焦爐耐火材料。
在現代焦化生產中,焦爐具有以下特點:一是體積大、重量大、壽命長; 二是單焦爐耐火材料用量大,是高溫爐窯耐火材料比例最高的爐型,佔焦爐整體重量的80%以上; 煉焦過程的能耗分別佔鋼鐵行業能耗的13%和15%。 因此,焦爐的技術進步與耐火材料的技術進步是分不開的。
焦爐日常維護用耐火材料可分為以鱗片石英為主要結晶相的矽磚、用於砌築焦爐的矽質耐火製品,也用於修復爐壁; 堇青石爐門磚,由堇青石燒成,也用於修復爐門; 注漿材料,主要成分為磷酸+粘土材料+水,用於爐頂密封; 陶瓷纖維繩用於堵塞爐壁洩漏; 901漿液用於澆注爐蓋; 陶瓷纖維毯用於焦爐的環保封堵; 高溫橡膠板,其主要成分是耐高溫橡膠,用於修復爐門。
焦爐耐火材料技術方向。
目前,焦爐耐火材料的選擇基本採用以下標準:炭化室燃燒室側壁,焦化過程中的排水,易水合的耐火材料不適合使用,世界上幾乎所有國家都選擇矽質耐火材料。 炭化室底部具有相同的熱膨脹率,承受煤和焦炭的大重量和焦化過程的摩擦,應選用高強度耐磨耐火材料。 炭化室頂部受其上方覆蓋層和裝煤車的靜動載荷影響,還應選用強度和耐磨性高的耐火材料。 炭化室的爐門襯裡和炭化室兩端的爐頭,由於爐門頻繁開啟,溫度從1000左右下降到500以下,建議使用抗熱震性好、負荷軟化溫度高的高鋁耐火材料。 在傾斜煙道區,不與煤、焦炭接觸,工作溫度略低於燃燒室,因此宜選擇矽質耐火材料。 蓄熱器兩側側壁冷熱交替溫差較大,宜使用優質粘土磚。 蓄熱格仔磚,非承重結構,應具有較高的蓄熱能力和抗熱震性,應採用粘土磚。
目前,炭化室的爐門常用於密封釉爐門磚,爐門容易粘附重焦油,難以清洗,爐門容易破裂。 炭化室燃燒室側壁採用矽磚,加熱膨脹,推焦時損壞嚴重,容易造成爐壁洩漏,不僅影響焦炭的質量,而且嚴重影響焦爐的壽命, 並增加了焦爐的維護時間和成本。這部分可以使用零膨脹矽磚,大大降低了熱膨脹壓力,密度更高,不易造成爐壁洩漏。
焦爐耐火材料整體發展呈現個性化定製化、高純度、緻密化、精密化、含碳耐火材料普及化、氧化物和非氧化物復合、無定形等特點。 其技術發展方向一方面從選礦、提純和均質考慮,另一方面如何從低品位原料製備鋁矽耐火材料等方面考慮。
焦爐耐火材料具有巨大的節能減排潛力。
目前,焦爐常規耐火材料配置如下:爐頂、爐底、坡道、蓄熱室、加熱牆、裝煤孔、觀火孔採用粘土磚,爐頂、蓄熱器、裝煤孔、觀火孔採用粘土磚,爐門採用堇青石、莫來石、紅柱石、矽線石。
多年來,我國焦爐技術不斷改進。 然而,在耐火材料技術方面,傳統的耐火材料仍在使用,但標準正在提高,特別是在焦爐的節能環保方面,耐火材料尚未發揮其應有的技術潛力。
為適應焦爐的發展要求,國內產學研用部門共同開發了高密度矽磚、復合預製件、矽磚表面復合陶瓷材料、爐底新材料、均質均質矽質耐火粘土、熱修復用電熔(低膨脹)矽磚、 以及焦爐熱維護新技術,這些技術得到了廣泛和有效的應用。
例如,新型焦爐耐火高密度矽磚的強度是普通矽磚的1倍大約5次。 其孔隙率低,導熱係數比傳統焦爐矽磚可提高20%以上,可降低焦爐的燃料消耗,減少NOx等汙染物的排放,節約能源,保護環境。 在同等條件下,使用高密度矽磚可以有效提高焦爐的產能。 國內奈米技術的應用使矽磚產品在保留矽質材料基本效能的同時,提高了磚的密度、導熱性和抗磨性能。 究其原因,是因為奈米級礦化劑的分散效能遠優於常規礦化劑。 它的應用使耐火材料的主晶相和基體結合得更緊密,減少了製品的孔隙率,提高了製品的均勻性。
在相同的工況下,當普通矽磚換成高密度矽磚時,傳遞到炭化室的熱量在乙個迴圈中應該是相同的,只有燃燒室內火路的溫度會發生變化。 因此,當高密度矽磚的導熱係數為2在33(w m·k)時,燃燒室中的火焰溫度可降低46。 可以看出,使用高密度矽磚理論上可以降低燃燒室內火焰的溫度,有利於降低燃料消耗,從而節約能源,減少排放。