焦炉炉墙喷补密封技术
时间:2019-11-13 来源:http://www.aitmy.com
  1.湿法喷补
  湿法喷补是将耐火料与结合剂配制成浆进行喷补,常用的结合剂是磷酸和水玻璃,是利用结合剂在高温下有较强的黏结性的特点,将耐火泥黏附在炉墙表面。该方法操作简单,补炉快捷,虽至今仍在不少焦化厂使用,但存在两个缺点:其一是由于硅砖的热稳定性差,当常温含水量高达40%~50%的灰浆喷在1100℃高温的硅砖墙面上时,墙面急剧冷却,会产生肉眼看不到的龟裂,时间一长,损坏就暴露出来;其二,黏结力低,挂料时间只有6~9个月,随着先进补炉技术的出现,这种方法被淘汰已是大势所趋。
  2.干法喷补
  此法的机理是利用喷补料与炉墙砖相似的性能,在高温下二者黏结在一起。它利用压缩空气将火泥送至喷嘴,在混合器内与黏结剂混匀,后喷涂在炉墙七。但由于喷嘴易堵塞,挂料时间短,灰料浪费大而停用。
  3.火焰喷补技术
  (1)火焰喷补技术的机理。火焰喷补技术是20世纪70年代国际上出现的先进补炉技术,这套装置由控制箱、焊枪、振动抹、空气锤等组成,使用介质有丙烷、氧气、压缩空气、冷却水等,最大喷补能力为50kg/h耐火料。其补炉机理是利用丙烷和氧气燃烧产生的高温火焰,将耐火粉料熔融,然后吹附到炉墙上。
  (2)补炉设备辅助设施介绍:
  1)供氧系统。工艺条件要求0. 7~0. 99MPa、100m3/h的氧气。
  2)丙烷供应。丙烷气源压力需要0. 17~0. 2MPa、20m3/h的流量。
  3)冷却水供应。火焰补炉工艺对水源要求严格,pH值6~8。
  4)升降平台。平台要求可同时站两人自如操作喷枪及振动抹。
  5)隔热炉门。
  (3)火焰补炉操作:
  1)火焰焊补的介质是氧气、丙烷和粉料,要使粉料能粘在损伤墙面上,既不流淌,又要牢固持久,就要力求三者的有机结合。即使在1m2的损伤范围内,各处的剥蚀深浅也不一样,就必须选择不同的氧气、丙烷的配合,喷补料的供应量及冷却水的合适压力,随时变更上述组合。这种操作需达到一定熟练程度才能掌握。
  2)喷嘴与墙面的距离、角度及移动速度的有机配合。火焰焊补的质量与粉料的熔融性有直接关系,从分析焊补焰中喷补料的熔融过程看,粉料粒子在离喷嘴200mm开始熔融,大于300mm时,粒子便开始凝固,也就是说在200~300mm间,粉料粒子处于最佳熔融状态。因此,喷嘴与墙面的距离保持在200~300mm,可获得最佳焊补效果。否则,喷补料在固态或半熔融态喷上去,易产生气孔,焊层疏松从而进行焦炉热修。
  另外,火焰束应垂直于墙面,喷嘴移动速度不快不慢,以粉料的堆积厚薄,墙面损伤状况而随时调整,以防止空料、偏料和落料。从而减少焦炉热修
  3)火焰补炉是将熔融炉料喷涂在炉墙表面,要求挂料时间越长越好。在实际中一是待补墙面的石墨、砖渣未清理干净,影响了挂料时间;二是损坏墙面预热不够,高温的熔融料一遇冷墙面,急剧冷却凝固继而产生裂纹、气孔、墙砖炸裂,不仅喷补料不结实,而且给炉体带来副作用。解决方法是在送料前,将喷补部位预热到1000℃以上,使高温粉料与高温砌体温差缩小,达到了最佳黏结效果,延长炉墙挂料时间。
  (4)火焰焊补的效果。焦炉火焰焊补技术是湿法补炉技术的一次飞跃,从应用实践看,挂料时间和补炉效果均优于湿法技术,特别适合炉墙裂纹及小于10mm裂缝的焊补,喷补深度可达7、8火道,一定程度上遏制炉墙裂纹的扩大和剥蚀深度的加剧,但其设备庞大笨重,管线复杂,对燃烧介质要求高,喷补时涉及人员多,焊补速度慢,且只适于轻度剥蚀的墙面的焊补。从而减少焦炉热修
  (5)喷补料国产化。为推广火焰补炉技术,必须研制开发国产料以替代进口料。经对进口喷补料LFC-502的化学成分、物理性能、粒度组成及岩相进行剖析,并通过显微观察,其主晶相为α-方石英,大小约0. 0123~0. 0135mm,占总量的95%,次晶相为少量鳞石英与玻璃相等。经反复试验及改变配方,先后解决了喷嘴间歇出料、喷焊后分层、料流动性差等技术难题,武钢开发出了适应进口焊补设备的国产喷补料——“WNB-1”,各项指标均达到了进口料的标准。
  4.半干法喷补技术
  (1)机理。半干法喷补原理是干粉料和液态黏结剂,在喷出之前的掺混器内混匀,从喷嘴喷出。德国半干法喷补技术所使用的液态黏结剂是生活用水,水量在10%~15%之间可任意调节。
  (2)设备介绍。半干法喷补设备主要包括:喷补机和空气锤。半干法喷补机是利用转子原理喷射干的(或者表面有少量水分的)粉状材料的连续操作的专业设备。干粉状喷补料通过料斗和搅拌器送入转盘中;两个密封垫圈压紧的转盘由一个三相电机驱动,输送喷补料到出料口,用压缩空气将喷补料从出料口风动输送到料管;喷补料从料管喷出之前,保持干的(或者表面有少量水分的)粉料状态,在喷枪尾端的混料器中加少量水润湿后,由压缩空气风动输送到混合喷枪前端喷嘴连续喷射出料。喷补料含水可控制在10%~15%。转盘的速度由人工设定,用来调节料流的大小,最大喷补能力为450~900kg/h,喷补用水靠针状阀调节,粉料在掺混器中与生活用水混合。
  (3)半干法喷补的优点
  半干法喷补与人工湿法抹补相比主要有以下优点:
  1)用空气锤对墙面碎砖及石墨进行清理,较原始的人工清理更彻底,为喷补料与旧墙牢固结合打下良好基础;
    2)优质干粉料,可根据墙面受损程度选用不同粒度、组成的喷补料,其化学组成、粒度、物理性质见表9-13。烧结后的喷补料具有在高温下抗压和抗磨强度好(抗剪切强度一般为3MPa),膨胀率低(线膨胀系数在-0.4%~0.5%之间);
  3)喷补料属于高铝质,因此抗急冷、急热性能好;
  4)喷补料是逐层逐层涂上,水分易于挥发,因此气孔率低,自然热传导性也高;
  5)设备少,体积小,易移动,对施工环境无特殊要求,可全气候下作业,操作简单。
  6)对传动介质无过严要求;
  7)挂料时间可达一年以上,且是逐层脱落,再次喷补,不影响维修质量,避免了人工抹补带来的抹补料整体脱落,且带下旧墙部分碎砖的弊端;
  8)施工效率高,喷补速度可视墙面损坏程度调节,喷补的50mm深1m2的墙面,边喷补边修整,不足30min即可完成,且炉面平整;
  9)设备维护方便;
  10)损失喷补料少,一名普通熟练操作人员的损失小于20%,从现场来看,一般损失不超过15%。与湿法喷、抹补相比最大的优点是:泥料含水量只有10%~12%,而湿法抹补,泥料含水量在17%左右,且泥料依靠人工成块抹补在炉墙壁表面,水分不易排出,导致气孔率偏高,一般挂料3个月后,就会出现抹补墙面变得膨松凸出,接茬处新旧墙面形成错台,6个月后成块脱落,加剧了炉墙的损害;湿法喷补含水量都在30%左右,会导致修理部位炉墙因涂层水分汽化而过分冷却,涂层和炉墙都会急剧收缩而产生裂纹。
  (4)喷补效果。即便磨损比较厉害的炉墙,抹补墙面只是出现不规则细小裂纹,新旧墙面结合好,没有出现人工抹补时的脱落现象,挂料6个月没有问题;在抹补后7~10个月,70%的抹补墙面出现了裂纹,30%的抹补墙面膨胀凸出,并稍有脱落;在抹补后11~12个月,膨胀程度加大,但新旧墙面结合仍然牢固,只是稍有剥蚀,墙面颜色深浅一致,密封性能较好,未出现窜漏情况,对实际生产未造成影响,挂料时间完全能达到一年以上。对炉墙穿洞喷补速度快,效果理想。
  (5)半干法喷补料。国内现在许多焦炉已进入炉役后期,炉体衰老严重,采取多种护炉方法进行焦炉维护,特别采用引进德国的焦炉半干法喷补技术后取得了良好的效果。但是进口喷补料存在价格昂贵、进货周期长、手续复杂等缺点。进口料外观呈灰色,其理化性能和粒度分布见表9-14、表9-15,主要化学成分见表9-16。进口料在施工时出料平稳,喷补机出料口空气压强0.15MPa,加水率12%~15%,反弹率15%左右。目前国内开发料各项性能指标都达到了进口料水平,特别是使用寿命较长,可代替进口料,用于焦炉的日常维护。
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