如下步骤：
1)施工准备：首先根据设计要求，找出施工基准线，其次检查坚甲可塑料料坯是否能使用；环境温度高于5℃；
2)搭建隔离棚：首先确定承重支点，然后开始搭建用于分隔多个施工区域并能达到同时施工的安全要求的隔离棚；
3)界面剂的施工：首先用钢丝刷清除原墙体表面附着炉渣，用高压风吹，清除浮尘，然后将界面剂用毛刷或刮板，均匀涂抹在砖墙表面；按设计要求在原墙体上挖去安装锚固砖部位的砖并清扫作业面；其中锚固砖是将坚甲可塑料经成型和高温烧制而成的；
4)坚甲可塑料衬体的捣打施工：首先将坚甲可塑料料坯紧密无间的平摆一层；然后进行捣打，捣打时，锤头沿炉墙周长方向行走，锤头面叠压1/2左右，整个料坯面捣打3遍以上，即可错缝铺放下层料坯，然后继续捣打，依次类推；当遇到锚固砖时，将料坯捣打至锚固砖上表面，在安装砖的位置挖去部分料坯用来放置压模，并将压模打进可塑料中，当达到安放锚固砖的尺寸时，将压模取出，安装锚固砖；这样能使锚固砖与坚甲可塑料紧密咬合，防止疏松，防止炉墙内倾或倒塌；
5)坚甲可塑料衬体工作面的处理：对衬体表面进行修整、扒毛、刺扎排气孔和切膨胀缝工序；
6)烘炉：
烘炉前，测温系统、燃烧系统及其他相关设备应安装、调试正常，具备条件方可烘炉；
烘炉时，找准具有能代表衬体温度的测温点，先用温风烘至100-150℃，然后用煤气烘至600℃，按要求保温后，第一次降温过程中封堵人孔，再次升温时，进行空气-氮气切换。
步骤1)中所述的坚甲可塑料包括80～90％碳化硅和莫来石的混合物、2～12％小于2200目的含硅质微粉，其余采用经过1100℃煅烧后得到的宜兴泥8～18％为低温烧结剂，所述混合物中碳化硅为10～40％、莫来石为60～90％，以上百分数均为质量百分数。
步骤3)中，所述界面剂包括临界粒径为0.5mm的坚甲可塑料同材质细粉、浓度50％的磷酸和外加剂。
所述外加剂为速凝剂、减水剂中的一种或两种；速凝剂、减水剂的加入主要取决于温度、湿度、风速等气象条件及现场的施工条件。
步骤4)中，捣打方向与衬体的工作面平行，捣打直立炉墙时需垂直方向捣打。
步骤5)中，刺扎排气孔工序是指采用透气针φ4mm的钢钎，垂直于工作面扎排气孔，孔的深度为衬体厚度的1/3左右，孔的中心间距150-250mm。该透气孔能缓冲衬体的急剧膨胀，防止产生裂纹和剥落。
步骤6)中，人孔封堵前要先拆除烘炉烧嘴。
本发明中烘炉的主要作用是排除衬体的游离水、化学结合水和获得高温使用性能。烘炉得当与否，影响干熄焦炉衬体的使用寿命。水分排除不通畅，会导致衬体产生裂纹，降低强度，严重时甚至引起衬体剥落或爆裂事故。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是采用隔离棚，将现有对所需维修的区域轮着修复变成对多个区域同时进行施工，从而能缩短维修周期、提高工作效率；采用了坚甲可塑料与锚固转组合的衬体，使得炉体具有强度高、结构性好、耐磨性能强、抗热震等卓越性能，从而能提高炉体的使用寿命。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步阐述本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明一种干熄焦炉的维修方法，该方法包括如下步骤：
1)施工准备：
首先根据设计要求，冷却段以炉壳结合中心点找出施工基准线，斜道区牛腿以中心点(线)作为基准找出施工基准线，原墙体变形时，要根据基准点(线)找正距离和位置；
其次检查坚甲可塑料料坯是否能使用，简单判定办法是：用手攥可塑料，容易捏成团而不散，即可使用；
施工过程中，各工种之间要密切配合，环境温度要高于5℃；环境温度低于5℃时，应做好防寒措施；
2)搭建隔离棚：按80t承载负荷要求设计；
首先隔离棚采用80mm厚的木板搭建，下部支撑采用钢结构(工字钢)，承重支点在干息焦炉下部可承重的部位；
其次，木板长度不够时，可以拼接，但接缝必须在下方钢梁上，以确保斜道区施工安全的需要；钢梁与下部支柱必须连接牢固；
最后，隔离棚搭建好后，必须检查安全性、可靠性，必要时可进行荷载试验，确保安全第一；
隔离棚的搭建原则：不应妨碍冷却段和斜道区的施工：支柱应避开冷却段施工所需占用的位置，确保施工正常进行；
3)界面剂的施工：
首先用钢丝刷清除原墙体表面附着炉渣，用高压风吹，清除浮尘，高压风要用无油污染的风源；
然后将界面剂用毛刷或刮板，均匀涂抹在砖墙表面；界面剂应在铺放坚甲可塑料稍前施工，变干后应重新补刷；
按设计要求在原墙体上挖去安装锚固砖部位的砖并清扫作业面，挖砖时用扁凿细心挖凿，不能伤到被挖砖周围的墙体；其中锚固砖是将坚甲可塑料经成型和高温烧制而成的；
4)坚甲可塑料衬体的捣打施工：衬体设计最小厚度为100mm，根据停炉后的磨损情况有增加厚度的可能性，最大厚度为120mm；
首先将料坯紧密无间的平摆起来，只准摆一层料坯。工作面侧应放置完整料坯，其内侧允许安放料角，破损料坯或修整下来的碎料；
然后进行捣打，捣打时，锤头沿炉墙周长方向行走，锤头面叠压1/2左右，整个料坯面捣打3遍以上，即可错缝铺放下层料坯，然后继续捣打，依次类推；
当遇到锚固砖时，将料坯捣打至锚固砖上表面，在安装砖的位置挖去部分料坯用来放置压模，并将压模打进可塑料中，当达到安放锚固砖的尺寸时，将压模取出，安装锚固砖；这样能使锚固砖与坚甲可塑料紧密咬合，防止疏松，防止炉墙内倾或倒塌；
捣打施工的关键是：捣打方向必须与衬体的工作面平行，直立炉墙必须垂直方向捣打，这样可减少衬体的分层现象，也可增加致密程度；
5)坚甲可塑料衬体工作面的处理：对衬体表面进行修整、扒毛、刺扎排气孔和切膨胀缝工序；该工作最好与捣打施工工序同步进行，如表面变干，可用水喷雾湿润后再处理。
表面修整工序：坚甲可塑料捣打时不支模，因此衬体比设计尺寸厚些，必须用修整刀将多余部分切除，这就是表面修整。切除下来的可塑料，如未变干，可用于工作层内侧，否则应作废料处理；
扒毛工序：孔洞部位胎模拆除后，表面较光滑，所以用钢丝刷扒毛，露出内部气孔，便于水分的排除；
刺扎排气孔工序：坚甲可塑料衬体表面，采用透气针φ4mm的钢钎，垂直于工作面扎排气孔，孔的深度为衬体厚度的1/3左右，孔的中心间距150-250mm，该孔的另一作用，能缓冲衬体的急剧膨胀，防止产生裂纹和剥落；
切膨胀缝工序：坚甲衬体的水平膨胀缝，是用切缝刀切制的，拔刀时应缓慢进行，以防破坏衬体表现；设计标明膨胀缝留设的位置和尺寸，周长方向每隔4.7米留设一条(即6条)3-6mm宽的贯穿膨胀缝，缝内填三合板或多经纤维等填缝材料；高度方向，每间隔1.1米设置一条膨胀缝，宽5mm，深为衬体厚度的2/3，为不贯穿缝，用刀切制，不加填缝材料；
整个衬体工作面处理好后，如不能及时烘炉，应采用塑料薄膜将其工作面盖严，以防脱水变硬堵塞气孔，影响烘炉时的水分排除。
6)烘炉：烘炉是坚甲衬体施工和使用中的关键环节。主要作用是排除衬体的游离水、化学结合水和获得高温使用性能。烘炉得当与否，影响干熄焦炉衬体的使用寿命。水分排除不通畅，会导致衬体产生裂纹，降低强度，严重时甚至引起衬体剥落或爆裂事故。
烘炉前，测温系统、燃烧系统及其他相关设备应安装、调试正常，具备条件方可烘炉；
烘炉时，测温点的位置要有代表性，一般将热电偶的位置，设在温度最高、升温速度较快的部位。到时，热电偶的热端面应与衬体工作面平齐或缩进5mm左右，这样才能真实的代表衬体温度，烘炉制度中所指的温度，是衬体工作面的温度；
烘炉时应精心操作，严防熄火或过热，损毁衬体。衬体温度应当均匀、稳定，同时应根据烘烤情况，随时调整烘炉制度，以保证烘烤质量；
烘炉时，先用温风烘至100-150℃，然后用煤气烘至600℃，按要求保温后，第一次降温过程中封堵人孔，人孔封堵前，拆除烘炉烧嘴；
再次升温时，进行气体切换(空气-氮气)，现场施工人员应注意氮气防护。
本发明中坚甲可塑料衬体中的锚固砖布置，可用横平竖直布置，也可用梅花形即任意7块砖均排成梅花状。从炉底工作面起，高度方向约400mm处安装一排锚固砖再每隔450-500mm安装一排，依次类推。即第一排锚固砖安装在第5层砖排中，然后每隔6层砖安排一排锚固砖，冷却段共计8排锚固砖；锚固砖的水平中心间距约为500mm；遇有孔洞时，其孔洞工作面与锚固砖最近面的间距，一般应大于200mm。
本发明中所使用的工程材料如下：
1、坚甲可塑料：坚甲可塑料包括80～90％碳化硅和莫来石的混合物、2～12％小于2200目的含硅质微粉，其余采用经过1100℃煅烧后得到的宜兴泥8～18％为低温烧结剂，所述混合物中碳化硅为10～40％、莫来石为60～90％，以上百分数均为质量百分数。
坚甲可塑料采用莫来石碳化硅作为基质材料，用磷酸和磷酸铝作为结合剂，结合微粉技术，先用60％的磷酸(总用量的)，与骨料、粉料、软质粘土(烧结剂)混炼，然后困料1-3d。二次混炼时，掺加外加剂、微粉和余下的结合剂，混炼均匀，即可进入挤料、切坯、包装和贮存工序。二次混炼后的料经过挤压揉搓，增强了粘性、塑性和均一性，可提高施工性能。经过切坯后，每4-6块用塑料袋严密包装，再放进箱或编织袋外包装中，置于阴凉仓库贮存待运。
理化指标如下表所示：(复检允许偏差参照YB/T4132-2005)
| 检测项目 | 理化指标 |
| SiC | ≥60％ |
| 体积密度 | 2.6g/cm3 |
| 加热永久线变化(850℃×3h)， | 0.5～0.6％ |
| 抗压强度(850℃×3h烧后) | ≥70MPa |
| 抗热震性(850℃×3h烧后) | ≥35次 |
| 常温磨损量(850℃×3h烧后) | 5-6cm3 |
| 可塑性指数 | 15-40％ |
2、锚固砖：它的技术要求是强度高，热震稳定性好，还要具有一定的耐磨性，因此采用坚甲可塑料，然后将坚甲可塑料经成型和高温烧制得到锚固砖，锚固砖的形状根据原墙体的形状而定。
3、界面剂：由坚甲可塑料同材质高品位细粉、结合剂和外加剂组成，是新老墙体的接缝材料，其质量优劣直接关系到干熄焦炉的使用寿命。耐火粉料采用碳化硅和莫来石等，临界粒径为0.5mm。用浓度50％磷酸作结合剂，掺加复合外加剂，以调节粘结时间和提高抗折粘结强度。复合外加剂为速凝剂、减水剂中的一种或两种；速凝剂、减水剂的加入主要取决于温度、湿度、风速等气象条件及现场的施工条件。
理化指标(理论值，实测允许有少许偏差)：耐火度≥1770℃，砌筑凝结时间：70s，抗折粘结强度≥2.0MPa，SiC+AL2O3≥70％。
在上述部分界面剂中增加软质粘土，目的提高施工性能和烧结性能，因此，将干粉料倒进搅拌机中，加入磷酸溶液搅拌时，粘土便开始解胶直至稳定为止，即必须有充分的搅拌时间，才能使之具有较好的粘结性能，优先选用滚筒式搅拌机。由于施工性能受气候条件和季节的影响，所以掺加软质粘土的比例也有些不同，因此，理化指标可能有些偏差，是正常情况。
本发明还适用于循环流化床锅炉、旋风炉、石油裂解炉等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种干熄焦炉的维修方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
1)施工准备：首先根据设计要求，找出施工基准线，其次检查坚甲可塑料料坯是否能使用；环境温度高于5℃；其中，坚甲可塑料包括80～90％碳化硅和莫来石的混合物、2～12％小于2200目的含硅质微粉，其余采用经过1100℃煅烧后得到的宜兴泥8～18％为低温烧结剂，所述混合物中碳化硅为10～40％、莫来石为60～90％，以上百分数均为质量百分数；
2)搭建隔离棚：首先确定承重支点，然后开始搭建用于分隔多个施工区域并能达到同时施工的安全要求的隔离棚；
3)界面剂的施工：首先用钢丝刷清除原墙体表面附着炉渣，用高压风吹，清除浮尘，然后将界面剂用毛刷或刮板，均匀涂抹在砖墙表面；按设计要求在原墙体上挖去安装锚固砖部位的砖并清扫作业面；其中锚固砖是将坚甲可塑料经成型和高温烧制而成的；所述界面剂包括临界粒径为0.5mm的坚甲可塑料同材质细粉、浓度50％的磷酸和外加剂；所述外加剂为速凝剂、减水剂中的一种或两种；
4)坚甲可塑料衬体的捣打施工：首先将坚甲可塑料料坯紧密无间的平摆一层；然后进行捣打，捣打时，锤头沿炉墙周长方向行走，锤头面叠压1/2，整个料坯面捣打3遍以上，即可错缝铺放下层料坯，然后继续捣打，依次类推；当遇到锚固砖时，将料坯捣打至锚固砖上表面，在安装砖的位置挖去部分料坯用来放置压模，并将压模打进可塑料中，当达到安放锚固砖的尺寸时，将压模取出，安装锚固砖；
5)坚甲可塑料衬体工作面的处理：对衬体表面进行修整、扒毛、刺扎排气孔和切膨胀缝工序；
6)烘炉：
烘炉前，测温系统、燃烧系统及其他相关设备应安装、调试正常，具备条件方可烘炉；
烘炉时，找准具有能代表衬体温度的测温点，先用温风烘至100-150℃，然后用煤气烘至600℃，按要求保温后，第一次降温过程中封堵人孔，再次升温时，进行空气-氮气切换。
2.根据权利要求1所述的一种干熄焦炉的维修方法，其特征在于：步骤4)中，捣打方向与衬体的工作面平行，捣打直立炉墙时需垂直方向捣打。
3.根据权利要求1所述的一种干熄焦炉的维修方法，其特征在于：步骤5)中，刺扎排气孔工序是指采用透气针φ4mm的钢钎，垂直于工作面扎排气孔，孔的深度为衬体厚度的1/3，孔的中心间距150-250mm。
4.根据权利要求1所述的一种干熄焦炉的维修方法，其特征在于：步骤6)中，人孔封堵前要先拆除烘炉烧嘴。
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