焦炉本体维护及热修技巧doc文档格式.docx
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型转变引起体积膨胀。
焦炉在投产后，转化仍在继续进行，在硅砖内低熔物（Fe2O3、Na2O、CaO等）和还原气氛存在的条件下，其中部分石英向着鳞石英转化，但低熔物不足的则石英又转变为方石英。
所有这些晶型转化都伴随着体积膨胀。
这种膨胀在焦炉生产中将会逐年减弱，以至最后消失。
同时也说明这是焦炉砌体的真实膨胀，是必然的现象。
炉体膨胀随炉龄增长逐年减弱最终消失，但实际炉长仍在逐年增长，这是因为炭化室墙面上，因受机械应力和温度变化的热应力使其逐渐产生裂纹，而这些裂纹被气分解的石墨所填充，裂纹又不能完全闭合，只有不断伸长就这样周而复始，则使裂缝的宽度越来越大，裂缝的条数也越来越多，所以使炉长逐年不断增长。
非正常损坏的原因：
（1）筑炉时用耐火材料不符合标准，特别是理化性能太差时，易使焦炉提
前衰老。
（2）焦炉的砌筑质量太差，几何尺寸超出公差要求，砌砖灰缝不饱满，在
投产后荒煤气或加热用的净煤气串漏严重，形成局部高温，造成炉体损坏。
（3）烘炉质量不佳。
由于烘炉升温管理不好，致使炭化室、斜道、蓄热室
的墙面阶梯裂缝，盖顶砖于炉底砖局部墙面砖碎裂。
（4）护炉铁件管理不善或操作不当引起炉门、炉框冒烟冒火烧坏护炉铁
件，使炉子失去应有的保护，造成炉头砌体松散变形，甚至倒塌。
（5）长期使用膨胀压力过大或收缩过小的炼焦煤而导致困难推焦。
（6）不重视焦炉维护和热修或热修维护不及时，加速了炉体的损坏。
（7）加热制度混乱，经常出现过火焦，结焦时间变化大过长或短不按计划
出焦，生产管理混乱，甚至造成常有二次焦，使炉墙变形。
上述各条非正常损坏现象，纯属生产管理与技术管理不到位问题，只要加强焦炉各方面管理，上述情况完全可以避免的。
二、焦炉本体主要耐火材料及性能
建一座大型焦炉，其本体是有多种耐火材料构成，皆属于普通耐火材料（耐火温度在1580℃——1770℃）。
在耐火材料中其中硅砖占总量60%左右，粘土砖占30%左右，硅大泥占4%，粘火泥沙、红砖占5——6%，
（一）对用于焦炉的耐火材料的性能有如下方面的要求
1．在焦炉生产的高温条件下，能承受一定的压力和机械负荷不变形，保持一定的体积稳定性。
2．在高温下有较好的导热性。
3．在长期生产条件下能适应温度正常变化，而不破裂损坏。
4．能抵抗灰渣和煤干馏产物的化学侵蚀作用。
5．必须具有一定的耐磨性能。
（二）耐火材料的几种特有性能
1．气孔率。
耐火制品的气孔率是指与大气相通的显气孔的体积与制品总体积
的百分比称为显气孔率。
耐火制品气孔率越小，导热性能就越好，耐压强度越高，但冷热急性能较差。
2．体积密度与真相对密度。
这是耐火材料一项重要指标，体积密度是包括耐
火制品全部气孔在内的每立方米砖的质量数，在计算真相对密度时，砖样体积只包括岩石分。
通过了解样砖的真相对密度，可以知道砖的烧成好坏。
拿硅砖来说烧成较好的硅砖真相对密度较小。
若焦炉硅砖真相对密度低于/cm2，可以使炉头砌体少产生裂纹，能延长其寿命。
3．常温耐压强度。
是指耐火制品在常温下，单位面积上能承受的最大压力。
也就是说均匀致密烧成良好的制品耐压强度较高。
4．热膨胀性。
指在一定温度范围内的平均线膨胀率。
5．）一般为
气孔率低，结构致密的砖，导热性能好。
焦炉用硅砖粘土砖的导热系数随着温度升高而增大的。
6．耐火度。
是指耐火材料在高温下抵抗软化（熔化）的性能。
焦炉硅砖的耐
火度可以作为制定焦炉加热最高操作温度范围的依据。
7．荷重软化温度。
是指耐火材料在一定负荷作用下抵抗温度的能力。
8．高温体积稳定性。
是指耐火材料在高温下长期使用时，体积不可逆变化的
性能。
具体指标是：
耐火材料在一定温度下加热一定时间，自然冷却后测量其体积变化值，其变化值与原体积的百分比称残余膨胀（或残余收缩）。
9．热稳定性。
也就是通常所说急冷急热性质，具体说就是耐火制品抵抗温度
急变而不损坏的能力。
10．抗侵蚀性。
指耐火制品在高温下抵抗熔渣、炉料分解产物的化学与物理
作用的性能，也称抗渣性。
以上十项为耐火制品的特有性能，在这基础上进一步了解焦炉的硅砖、粘土砖、高铝砖、堇青石等材料的性能。
（三）焦炉用几种耐火制品的性能
1．硅砖。
被称为硅砖的定义是指含二氧化硅（SiO2）为93%的耐火砖称为硅砖。
它是以石英岩为原料（硅石）经粉碎后加入适量的粘结剂（石灰乳类）和矿化剂（如铁粉）及部分硅质熟料（熟料或废硅砖粉）经混合成型，干燥后在有计划的升温到1400——1430℃烧成。
其优点：
（1）硅砖在高温下接近荷重软化点的条件下，其结构本身不发生变化，可使
用的温度较高。
（2）硅砖除荷重软化点较高外，还具有较好的导热性能，其导热率随温度
提高而增大，硅砖用焦炉，可以提高焦炉的生产能力。
（3）硅砖随温度的升高其体积一直是膨胀的，没有残余收缩，所以硅砖用
于焦炉烘炉和生产中较好地保持焦炉砌体的严密性。
（4）硅砖具有较高的抵抗盐类和焦化产品的侵蚀，因此用于焦炉炭化室部
分，不受侵蚀，对提高炉体寿命有较好作用。
（5）硅砖在升温过程中，体积变化在各种温度阶段变化是不相同的，体积
的大量膨胀集中在350——400℃以前，继续升温时，膨胀增加逐渐减缓，900℃以后体积变化更小。
烘炉曲线趋向水平。
焦炉在正常生产温度区间，硅砖的体积比较稳定。
用于砌筑焦炉能长期适应于炼焦生产工艺，目前尚未被其它耐火材料所代替。
硅砖缺点：
（1）硅砖在900℃以下低温阶段，热稳定性差，做急冷急热试验一到二次
就碎裂到其本身重量的20%以上。
（2）硅砖焦炉当温度的最低波动到900℃以上时，（炉头部位在装煤时）
由于硅砖在低温阶段经受不了温度变化的频繁冲击，焦炉砌体才易损坏，根据此特性将炉温控制大于900℃，可以延长焦炉炉体寿命。
2．粘土砖
粘土砖是50%的软质粘土（生料）作粘结剂和50%经煅烧的硬质粘土熟（作
瘠化剂）按一定料度要求进行配料成型，干燥后在1300——1400℃的高温下烧成。
粘土砖用于焦炉除硅砖外是用量较多数量仅次于硅砖。
粘土砖优点：
（1）粘土砖耐急冷急热性好，在受到温度急变冲击时，粘土砖具有较好的
抵抗破坏性能。
普通粘土砖做试验冷热急变在10——20次，粗颗料粘土砖可达25——100次。
由此特性，粘土砖用于焦炉炉顶，烟道衬砖和蓄热室格子砖等。
（2）粘土砖蠕变温度范围很宽，在达到荷重软化温度的情况下，继续升温
时，只发生形变，而不产生破坏其整个结构的裂变。
粘土砖的缺点：
（1）粘土砖耐火度虽高，但荷重软化温度较低，主要是由于砖内有大批无
晶型物质的存在所造成。
它软化温度一般比其耐火度低300℃以上，荷重软化温度一般为1250——1400℃范围。
（2）粘土砖线膨胀近似一条直线，达到1000℃——0.7%
大约为硅砖的50%，在1200℃后继续升温时，其体积在膨胀到最大值后开始收缩。
粘土砖的残余收缩性能是导致砌体灰缝的松散裂开，这对砌体是最不利的。
（3）粘土砖的导热率随温度的升高而增大，比硅砖的导热率小15——20%。
由于上述粘土砖这些特性，粘土砖不能用作高温干馏的焦炉的主体用砖，只是作为急冷急热温度变化较大的部位，如：
焦炉炉顶、烟道衬砖和蓄热室，热交换的格子砖。
3．高铝砖
高铝砖是指粘土砖中的三氧化铝（Al2O3）含量在48%以上时称为高铝砖，高铝砖的主要矿物质成为高铝矾土，此砖烧成的温度较高，约为1500℃左右。
高铝砖的耐火度（1750——1790℃）和荷重软化温度（1420——1500℃）都比粘土砖高，质密、抗渣、耐磨性好。
随着Al2O3含量增加，上述性能也随着提高，但耐急冷急热性比粘土砖低。
三、焦炉用耐火泥
一座焦炉的效率和寿命，不仅取决于上述耐火材料的硅砖、粘土砖、高铝砖
等质量问题，而整座焦炉本体所砌筑的硅砖、粘土砖等就有好几百吨耐火泥，耐火泥是使砌体成为一个整体的粘结剂，火泥的质量同等重要，特别是焦炉的砌砖气密性，砌体的最薄弱环节是砖与砖的结合缝，火泥达不到要求，砌体的结合缝就粘结不好。
（一）火泥必须具备的要求
1．火泥的化学组成和特性应与砌砖的组成相近，不能相差太大这样可以避
免在高温下与砌体发生破坏性反应。
2．火泥的耐火度和荷重软化点应与砌体要相接近。
3．火泥料度应与预定的砌体砖缝厚度相适应。
4．在工作温度下，火泥的粘结能力能够烧结，足以使砌体坚固结合，透气
性最小，能增加砌体的机械强度。
5．火泥以水或其它溶剂调和时，有一定的粘结性和良好的填塞能力。
6．火泥的收缩性要小，以防砖缝干固时裂开。
7．火泥应具有一定的保水能力，在砌筑操作时调和性和柔和性要好,能保证
施工质量.
以上是焦炉砌筑用火泥必须满足的要求,达不到以上的基本要求,用于砌筑和修补,难以保证质量要求,甚至影响焦炉寿命。
（二）硅火泥
硅火泥是由硅石、废硅砖和粘结性较好的软质粘土粉料配制而成的。
硅火泥以SiO2含量不同分为高温硅火泥（＞1500℃），中温硅火泥（1350——1500℃）和低温硅火泥（1000——1350℃）三个级别，焦炉多采用中温和低温硅火泥。
硅火泥的耐火度与硅砖相近但荷重软化温度都比硅砖低100℃左右。
近几年在新的焦炉设计中取消了低温硅火泥，全炉硅砖砌筑全部采用中温硅火泥。
（三）粘土火泥
粘土火泥是由煅烧后的粘土熟料（或废粘土砖粉）占60——80%，生
粘土占20——40%，熟料为火泥的主体，生粘土粉为结合剂加入后可增加火泥的塑性，降低透气性和失水率，但不宜多加。
用于焦炉上砌粘土砖一般采用细粒火泥，粘土火泥的使用温度一般低于1100℃部位。
（四）根据砖的材质和砌体生产时的操作温度采用火泥的原则
焦炉上使用的耐火泥主要是硅火泥和粘土火泥，不论采用那种火泥，
但必须遵照如下原则：
1．所有耐火泥与砌筑的耐火砖原则上应为同类材质，即用什么材质的砖，用什么材质的火泥。
2．泥料有高、中、低温之分，使用时则按砌体工作温度范围选用。
3．炉肩与保护板间缝隙的密封需要在耐火泥中加入一定比例的精矿粉和
水玻璃。
4．作为焦炉（砌体）表面的粘土砖砌体，在粘土火泥中，应加入部分能增加耐火泥强度和结合能力的硅酸盐水泥和石英沙。
四、焦炉管理对炉体寿命影响
本文前面描述了焦炉多种非正常损坏的原因，而且都是可以避免的，下面讲述焦炉管理不善对炉体也会造成很大影响。
1．焦炉采用的压力制度不正常，造成炭化室、燃烧系统之间气体窜漏，不
仅破坏炉体的严密性，个别部位将出现高温，甚至烧熔集气管压力偏低，使结焦末期炭化室负压，漏入空气烧坏炉墙与铁件等。
2．不遵守操作规程，生产操作不合理，炉门和上升管打开数目多和时间长，
使得炉头温度下降过快。
3．结焦时间变动频繁，加热煤气更换频繁，加热煤气压力，热值等波动大，
造成炉温急剧升降，忽高忽低，超过高、低温极限温度使炉墙（尤其边火道）容易堵塞。
4．装煤不满，使炉顶空间温度升高，易生成石墨、甚至使上升管、桥管堵塞。
5．装入煤水分波动大，或配合煤的收缩性不够，或膨胀压力过大。
6．不按正点推焦或发生焦饼难推，推焦杆不直，摘、对炉门猛烈撞击。
7．焦炉护炉铁件管理不善，炉柱曲度过大，弹簧吨位不够，保护板变形，
纵横拉条被烧细或坏拉断。
8．焦炉开始在筑炉、烘炉质量不好，对炉体的影响。
上述八项内容若能做到认真管理，完全可以避免炉体损坏。
五、焦炉维护的主要措施
要想焦炉使用寿命长和焦炉生产稳定正常，除了有较好的管理办法，还要对
焦炉维护方面采取必要的措施。
1．抓好三班操作，要做好炉门、炉框和“三通一活”清扫工作，杜绝炭化室装
煤不满和负压操作，应避免打开炉门过久，打开上升管过早，摘、对炉门时强烈碰撞炉体，并应防止氨水或雨水进入炉内。
2．严格执行推焦计划，加强炉温管理，搞好机械设备的维护与检修工作，及时
清除炉墙上、炉口等过厚的石墨，防止焦饼难推，加强对推焦电流的统计和分析，规定每座焦炉推焦电流的最大值。
发生困难推焦时，必须要查明原因，并采取措施，严禁强行推焦而损坏炉体。
3．根据每座焦炉的具体情况，确定恰当的结焦时间，并力求稳定。
结焦时间频繁变动会使炉温和炉体膨胀随之变动，容易造成炉体破损，不适当的缩短结焦时间，容易引起高温事故，结焦时间过长而处理不好，也易造成窜漏或引起炉墙结渣，烧结和砖缝加宽等，一般情况下，焦炉是不允许强化生产或过分延长结焦时间的。
4．严格贯彻铁件管理制度，定期检查，及时分析。
必须保证铁件对炉体的保护
性压力，确定合理的钢柱曲度，监护好拉条，使其保持完整状态。
5．抓好焦炉的热修日常维护工作，健全检查、维修制度，确保炉体各部位的严密。
6．要抓好调火炉温均匀稳定，保证焦炭按时均匀成熟。
7．加强配煤管理工作，对未经试验的配煤方案，不得采用煤种变化时要经过配
煤试验防止变质煤装入炉内，配煤操作力求准确，配合煤质量必须稳定。
焦炉热修
焦炉在连续生产过程中，由于受多种因素的影响，随着时间的推移不断地在发生着各种变化，逐渐走向衰老损坏。
这种不可避免的变化，从烘炉投产时就开始了，而且损坏的程度在不断发展，若维护适当，就可延缓焦炉损坏的速度，达到延长焦炉使用寿命的目的。
反之，要不了几年十几年焦炉将损坏严重，甚至无法维持生产，被迫停炉大修。
管理维护好的焦炉，一代炉龄可长达25——30年以上，在这几十年期间里，焦炉大部分时间是要经历：
损坏——维修——再损坏——再维修中度过，直至不能再维修为止。
本文前部分讲述了对焦炉维护，焦炉损坏的各种因素，焦炉用各种耐火材料的性能特点及对焦炉维修的主要措施，下面要讲述对焦炉损坏后的热修。
焦炉砌体的维修包括：
经常性维修、中修和大修，这里主要讲述经常性维修和中修。
一、焦炉经常性的维修
经常性维修是在焦炉生产过程中，无明显损坏（刚开始有损坏）时可起预防作用，可以阻止和延缓损坏面的扩大，可防止焦炉早衰，是保证焦炉正常生产的重要措施。
经常性检修范围较广，主要包括对生产焦炉各部位的日常喷浆、抹补和沟缝、灌浆等。
（一）维修内容及热修泥料配比
为了保证能及时进行日常性的热修，炼焦车间必须要有自己的专职
热修人员，这些热修人员必须懂得焦炉热修知识和掌握热修技术，热修人员应与三班生产和白班调火工人密切配合共同监视炉体情况，车间要定期安排系统检查，并作好焦炉炉体各部位炉砖损坏情况登记，本着先急后缓原则，安排喷浆、灌浆、抹补和沟缝等工作，焦炉热修通常分区进行，分别为炉顶区，炉台区和蓄热室三大区域管理，各部位所用泥料和操作方法根据各不同要求进行配制和操作。
1．操作方法
（1）喷补法：
有湿式喷补法、半干式喷补、干法喷补、火焰喷补法。
（2）抹补法：
主要是各种不同配比抹泥料进行抹补。
（3）堵洞法：
针对炭化室和其它部位穿洞用同等耐火材料堵洞。
2．热修泥料配比
国内各焦化厂热修泥料配比不完全一致，都是根据自己厂焦炉具体情况进行研究，制定热修泥料配比是为了寻求热修泥料在炉墙上挂料时间长，经久耐用，减少重复的修补，保证焦炉正常维护。
以下介绍一种较普遍采用的经常性热修泥料配比方案：
焦炉日常维修项目及各部位热修泥料配比（重量%）
项
目
耐
火
材
料
炉项
炉台
蓄热室
砌
体
炉
头
换装煤孔座砖
换看火孔砖与铁圈
换炉顶表面砖及灌浆
换上升管座砖及底座
修上升管根部
修桥管水插接头
喷炉头墙
抹炉头墙
修补炉底砖
修补斜道正面墙
保护板与炉头灌浆
砌隔热墙
修补蓄热室顶部
喷补小烟道
喷补垂直砖煤气道
修补蓄热室封墙
修废气盘连接处
废气盘保温
低温耐火泥
70
50
40
20
粘土熟料
15
100
粘土火泥
85
60
80
断热粉
粘矿粉
30
高温沥青
磷酸
18
水玻璃
5
10
5—10
5—15
海泡台
注：
1、磷酸的比重1。
69，浓度85%2、水玻璃指Na2O含量为14%。
3、水玻璃与磷酸的配比指外加量（Kg）计。
4、炉墙熔洞裂缝抹补料配比：
粘土熟料与生料5：
1与水2：
1调成。
1．热修泥料的基本要求
（1）泥料要有粘结性，喷补时能粘附于炉砖上。
（2）要有相当高的耐火度，对炉砖无侵蚀作用，在高温条件下能形成坚实不脆的物质。
（3）有一定的可塑性，高温时不至于被烧化。
（4）在干燥烧结时与炉砖有比较接近的膨胀率和收缩率。
（5）在操作条件下能抵抗机械磨损，化学侵蚀和冷热应力变化。
1．必须要考虑的影响热修泥料性能的因素。
热修泥料除了对基本要求满足外，还必须要了解影响泥料性能的因素。
（1）对泥料的基本组分是一个由物理附着向化学结合的过程，为了促进此过程，
就要求泥料有一定的粘性，干燥和灼烧的收缩量要小，泥料的膨胀系数及化学成份与炉砖相适应。
（2）生、熟料的配比，它是会影响结合强度。
生料在低温下粘结性能强，残余收缩大，强度要差些，而熟料则与此相反。
（3）泥料水分湿式喷补泥浆的水份决定着能否将泥料输送到修补的墙面上，俗
称为挂料。
喷补泥料水量不足则不能形成较致密的喷涂层，还易堵塞喷枪，若用磷酸做胶结剂水量少，磷酸浓度较高会引起高温力学性能降低，水量过多时，修补墙面过渡冷却造成炉墙再次开裂，所以目前国内外大多数焦化厂不大采用湿式喷涂。
寻求新的焦炉喷补方法：
（1）火焰焊补法。
（2）陶瓷粉焊补法。
（3）半干法补炉。
（4）干法补炉。
这些新式喷补法都是不带水份或少带水份，不降温修补，有利于保护墙面。
（4）泥料的颗粒组成对喷补质量影响很大，不论是湿式或干式，还是焊补颗粒
组成的比例都是很重要的。
一般细料易于拌和，不易堵喷枪。
喷补时均匀，有较好的粘附性能，并有利于烧结。
（二）焦炉经常性的维修
为了减少焦炉急冷急热、减轻焦炉在修理过程中炉砖的损坏，以
利保护炉体，有利于生产，焦炉应本着以经常性的喷抹为主，翻修为辅，热修为主，冷修为辅的原则，组织热修工进行修补。
焦炉修理虽有喷抹，翻修或热修，冷料修补砌体（除火焰焊补外）。
因此，焦炉修理都必须注意处理好炉体和泥料在热胀，冷缩过程中可能出现的问题。
下面介绍几种修补方法。
1．半干法喷补
半干法喷补技术是现代喷补新技术，从应用观察其效果好，技术含量
高，设备体积小，结构简单，易移动，操作简单方便，对所用介质无过高要求，操作时喷补速度快，喷补附着率强，挂料时间长。
（1）半干法喷补
将干粉料和液态粘结剂在喷枪管内各行其道，以压缩空气作为输送动力，粉料在喷出之前，在掺混器内混匀，并从喷嘴喷出，含水量在10%——12%之间，可任意调节控制，其主体设备为转盘、喷补机，最大喷补能力为450——900Kg/h，喷补用水靠式阀来调节控制，使得喷补料在掺混器中与水混和均匀。
（2）半干法喷补的介质要求
1压缩空气压力≥
2使用工业净化水或饮用水压力≥
3电源:
380V、50HZ
（3）半干法喷补操作方法
对喷补墙面首先要进行清理干净，主要是清理干净损坏墙面上的剥蚀的碎砖或石墨，再进行喷补。
1空炉清理修补法
a.推完将要修补的炭化室内焦炭，对上另一侧炉门。
b.对上假炉门或将铁支架挂在炉门钩上，将石棉板挂在支架上。
c.接好空气锤软管,用空气锤清理干净剥蚀部位的碎砖或石墨。
d.长时间清理后，需用不含油脂的冷却油冷却空气锤。
2带焦炭清理修补法
a.摘开要修补的一侧炉门、扒出要修墙面的红焦。
b.其余步骤基本与空炉清理方法b、c、d相同
3修补操作
a.喷补机接上压缩空气、电源（380V）、水、并将灰料装料斗。
b.按规定动作启动喷补机对修补面进行喷补。
c.对修补炉墙喷补
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