狄明三 戴孝佩

摘 要：焦?fàn)t在工作中，爐體溫度可達(dá)1300℃，焦?fàn)t長期在高溫環(huán)境下工作，必定會逐步磨損，而焦?fàn)t設(shè)備一旦損壞，就會給實(shí)際生產(chǎn)帶來嚴(yán)重影響?；诖?，本文從高溫環(huán)境焦?fàn)t設(shè)備物理、化學(xué)損害成因出發(fā)，對焦?fàn)t設(shè)備防護(hù)措施、焦?fàn)t爐體熱態(tài)維護(hù)方法、陶瓷焊補(bǔ)技術(shù)、半干法進(jìn)行了探討，以期為相關(guān)從業(yè)人員提供有效參考。

關(guān)鍵詞：焦?fàn)t；高溫；維護(hù)；熱態(tài)修理

0 引言

焦?fàn)t設(shè)備在工作中會產(chǎn)生極高的溫度，高溫環(huán)境必定會對焦?fàn)t爐體產(chǎn)生影響，但目前高溫問題并不能得到很好地解決，這也是我國鋼鐵生產(chǎn)所面臨的重要問題。因此，需要采用合理的維護(hù)措施，將焦?fàn)t爐體的磨損情況控制在一定范圍內(nèi)，避免焦?fàn)t損壞對正常生產(chǎn)造成影響。

1 高溫作業(yè)焦?fàn)t設(shè)備物理損害防護(hù)

1.1 高溫環(huán)境下焦?fàn)t設(shè)備物理損壞成因

在實(shí)際生產(chǎn)中，需要加煤燃燒實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)，而焦?fàn)t的爐門、加煤口都會向外噴火，這些火源會對設(shè)備造成嚴(yán)重影響。為控制該問題，通常會采取多種方式隔絕火焰，比如縮短操作時(shí)間、實(shí)施無煙加煤、密封等等措施。但在火焰問題處理前，焦?fàn)t加煤口處火焰可達(dá)到2m，甚至2m以上，在控制后可將火焰控制在0.5m以內(nèi)，甚至達(dá)到無火焰噴出的控制效果，這不僅能夠改善工作環(huán)境，同時(shí)也能夠起到保護(hù)焦?fàn)t的效果[1]。焦?fàn)t在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)作的過程中，加煤的裝煤車一般是以“變頻調(diào)速”的方式工作，如果外界環(huán)境溫度達(dá)到85℃以上，那么裝煤車變頻過載保護(hù)就會失效，這就會直接影響裝煤車的正常工作，從而為后續(xù)的生產(chǎn)工作造成嚴(yán)重影響。而這種情況，往往是焦?fàn)t內(nèi)部溫度達(dá)到1000℃所導(dǎo)致。

1.2 高溫環(huán)境下焦?fàn)t設(shè)備物理損壞防范措施

1.2.1 隔絕火源

隔絕火源是一個(gè)最簡單、直接的控制方法。一般，焦?fàn)t火焰會直接通過二層平臺小孔，對上層物體造成影響，而工作人員就可采用一定的密封措施，阻止火焰燒至上層平臺，從而避免電纜、設(shè)備受到損害[2]。并且還要在保證焦?fàn)t設(shè)備正常運(yùn)作的前提下，讓設(shè)備能夠盡可能遠(yuǎn)離火源位置。

1.2.2 耐熱材料

耐熱材料的應(yīng)用，也是提升焦?fàn)t設(shè)備耐熱能力最為直接的措施。比如，可利用防火石棉，將其包裹在設(shè)備外部，或者包裹在電纜外部，這樣就能有效降低高溫對電纜、設(shè)備的影響[3]。電氣元件本身對高溫環(huán)境就非常敏感，可在電氣室避中設(shè)置夾層，同時(shí)利用保溫材料以及溫控設(shè)備，降低高溫對電氣元件的影響。在條件允許的情況下，還可利用一些導(dǎo)熱能力差、強(qiáng)度高、成本低的材料實(shí)現(xiàn)高溫防護(hù)。

1.3 防爆電氣

在高溫環(huán)境下，熱力的匯集、粉塵濃度不斷上升，還會產(chǎn)生一些導(dǎo)電情況，甚至是嚴(yán)重的爆炸現(xiàn)象。所以，焦?fàn)t設(shè)備維護(hù)，可選擇一些防爆電氣設(shè)備來保障生產(chǎn)工作的正常進(jìn)行。相關(guān)工作人員可利用防爆電機(jī)，來達(dá)到延長使用時(shí)間，避免故障的目的[4]。

2 高溫環(huán)境下焦?fàn)t設(shè)備化學(xué)腐蝕損害防護(hù)

2.1 化學(xué)腐蝕成因

焦?fàn)t設(shè)備在工作過程時(shí)處于封閉空間，隨著工作時(shí)間的延長，工作區(qū)域內(nèi)氣溫也會不斷上升，這就會導(dǎo)致碳鋼的耐腐蝕性能逐步提高，腐蝕速率不斷下降。一般來說，在150℃以下，碳鋼被腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)最高，而溫度如果在150℃以上，碳鋼表面逐步干燥，那么腐蝕風(fēng)險(xiǎn)也會逐步降低。但是，一旦發(fā)生突發(fā)情況，比如設(shè)備停止運(yùn)作，那么隔熱層的腐蝕效率也會發(fā)生變化。此外，焦?fàn)t設(shè)備在實(shí)際生產(chǎn)工作中，支架等等結(jié)構(gòu)都是直接暴露在高溫環(huán)境中的，在停止生產(chǎn)后，散熱就會導(dǎo)致焦?fàn)t設(shè)備氣相內(nèi)壁、外壁受到雙重冷凝腐蝕，從而導(dǎo)致焦?fàn)t設(shè)備受到嚴(yán)重?fù)p壞[5]。

2.2 化學(xué)防腐措施

隔熱層化學(xué)防腐，行之有效的方法就是利用高質(zhì)量保護(hù)涂層，結(jié)合腐蝕介質(zhì)的惰性特征，采用介電常數(shù)較高的有機(jī)高分子涂層，構(gòu)成一個(gè)有效的腐蝕電路?？稍诮饘俦憩F(xiàn)，通過涂抹漆膜，將外界環(huán)境和金屬隔離開來，避免水、離子物質(zhì)附著在金屬表面，從而避免腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生?；瘜W(xué)腐蝕還需要綜合考慮大氣環(huán)境因素，在設(shè)置防腐蝕方案的時(shí)候，要尤其注重仔細(xì)分析環(huán)境，合理選擇防腐溫度、防腐涂層種類[6]。此外，不同涂料的防銹、防腐等級有所差異，在選擇方案的時(shí)候也要充分的分析以及考慮。

3 焦?fàn)t維護(hù)案例

某煉焦系統(tǒng)共有12座焦?fàn)t，隨著生產(chǎn)工作時(shí)間推移，爐體逐步老化，爐體出現(xiàn)不同程度的損壞，利用合適的爐體維護(hù)技術(shù)，可有效延長焦?fàn)t使用時(shí)間，保障生產(chǎn)效益。該焦?fàn)t整體情況良好，但炭化室表面有著諸多龜裂、麻面、裂紋，焦?fàn)t側(cè)爐墻也相繼發(fā)生穿孔問題，嚴(yán)重影響了正常生產(chǎn)，縮短了焦?fàn)t的使用壽命。

3.1 維護(hù)修補(bǔ)方法

該焦?fàn)t維護(hù)修補(bǔ)主要技術(shù)方法可分為：半干法、干法、濕法、焊補(bǔ)法等等類型。近年來，涂釉技術(shù)在國內(nèi)外也得到了廣泛應(yīng)用，通過利用零膨脹熔硅磚來替換破損砌體。下文著重強(qiáng)調(diào)爐體的半干法、熱態(tài)修理、空壓密封。

3.1.1 半干法

所謂半干法就是指半干法噴補(bǔ)，該方法其實(shí)是濕法修補(bǔ)的一種特殊形式，和濕法修補(bǔ)相比，半干法事先不會混合干粉料和水事，在噴槍內(nèi)分別導(dǎo)出，然后再在混料器混合，最后從噴槍噴出。并且，相對來說，半干法的含水量比較少，大約在12%左右。

在實(shí)踐中，半干法呈現(xiàn)出以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

第一，因半干法的含水量少于濕法，所以對熾熱焦?fàn)t墻的影響較??；

第二，掛料的時(shí)間比較長，大約在1a左右；

第三，修補(bǔ)層的氣孔率比較低；

第四，半干法的應(yīng)用成本較低，適合日常使用。

半干法的缺點(diǎn)為：

第一，干粉料和水事在噴出前的混合比較難以控制，經(jīng)常出現(xiàn)混合不均的情況；

第二，和濕法相比，半干法所采用的設(shè)備更為笨重、復(fù)雜；

第三，因不能噴射均勻的薄層，所以掛料時(shí)間比較長；

第四，該方法的回彈率較高，約在18%左右，會對周邊環(huán)境造成嚴(yán)重影響。實(shí)踐證明，半干法對焦?fàn)t側(cè)爐頭的修補(bǔ)有著較為顯著的作用[7]。

3.1.2 熱態(tài)修補(bǔ)

熱態(tài)修補(bǔ)能夠有效解決修理人員和焦?fàn)t爐體之間的溫度問題。在熱態(tài)修理的過程中，焦?fàn)t溫度可維持在800℃以上，爐體處于相對安全的狀態(tài)，同時(shí)采用有效的隔熱措施，在炭化室為修理人員創(chuàng)建一個(gè)修理通道，修理通道內(nèi)的溫度控制在250℃以內(nèi)，在熱態(tài)修理的過程中，修理人員不用再拆除砌體，僅僅需要在需要修理的部位適當(dāng)開孔，將磚煤氣和堵塞的斜道疏通后，利用“零膨脹磚”重新砌筑既可。相較于傳統(tǒng)的冷態(tài)修理方法，熱態(tài)修理方法在實(shí)踐中呈現(xiàn)出了較強(qiáng)的優(yōu)越性。首先，在修理的過程中，焦?fàn)t處于高溫狀態(tài)，這樣不僅能夠修復(fù)已經(jīng)損壞的部位，還會避免對其他部位造成損害；其次，通過采用合理的防護(hù)隔熱措施，修理人員可在焦?fàn)t不降溫的情況下，在焦?fàn)t內(nèi)部工作，并且能夠能有效保證修理人員在高溫環(huán)境下的人身安全；再次，零膨脹磚的膨脹較小，且抗熱、抗震性能較強(qiáng)，所以不需要預(yù)留滑動縫、膨脹縫，既保證了新磚和舊磚之間的平整度，同時(shí)又保證焦?fàn)t在正常升溫后不會損壞[8]。修理效率較高，升溫僅僅需要1.9d左右的時(shí)間，對生產(chǎn)工作的影響非常??；最后，因?yàn)閮H僅通過開孔對局部進(jìn)行修理，修理效率大幅度提升，修理成本也有效降低。

3.1.3 空壓密封

空壓密封技術(shù)是指利用壓縮空氣，將耐火材料吹入密封炭化室內(nèi)部，該技術(shù)主要利用硅石為主要材料，能夠有效修補(bǔ)焦?fàn)t炭化室內(nèi)部的墻體縫隙、裂紋、磚縫，同時(shí)還能夠檢測焦?fàn)t的密閉性，避免廢氣以及其他污染物質(zhì)泄漏，呈現(xiàn)出良好的環(huán)保價(jià)值，并且施工方法較為簡便，使用的設(shè)備簡單。硅石材料成分和焦?fàn)t內(nèi)的硅磚非常接近，有著良好的附著性、抗沖擊性、耐用性，在施工的過程中，無需再加水?dāng)嚢?，不會帶入任何水分，避免對爐體產(chǎn)生化學(xué)腐蝕。該方法可以在焦?fàn)t不停止工作的情況下使用，可有效保障焦?fàn)t使用壽命。

3.2 陶瓷焊補(bǔ)技術(shù)

陶瓷焊補(bǔ)技術(shù)主要是利用陶瓷焊補(bǔ)混合補(bǔ)料，該補(bǔ)料含水量在3%甚至3%以下，通過陶瓷焊補(bǔ)設(shè)備將材料噴向炭化室內(nèi)，可燃顆粒在炭化室區(qū)域內(nèi)燃燒、放熱、融化，然后附著在爐墻表面。該技術(shù)針對砌體開裂、磚縫、墻體剝落有著良好的修復(fù)效果。并且，陶瓷焊補(bǔ)技術(shù)不會導(dǎo)致墻面冷卻而損傷，規(guī)避了常規(guī)半干法、濕法水蒸發(fā)導(dǎo)致的進(jìn)一步損傷。

3.2.1 準(zhǔn)備工作

首先，選定修補(bǔ)爐號，確定詳細(xì)的修補(bǔ)時(shí)間，通知控制爐體溫度；其次，將空爐炭化室煤口爐蓋替換為帶孔的爐蓋，然后將爐門替換為帶孔的爐門；最后，打開上升管、關(guān)閉橋管翻版，試運(yùn)轉(zhuǎn)陶瓷焊補(bǔ)設(shè)備。在準(zhǔn)備的過程中，主要涉及的是焊補(bǔ)設(shè)備的調(diào)試以及準(zhǔn)備。

3.2.2 應(yīng)用效果

陶瓷焊補(bǔ)是一種針對爐墻凹陷的修補(bǔ)技術(shù)，能夠?qū)t體穿孔問題扼殺在搖籃中，有限延長炭化室爐墻使用壽命。修整后，炭化室爐墻表面更為平整，沒有明顯的凹凸情況。總的來說，陶瓷焊補(bǔ)技術(shù)掛料時(shí)間比較長，能夠有效延長爐體使用壽命，雖然維修成本相對比較高，但是長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益顯著。

3.2.3 后續(xù)作業(yè)

在陶瓷焊補(bǔ)作業(yè)結(jié)束后，就要落實(shí)空壓密封作業(yè)。經(jīng)過多次反復(fù)的空壓密封，能夠修復(fù)爐內(nèi)的磚縫。在空壓密封結(jié)束后，要全面清理炭化室，去除炭化室底部的噴補(bǔ)落料以及焦碎，并且要及時(shí)同時(shí)燃管、焦班增加考克，提高爐溫。后續(xù)要持續(xù)跟蹤炭化室的實(shí)際溫度以及修復(fù)位置是否有泄漏、竄漏洞等問題。

4 結(jié)束語

綜上所述，焦?fàn)t設(shè)備長期處于高溫運(yùn)作狀態(tài)，產(chǎn)生的物理化學(xué)損害都是降低焦?fàn)t使用壽命，影響生產(chǎn)效益的重要隱患。所以相關(guān)從業(yè)者要對焦?fàn)t的保護(hù)、維護(hù)、修復(fù)措施有足夠的認(rèn)識，對物理損害、化學(xué)損害機(jī)理以及陶瓷焊補(bǔ)等修補(bǔ)措施有足夠的了解，并且在工作中將其落實(shí)，這樣才能夠保證焦?fàn)t設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙永峰.基于高溫環(huán)境下焦?fàn)t設(shè)備的維護(hù)措施研究[J].中國科技投資，2017（6）.

[2]王小強(qiáng).半干法噴補(bǔ)技術(shù)在中期焦?fàn)t維護(hù)中的應(yīng)用[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2018（07）：171-172.

[3]牟彪.老齡焦?fàn)t竄漏治理、爐體維護(hù)的改進(jìn)技術(shù)及應(yīng)用[J].煤化工，2018（4）：45-48.

[4]王小強(qiáng).高溫環(huán)境下焦?fàn)t設(shè)備的維護(hù)措施[J].化工管理，2018.

[5]田秀林.零膨脹磚在7.63m超大型焦?fàn)t爐體維護(hù)中的應(yīng)用[J].煤化工，2017（4）.

[6]楊文帥.焦?fàn)t煤氣鼓風(fēng)機(jī)故障診斷與維護(hù)[J].河北企業(yè)，2018，352（11）：164-165.

[7]李少鋒，暢賓平，高建偉.6m搗固焦?fàn)t炭化室機(jī)側(cè)爐頭熱修補(bǔ)技術(shù)[J].煤炭加工與綜合利用，2018（04）：65-67.

[8]岳進(jìn)，李巨兵，閆小平，等.焦?fàn)t部分燃燒室置換煤氣加熱的方法[J].燃料與化工.