CN111635770A - 一种节能型焦罐超温浇筑方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种节能型焦罐超温浇筑方法，焦罐上部直段用高强钢板和加强筋结构组合，下部锥段用框架结构，底闸门增加耐材衬里浇注空间；在焦罐内壁上焊接蝴蝶形锚固钉，在焦罐内部表面用低导热的高分子结合纳米保温板粘贴，再用沥青漆刷漆二遍；然后进行支模；先浇注底闸门和下锥段；浇注完成并固化后再开始斜锥段支模，再进行直段浇注；完成后自然养护、烘烤。本发明解决了原焦罐外壳温度偏高，框架易开裂变形，内衬衬板因高温容易氧化、开裂变形、磨损脱落及衬板繁频的更换的相关问题。

Description

一种节能型焦罐超温浇筑方法

技术领域

本发明涉及干熄焦焦炉技术领域，具体涉及一种节能型焦罐超温浇筑方法。

背景技术

现域使用的干熄焦焦罐是用框架结构，以球墨铸铁板和耐热铸钢板为内衬。因铁的导热系数高，在生产过程中外壳温度达到600多度，所以，造成外壳框架因高温容易开裂变形，降低了外壳强度，影响了干熄焦炉的连续运行。内衬球墨铸铁板和耐热铸钢板也因高温容易氧化、开裂变形、磨损脱落，一般使用三～四月就必须更换一次，往往因衬板脱落掉在干熄焦炉内，在干熄焦炉内造成旋转密封阀卡阻影响生产，同时发生密封阀电机烧坏、检修人员碰烫伤事故，且存在煤气中毒等安全隐患。由于焦罐为全钢结构，运行中焦罐外壳温度高达600多度造成环境温度增高，因衬板之间有缝隙，大量空气可通过衬板隙缝进入焦罐内部，使红焦产生燃烧，增加了焦炭的烧失量，且因繁频的更换衬板，增加了工人的劳动强度，给企业带来了严重的经济负担。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种节能型焦罐超温浇筑方法，解决了原焦罐外壳温度偏高，框架易开裂变形，内衬衬板因高温容易氧化、开裂变形、磨损脱落及衬板繁频的更换的相关问题。

具体的技术方案为：

一种节能型焦罐超温浇筑方法，包括以下步骤：

过对焦罐进行重新设计改造，上部直段不再使用框架结构，用10mmQ345高强钢板和加强筋结构组合，下部锥段用框架结构，用10mmQ345高强钢板做底板，底闸门增加耐材衬里浇注空间；

在焦罐内壁上按200×160mm焊接蝴蝶形锚固钉，并用锤击法进行验收；

在焦罐内部表面用低导热的高分子结合纳米保温板粘贴10mm，在保温板表面用H=10mm耐热龟甲网焊接于蝴蝶形锚固钉之上，并焊接牢固；再用沥青漆刷漆二遍；然后进行支模；

先浇注底闸门和下锥段；底闸门用坚甲专用浇注料浇注100mm厚，在浇注的同时按600×1000mm设置膨胀缝，并用5mm陶瓷纤维纸填充；

浇注完成并固化后再开始斜锥段支模，厚度也为100mm，模板高度为600mm，支模完成后再用坚甲专用浇注料浇注，浇注完成后在浇注料表面用5mm陶瓷纤维纸设置膨胀缝，长度膨胀缝在浇注时按1000mm长间隔设置；完成后继续第二模模板支模浇注标准相同，直至斜锥段浇注完成；

完成后再进行直段浇注，模板高度还为600mm，厚度根据焦罐上部直段用坚甲焦罐专门浇注料浇注60～80mm，模板支好后就可以进行第一模的浇注，浇注的同时必须在长度方向按1000mm设置膨胀缝并用5mm陶纤纸填充，浇注完成后在浇注料表面也用5mm陶瓷纤维纸设置膨胀缝，完成后可进行第二模支模再浇注，标准相同，直至直段全部浇注完成；

完成后自然养护24h后进行脱模，脱模结束再自然养护48h就可烘烤；将焦罐烘烤至260度恒温8h。

本发明通过对现域焦罐进行重新设计改造后，解决了原焦罐外壳温度偏高，框架易开裂变形，内衬衬板因高温容易氧化、开裂变形、磨损脱落及衬板繁频的更换的相关问题。原衬板改为浇注料后，一体化浇注体现了整体性密实的特点，且耐材的结合强度较高，耐磨性能优良，不再出现衬板脱落造成旋转密封阀卡阻的生产性事故，对生产安全及生产连续性带来极大的保障。其耐材的环保节能特性得以体现，可使焦罐在使用周期内基本免维护，这些都大大降低了工人劳动，为企业节约了生产成本，使用周期大于 12个月。由于耐火衬里整体性和保温性好，不会脱落，焦炭烧损率降低，外壁温度可降低至 180℃左右。耐火材料的导热系数和低隔热性能优良，会大幅增加焦罐的使用寿命，运行周期增加，可实现企业的创收增效。同时优势是维修方便，在平时使用过程中可能会由于各种原因造成耐火衬里局部冲刷比较严重需要修补，出现这种情况需焦罐暂时离线，待焦罐内温度降低至人体可承受的温度时，人工用钢钎或小型电镐将浇注料烧结层打掉，再用预先混合好的专用焦罐修补料进行人工涂抹，涂抹厚度稍高于周边即可。自然养护48h后，即可上线使用。

本发明创造的效果和优点：

1、原衬板改为SA-坚甲焦罐专用浇注料后，不会出现大块脱落，只有少量磨损。解决了原焦罐外壳温度偏高，框架易开裂变形，内衬衬板因高温容易氧化、开裂变形、磨损脱落及衬板繁频的更换焦罐使用寿命短的相关问题。所以，也不再出现衬板卡阻旋转密封阀的生产性事故，对生产安全及生产连续性带来极大的保证。

2、改造后的新型焦罐在使用期内基本免维护，可大大降低工人劳动強度和更换衬板的材料成本、人工费用及减少维修时间，是为企业连续生产有力的保障，使用周期一般为12个月。

3、由于耐材衬里导热系数低保温性能好，所以焦罐外表温度可降至180度左右，可大大提高焦罐使用寿命，改善工人劳动环境，减少环境污染，为企业节约成本，提高企业经济效益。

4、由于内衬耐材整体性好，空气无法进入焦罐内部。所以，可降低红焦的烧损率，为企业增产节约创造了有利条件。

5、维修方便，在平时生产过程中如岀现局部磨损，只要将焦罐暂时离线，待温度冷却后对磨损部位局部用申请人配套专用焦罐免烘烤型速补料修补处理即可。修补料修补好后固化 24 小时即可使用，缩短了维修时间，为企业的连续生产、安全运行提供了可靠保证。

附图说明

图1为本发明的焦罐外壳结构示意图。

具体实施方式

结合实施例说明本发明的具体技术方案。

通过对现域焦罐进行重新设计改造，上部直段不再使用框架结构，直接用10mmQ345高强钢板加加强筋结构方式，下部锥段因承重的需要继续用框架结构，去除原衬板用10mmQ345高强钢板做底板，并对底闸门进行改造，增加耐材衬里浇注空间。在以上焦罐外壳改造完成后，首先在焦罐内壁上按200×160mm焊接蝴蝶形锚固钉，一定要焊接牢固，并用锤击法进行验收。完成后再在焦罐内部表面用低导热的高分子结合纳米保温板粘贴10mm，为了确保保温板和耐材的结合强度，在保温板表面用H=10mm耐热龟甲网焊接于蝴蝶形锚固钉之上，并焊接牢固。再用沥青漆刷漆二遍，确保膨胀余量，然后进行支模。

首先浇注底闸门和下锥段。底闸门用申请人研制的SA-坚甲专用浇注料浇注100mm厚，在浇注的同时按600×1000mm设置膨胀缝，并用5mm陶瓷纤维纸填充。浇注完成并固化后再开始斜锥段支模，厚度也为100mm。模板高度为600mm，支模完成后再用申请人生产的SA-坚甲专用浇注料浇注，浇注完成后在浇注料表面用5mm陶瓷纤维纸设置膨胀缝，长度膨胀缝在浇注时按1000mm长间隔设置。完成后继续第二模模板支模浇注标准相同，直至斜锥段浇注完成。完成后再进行直段浇注，模板高度还为600mm，厚度根据申请人设计焦罐上部直段用申请人的SA—坚甲焦罐专门浇注料浇注60～80mm，模板支好后就可以进行第一模的浇注，浇注的同时必须在长度方向按1000mm设置膨胀缝并用5mm陶纤纸填充，浇注完成后在浇注料表面也用5mm陶瓷纤维纸设置膨胀缝，完成后可进行第二模支模再浇注，标准相同，直至直段全部浇注完成。完成后自然养护24h后进行脱模，脱模结束再自然养护48h就可烘烤。将焦罐烘烤至260度恒温8h就可使用了。

申请人的SA—坚甲焦罐专门浇注料采用了纯度较高的高铝料、堇青石和莫来石质颗粒料为主要原料，以干熄焦焦罐在运行过程中在不同的温度下进行合成反应。经高温烧成后基质可形成致密的网络状结构，并通过添加高分子纳米添加剂的比例来控制制品烧成和重烧过程中液相的数量和粘度，达到富含 Al₂O₃和莫来石固溶体的形成速度与总量，提高产品的高温性能；同时采用低水泥混料结合，减少了产品在高温合成过程中的含钙量，保障了产品的高温性能，同时也可以显著提高产品的抗热震稳定性能。

在四川达兴能源焦化厂改造和浇筑了一台140/h的焦罐，就是采用了本发明方案进行实验。通过对现域焦罐进行重新设计改造，上部直段不再使用框架结构，直接用10mmQ345高强钢板制作罐体，在高度方向每间隔800mm用8号槽钢作加强筋结构方式，下部锥段因承重的需要继续用框架结构，去除原衬板用10mmQ345高强钢板做底板，并对底闸门进行改造，增加耐材衬里浇注空间。在以上焦罐外壳改造完成后，在焦罐内壁上按200x160mm焊接蝴蝶形锚固钉，一定要焊接牢固，并用锤击法进行验收。同时为了降低焦罐外壳温度增加耐材膨胀空间，在焦罐内部表面用低导热的高分子结合纳米保温板粘贴10mm，为了确保保温板和耐材的结合强度，在保温板表面用H=10mm耐热龟甲网焊接于蝴蝶形锚固钉之上，并焊接牢固。再用沥青漆刷漆二遍，确保膨胀余量，然后进行不定型耐材的支模浇注；根据申请人设计焦罐上部直段用申请人的SA—坚甲焦罐专门浇注料浇注80mm，下锥段和底闸门采用申请人的SA—坚甲焦罐专门浇注料浇注90mm，并在浇注时按600×1000mm预留膨胀缝即可。经常温养护2天，再经烘烤到260度恒温8小时即可使用。

本发明的关键技术在于：

1、焦罐外壳结构创新

如图1所示，本发明改造创新后采用下列结构调整框架：即H50~60mm蝴蝶型锚固钉、Φ10mm高分子结合纳米保温板、Φ10mm龟甲网、Φ60~80mmSA-坚甲焦罐专用浇注料一体化成型。

由于衬板改成耐火浇注料要占用焦罐空间，所以，必须先将焦罐进行改造。将焦罐上部直段重新设计，把原框架结构改成10mm钢板加加强筋的结构，为了保证焦罐强度加强筋采用8号槽钢，间距为800～1000mm。下锥段采用原框架加底板结构，底板用8～10mm的高强钢板，底闸门采用原结构增加耐材浇注空间。

在焦罐内部按200×160mm焊接蝴蝶形锚固钉；蝴蝶形锚固钉根据部位不同高度为60～80mm，焊接必须牢固，并用锤击法进行验收。

2、耐材及保温层重新进行组合

为了降低焦罐外壳温度增加耐材膨胀空间，在焦罐内部表面用低导热的高分子结合纳米保温板粘贴10mm，同时为了确保保温板和耐材的结合强度，在保温板表面用H=10mm耐热龟甲网焊接于蝴蝶形锚固钉之上，并焊接牢固。再用沥青漆刷漆二遍，确保膨胀余量，然后进行不定型耐材的支模浇注；根据申请人设计焦罐上部直段用申请人的SA—坚甲焦罐专用浇注料浇注60～80mm，下锥段和底闸门采用申请人的SA—坚甲焦罐专用浇注料浇注100mm即可。申请人的SA—坚甲焦罐专用浇注料采用了纯度较高的高铝料、堇青石和莫来石质颗粒料为主要原料，以干熄焦焦罐在运行过程中在不同的温度下进行合成反应。经高温烧成后基质可形成致密的网络状结构，并通过添加高分子纳米添加剂的比例来控制制品烧成和重烧过程中液相的数量和粘度，达到富含 Al₂O₃和莫来石固溶体的形成速度与总量，提高产品的高温性能；同时采用低水泥混料结合，减少了产品在高温合成过程中的含钙量，保障了产品的高温性能，同时也可以显著提高产品的抗热震稳定性能。

常规的产品都是采用普通的矾土骨料作为主要材料，普遍是纯度偏低，杂质含量高，其中含有较多的碱金属氧化物，在烧成过程中易形成玻璃相，严重影响衬里材料的耐高温性能和热震稳定性，现在采用高纯材料通过添加高分子纳米材料，经过高温烧结脱水后，变为纳米莫来石晶粒，并在形成莫来石晶粒同时，起到晶核作用，可促进柱状莫来石的生成，产生类似晶须的桥联作用，为完成增韧提供了基础，这些纳米晶粒可产生类似于颗粒弥散作用，从而提高了抗急变刚性不定形耐火材料的韧性和抗热震性，同时，由于耐材产生了莫来石晶相，也有效增强了耐材的抗磨损性能。

（1）、对产品所用的原材料进行优化：

①、选择性能好的耐火原材料进行优化组合，所用的配比材料是：高纯高铝骨料+、堇青石+、莫来石质颗粒料等材料，提高了产品的耐磨性能。

②、高铝骨料+和莫来石质颗粒料的选用主要可以提高该产品的耐高温性能和结合强度。

③、添加堇青石+、硅+外加剂增加产品的抗冷热急变性能，同时也降低了产品的导热系数。

（2）、对耐材的组合结构进行优化

①、在焦罐内部按200×160mm焊接申请人自主创新的“蝴蝶形”锚固钉作支撑件，“蝴蝶形”锚固钉具结构支撑强度高、导热率低、易焊接特点；

②、在焦罐内壁层表面用低导热的高分子结合纳米保温板粘贴10mm，同时为了确保保温板和耐材的结合强度，在保温板表面用H=10mm耐热龟甲网焊接于蝴蝶形锚固钉之上，并焊接牢固。再用沥青漆刷漆二遍，确保膨胀余量，然后进行不定型耐材的支模浇注；

（3）、对浇注料进行颗粒级配优化，同时添加高分子纳米添加剂，大大提高了耐材的高温强度和热震稳定性，为焦罐提供了长寿基因。

（4）、申请人的特殊设计，就是在罐壳内壁粘贴低导热的高分子结合纳米保温板来保温。这样从原罐壳的600多度一下子降到了现在的180度以下，为焦罐的长期使用和环保节能及企业提高经济效益提供了有力的保障。

Claims (1)

1.一种节能型焦罐超温浇筑方法，其特征在于，包括以下步骤：

过对焦罐进行重新设计改造，上部直段不再使用框架结构，用10mmQ345高强钢板和加强筋结构组合，下部锥段用框架结构，用10mmQ345高强钢板做底板，底闸门增加耐材衬里浇注空间；

在焦罐内壁上按200×160mm焊接蝴蝶形锚固钉，并用锤击法进行验收；

在焦罐内部表面用低导热的高分子结合纳米保温板粘贴10mm，在保温板表面用H=10mm耐热龟甲网焊接于蝴蝶形锚固钉之上，并焊接牢固；再用沥青漆刷漆二遍；然后进行支模；

先浇注底闸门和下锥段；底闸门用坚甲专用浇注料浇注100mm厚，在浇注的同时按600×1000mm设置膨胀缝，并用5mm陶瓷纤维纸填充；

浇注完成并固化后再开始斜锥段支模，厚度为100mm，模板高度为600mm，支模完成后再用坚甲专用浇注料浇注，浇注完成后在浇注料表面用5mm陶瓷纤维纸设置膨胀缝，长度膨胀缝在浇注时按1000mm长间隔设置；完成后继续第二模模板支模浇注标准相同，直至斜锥段浇注完成；

完成后再进行直段浇注，模板高度还为600mm，厚度根据焦罐上部直段用坚甲焦罐专门浇注料浇注60～80mm，模板支好后就可以进行第一模的浇注，浇注的同时必须在长度方向按1000mm设置膨胀缝并用5mm陶纤纸填充，浇注完成后在浇注料表面也用5mm陶瓷纤维纸设置膨胀缝，完成后可进行第二模支模再浇注，标准相同，直至直段全部浇注完成；

完成后自然养护24h后进行脱模，脱模结束再自然养护48h就可烘烤；将焦罐烘烤至260度恒温8h。

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