CN111778043A

CN111778043A - 一种捣固焦炉炉墙熔洞的修补方法

Info

Publication number: CN111778043A
Application number: CN202010771235.6A
Authority: CN
Inventors: 陈河; 王建明; 谭璐; 张少春; 乔从华
Original assignee: Pangang Group Xichang Steel and Vanadium Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Xichang Steel and Vanadium Co Ltd
Priority date: 2020-08-04
Filing date: 2020-08-04
Publication date: 2020-10-16

Abstract

本发明提供了一种捣固焦炉炉墙熔洞的修补方法，包括以下步骤：A)将病号碳化室降温至对应立火道温度1200～1300℃，所述病号碳化室的炉墙具有熔洞，所述炉墙的温度为1100～1200℃；将碳化室保温；B)清理熔洞后摆放零膨胀砖至熔洞填补完整；C)开启氧气并将焊枪伸至碳化室利用焊补料对零膨胀转、炉墙间缝隙和砖缝进行焊接，最后保温。本申请在焦炉炉墙熔洞修补的过程中不需要焦炉热修人员进入碳化室，焦炉炉墙熔洞热修作业时对炉墙不降温，降低了炉墙降温二次损伤，且利用零膨胀砖和陶瓷焊补技术结合，提高了热修作业效率和炉墙的寿命。

Description

一种捣固焦炉炉墙熔洞的修补方法

技术领域

本发明涉及焦炉热修技术领域，尤其涉及一种捣固焦炉炉墙熔洞的修补方法。

背景技术

分隔焦炉炭化室和燃烧室的炉墙是焦炉炉体中最重要的部分，其质量性能的好坏是决定焦炉寿命的关键指标。焦炉炉龄在中后期时，在生产运行过程中炉墙经常会出现熔洞，进而引起相邻燃烧室和炭化室之间窜漏，迫使焦炉停产。

硅砖中的SiO₂是酸性氧化物，在常温下抗腐蚀性较强，但高温下不抗碱性物质腐蚀，可与煤中的Na₂O、FeO等发生反应，在硅砖的表面形成低熔性硅酸盐Na₂·SiO₃和FeSiO₃；这些硅酸盐熔点比SiO₂低，线膨胀及耐磨强度也和SiO₂都不同。在出焦、装煤过程中温度变化引起应力的作用下可造成炉墙砖剥蚀。另一方面，在炼焦过程中，煤干馏分解产生大量的H₂和CO等气体，硅砖体中的SiO₂在1300℃下会被还原成SiO呈气态逸出；温度越高这种反应越快；在有金属铁存在下1050℃也会发生这种反应。上述反应会使砖中的SiO₂含量减少，使结构变得多孔疏松，为硅砖的渗碳作用创造了条件。此外，推焦、摘门过程中的机械力等都会加剧焦炉炉墙的损坏，使焦炉炉墙出现熔洞。

针对上述熔洞问题目前修补技术具体为：熔洞出现后虽然熔洞四周的炉墙还未完全烧穿，但熔洞的四周的炉墙却由炭化室至燃烧室呈开口状锥度，熔洞四周的炉墙已经被烧得很薄了；而热炉修补熔洞时只能从炭化室这一侧由下而上地砌筑修补，再则人进入温度高达1100℃以上的炭化室砌筑修补时根本不可能向平时那样从容而细致的砌筑，只能简单的在熔洞底层铺一层泥料，然后迅速把事先准备好的砖块码放上去，一层一层往复如此，直至砌筑好。但事实上，熔洞虽然从炭化室看是砌筑好了，但从燃烧室看熔洞上部已经烧得很薄的炉墙却因无法抹挂泥料而仍然很薄，这就使得砌筑后的熔洞上部在较短一段时间内又被烧穿而出现缝隙窜漏。

炉墙熔洞上部出现缝隙窜漏后，简单的从炭化室抹补一下只能在当时阻止窜漏，治表不治本，很快就会再次烧穿。出现缝隙而窜漏，并且缝隙处的炉墙会从燃烧室侧逐渐烧穿而变大，最终致使熔洞再次出现，焦炉被迫停产再次修补如何使热炉砌筑修补时熔洞的上部能够粘挂上泥料使薄的炉墙变厚才是解决熔洞不易被再次烧窜窜漏的一大难题。

为此，需要寻求一种炉墙修溶洞修复方法，使焦炉热修降温幅度低耗时短，尽量避免焦炉热修人员进入高温环境作业，提高焦炉热修效率，对焦炉寿命的提高有关键意义。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种捣固焦炉炉墙熔洞的修补方法，本申请提供的修补方法可提高热修作用效率，提高炉墙的寿命。

有鉴于此，本申请提供了一种捣固焦炉炉墙熔洞的修补方法，包括以下步骤：

A)将病号碳化室降温至对应立火道温度1200～1300℃，所述病号碳化室的炉墙具有熔洞，所述炉墙的温度为1100～1200℃；将碳化室保温；

B)清理熔洞后摆放零膨胀砖至熔洞填补完整；

C)开启氧气并将焊枪伸至碳化室利用焊补料对零膨胀转、炉墙间缝隙和砖缝进行焊接，最后保温。

优选的，所述零膨胀砖的层数超过两层时，将零膨胀砖焊接后再摆放上层零膨胀砖。

优选的，所述零膨胀砖的平均热膨胀系数为10^-6/℃(35～1000℃)≤2.0mm。

优选的，所述焊接的氧气压力为0.5～1.0MPa，给料变频为15～20Hz，枪口和焊补位的间距为70～90mm。

优选的，所述焊接的焊体厚度为3～5mm。

优选的，步骤A)中，所述碳化室的保温是将炉墙的炉框位置自底部至顶部采用保温毡保温。

优选的，所述焊枪与所述炉墙的墙面垂直。

优选的，步骤C)中，焊接完成后还包括清理。

本申请提供了一种捣固焦炉炉墙熔洞的修补方法，其包括焦炉炉墙温度控制、焦炉炉墙熔洞清理、零膨胀砖的摆放以及焦炉熔洞部位具体修复。本申请在焦炉炉墙熔洞修补的过程中不需要焦炉热修人员进入碳化室，焦炉炉墙熔洞热修作业时对炉墙不降温，降低了炉墙降温二次损伤，且利用零膨胀砖和陶瓷焊补技术结合，提高了热修作业效率。按照现有方法修补熔洞，炉墙的使用周期为2～3个月，而本申请提供的的修补方法炉墙的使用周期为1～2年，最长可达2.5年。

附图说明

图1为本发明焦炉炉墙熔洞修补的步骤图；

图2为本发明焦炉炉墙熔洞修补前后的效果图1；

图3为本发明焦炉炉墙熔洞修补前后的效果图2；

图4为本发明焦炉炉墙熔洞修补前后的效果图3。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

针对现有技术中焦炉炉墙出现熔洞且修补效率低的问题，本申请在原有熔洞修补的基础上进行了改进，本申请提供的焦炉炉墙熔洞的方法焦炉热修人员不需进入碳化室对熔洞进行修补，且焦炉炉墙热修作业时对炉墙不进行降温，降低了炉腔降温二次损伤风险，利用零膨胀砖和陶瓷焊补技术，提高了热修作业效率。具体的，本发明实施例公开了一种捣固焦炉炉墙熔洞的修补方法，包括以下步骤：

B)清理熔洞后摆放零膨胀砖至熔洞填补完整；

本申请捣鼓焦炉炉墙熔洞修补方法的核心内容是“挖焊结合”，即炉墙熔洞修复过程中通过先进行清理再将零膨胀砖按炉墙熔洞大小和位置进行摆放，然后利用陶瓷焊补技术将摆放好的零膨胀砖焊接牢固，即实现炉墙熔洞的修补。

具体的，本申请所述焦炉炉墙溶洞修复方法分为四个步骤：(1)焦炉炉墙温度控制，主要结合陶瓷焊补技术对温度要求；(2)焦炉炉墙部位溶洞的清理；(3)零膨胀砖的摆放；(4)焦炉溶洞部位具体修复。

按照本发明，首先对焦炉炉墙温度控制，根据陶瓷焊补技术温度要求，控制好炉墙温度外，还需测算炉墙温度温降对修补质量的影响及炉墙二次损伤具体温度控制措施如下：严格控制修补炉号立火道温度，修补立火道温度不能低于1200℃，焦炉通过传热后墙面温度在1000℃左右，温度不够将空炉门对上升温，保证温度达到要求后开始摘门作业；在炉腔温度符合上述要求后则进行严格的保温措施，修补炉号选定以后，推焦结束空炉时，打开上升管盖，从炉框底部至顶部用保温毡做好保温措施(具体如图1的第1幅图)，保温过程必须在10min钟之内完成。

保温措施做完以后，摘除焊补部位一块保温毡，采用“三合一方式”清理炉墙墙面(具体如图1的第2幅图)，即通入使用98％纯氧吹烧石墨，再用清扫钎子轻微清理表面；利用“氧气烧石墨会发亮，若无石墨则炉墙发暗”的规律准确、直观判断损坏处石墨是否清扫彻底，可防止气锤敲打对硅砖造成二次伤害；通入氧气不能烧掉的石墨，在用气锤进行清理，直到炉墙上的石墨清理干净，提高焊补质量。

在清理完熔洞之后则摆放零膨胀砖直至熔洞填补完整(具体如图1的第3幅图)。所述零膨胀砖的平均热膨胀系数在10^-6/℃(35～1000℃)≤2.0mm，因此在摆放零膨胀砖时，无需考虑膨胀缝；在零膨胀砖加工时，利用现有工具将需要修复的位置尺寸预估尽量准确，方便砌筑；使用专业托砖工具摆放零膨胀砖干砌，砌两层固定一次，利用陶瓷焊补进行焊接。

本申请最后开启氧气并将焊枪伸至碳化室利用焊补料对零膨胀转、炉墙间缝隙和砖缝进行焊接(具体如图1的第4幅图)，最后保温；上述是一个陶瓷焊补的过程，陶瓷焊补是对工业炉窑内部耐火材料进行干法热补的一种维修技术，修补后焊补体与陶瓷类似，故称陶瓷焊补；焊补时，焊补料借助氧气从焊枪出口喷向高温(1000℃及以上)炉墙，焊补料中可燃颗粒燃烧放热，产生的热量软化熔化喷至炉墙的耐火材料形成修补料；基本原理：利用硅粉、铝粉的燃烧热，将耐火材料细粉料和零膨胀砖表面烧熔，熔融细粉料与未烧熔颗粒及熔融零膨胀砖表面粘结在一起形成焊补层；主要化学反应为：Si+O₂→SiO₂+878kJ；4Al+3O₂→2Al₂O₃+3410kJ。在上述焊接的过程中，所述焊接的氧气压力为0.5～1.0MPa，给料变频为15～20Hz，枪口和焊补位的间距为70～90mm。焊补是以炉墙穿孔边沿为起点进行焊补，便于引燃焊补料，待焊补料燃烧后从砌筑边沿开始进行焊接零膨胀砖与炉墙间缝隙及砖缝焊接；焊体与炉墙墙面、零膨胀砖面相差约3～5mm为止。

在焊补过程中，严控修补过程炉墙温度，修补过程每间隔1h，用红外线测温仪测量炉墙温度，不能低于1000℃，若低于停止作业，对门升温，达到温度后开始作业。修补完后升温作业，立火道必须达到对应结焦时间标准温度，才能装煤作业。

原炉墙熔洞修补技术是人工用泥料进行炉墙修补用砖的砌筑，在新砌筑位置有一条缝，而焦炉炉墙温度较高，新墙和旧墙很难融合在一起，在实践生产过程常出现窜漏现象。而本申请上述方法则是将摆放好的零膨胀砖通过陶瓷焊补高温焊补，将新砌筑的炉墙砖通过焊补料的作用和旧炉墙焊在一起，而且结实可靠，提高效率的同时提高了炉墙的寿命。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的捣固焦炉炉墙熔洞的修补方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例

①确定穿孔号炭化室，提前2～3h对病号炭化室降温至对应立火道温度1200℃左右，炉墙温度1100℃；

②调整生产计划，将病号炭化室前后4炉炭化室生产完后推病号炭化室焦炭；

③清理穿孔周围耐火砖，尤其是穿孔炉墙顶部清理平整，便于摆放零膨胀砖；

④摆放加工好的零膨胀砖，若超过2层，先焊好在往上砌筑；

⑤开启氧气并将焊枪伸入炭化室，最后送焊补料，调整氧气压力0.5mpa、给料变频18Hz；保持枪头与炭化室墙面垂直，枪口与焊补位相距80mm左右；以炉墙穿孔边沿为起点进行焊补，便于引燃焊补料，待焊补料燃烧后从砌筑边沿开始进行焊接零膨胀砖与炉墙间缝隙及砖缝焊接；焊体与炉墙墙面、零膨胀砖面相差约3～5mm为止；

⑥焊补完后清理炉口保温，准备装煤生产；

⑦按规定在1～2个循环内恢复乱签。

按照上述方式对炉墙熔洞进行修复，修复前的炉墙与修复后的炉墙具体如图2～4所示，图中左图为修复前的炉墙，右图为修复后的炉墙。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种捣固焦炉炉墙熔洞的修补方法，包括以下步骤：

B)清理熔洞后摆放零膨胀砖至熔洞填补完整；

2.根据权利要求1所述的修补方法，其特征在于，所述零膨胀砖的层数超过两层时，将零膨胀砖焊接后再摆放上层零膨胀砖。

3.根据权利要求1所述的修补方法，其特征在于，所述零膨胀砖的平均热膨胀系数为10^-6/℃(35～1000℃)≤2.0mm。

4.根据权利要求1所述的修补方法，其特征在于，所述焊接的氧气压力为0.5～1.0MPa，给料变频为15～20Hz，枪口和焊补位的间距为70～90mm。

5.根据权利要求1所述的修补方法，其特征在于，所述焊接的焊体厚度为3～5mm。

6.根据权利要求1所述的修补方法，其特征在于，步骤A)中，所述碳化室的保温是将炉墙的炉框位置自底部至顶部采用保温毡保温。

7.根据权利要求1所述的修补方法，其特征在于，所述焊枪与所述炉墙的墙面垂直。

8.根据权利要求1所述的修补方法，其特征在于，步骤C)中，焊接完成后还包括清理。