焦炉本体维护及热修技巧

焦炉本体维护及热修技巧

炼焦炉的维护与热修

一、焦炉炉体的维护

1.焦炉是一个构造较复杂的工业炉，也是焦化厂的主体设备。焦炉在高

温下长期进行连续生产，一代焦炉一旦投产后，一般不会在停下来（特殊情况例外），停炉不当炉体就会严重损坏。

焦炉在长期使用过程中，承受高温、装煤、出焦、冷热激变、机械力及物理化学反应等作用。发生炉体各种变化主要表现为墙面剥蚀，炉墙或过顶砖碎裂、错台等。以及炉长增长，炭化室洞宽变窄，炉底砖龟裂和磨损，燃烧系统的硅砖和黏土砖烧熔斜道窜漏等现象是不可避免的。焦炉正常损坏并得到合理维护的焦炉，使用寿命一般可达25——30年以上，若遭到各种非正常损坏或者得不到合理维护的焦炉，达不到设计时的热修维护是保证焦炉长期正常生产和延长焦炉寿命的重要途径。

2.焦炉为什么会损坏？

炼焦炉的主要部位是用硅砖耐火材料砌成的。硅砖其重要特性之一是

S i O

2

在不同的温度下能以不同晶型存在，在晶型转化时又产生体积的变化，

同时还有应力产生。硅砖主要缺点是在900℃以下的低温阶段，热稳定性差，做急冷急热试验1——2次，就碎裂掉其本身重量的20%以上，因此炭化室炉头部位用硅砖，在长期生产过程中,砌体就很容易碎裂破损,在900℃以上高温条件下,体积比较稳定,抵抗急冷急热的性能也会提高。

焦炉的衰老损坏可分为正常衰老损坏与非正常衰老损坏两种情况。一般的正常衰老是不可避免的，而非正常衰老则是事故性的，是可以避免的。

正常损坏的原因：

（1）温度变化的影响——在生产过程中，反复摘闭炉门，装煤出焦时，温度变化所产生的热应力对炉墙产生影响。焦炉在投产3——5年就开始发生剥蚀或裂纹。随炉龄增长，损坏程度也不断增加，并向炉内延伸。炉顶装煤口部位受外界冷气流的影响大，很容易形成剥蚀，裂缝等。炉头部位的盖顶砖也常由于温度急冷急热造成断裂。

（2）机械力的作用——当炭化室墙面出现裂缝或变形后，在操作摘装炉门及推焦所产生的机械应力对炉墙裂缝的扩大和墙面变形的加剧起着促进作

用，尤其是困难推焦时，影响更为严重。

（3）物理化学作用——硅砖主要成分（S

i O

2

）是酸性氧化物，在常温下抗腐

蚀性较强，但在高温下不抗碱性物质的渣蚀，它与煤料中的金属氧化物（Na

2

O、

FeO）发生化学反应，在硅砖墙表面形成低熔性硅酸盐（Na

2SiO

3

、Fe

2

SiO

4

），

形成低熔性硅酸盐与硅砖中的SiO

2

结合，由于硅砖在不同温度下线膨胀率及耐磨程度不相同，故在温度应力与装煤出焦等机械力的作用下，逐渐从硅砖本体中脱落。由于反复作用不断腐蚀砖面。

二氧化硅（SiO

2）在炼焦过程中产生SiO

2

升华，由于煤干馏分解产生大量

的碳氢和一氧化碳等到构成还原气氛，在温度高于1300℃时开始发生还原反应：

＞1300℃

SiO

2

+ C—————→ CO↑ +SiO ↑

一氧化硅（SiO）呈气态逸出，温度越高这种反应的速度就越快，在有金属铁存在的情况下，将会降低该反应的温度并使反应加速。因而硅

砖墙面中SiO

2

含量少，必然要降低硅砖的性能。

（4）炉长增长于石墨沉积——硅砖砌体在烘炉升温过程中，由SiO

2

发生晶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

（Fe

2O

3

、Na

2

O、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