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2019-11

焦?fàn)t爐墻噴補(bǔ)密封技術(shù)

　　1．濕法噴補(bǔ) 　　濕法噴補(bǔ)是將耐火料與結(jié)合劑配制成漿進(jìn)行噴補(bǔ)，常用的結(jié)合劑是磷酸和水玻璃，是利用結(jié)合劑在高溫下有較強(qiáng)的黏結(jié)性的特點(diǎn)，將耐火泥黏附在爐墻表面。該方法操作簡(jiǎn)單，補(bǔ)爐快捷，雖至今仍在不少焦化廠使用，但存在兩個(gè)缺點(diǎn)：其一是由于硅磚的熱穩(wěn)定性差，當(dāng)常溫含水量高達(dá)40%～50%的灰漿噴在1100℃高溫的硅磚墻面上時(shí)，墻面急劇冷卻，會(huì)產(chǎn)生肉眼看不到的龜裂，時(shí)間一長(zhǎng)，損壞就暴露出來(lái)；其二，黏結(jié)力低，掛料時(shí)間只有6～9個(gè)月，隨著先進(jìn)補(bǔ)爐技術(shù)的出現(xiàn)，這種方法被淘汰已是大勢(shì)所趨。　　2．干法噴補(bǔ) 　　此法的機(jī)理是利用噴補(bǔ)料與爐墻磚相似的性能，在高溫下二者黏結(jié)在一起。它利用壓縮空氣將火泥送至噴嘴，在混合器內(nèi)與黏結(jié)劑混勻，后噴涂在爐墻七。但由于噴嘴易堵塞，掛料時(shí)間短，灰料浪費(fèi)大而停用。　　3．火焰噴補(bǔ)技術(shù) 　　(1)火焰噴補(bǔ)技術(shù)的機(jī)理?；鹧鎳娧a(bǔ)技術(shù)是20世紀(jì)70年代國(guó)際上出現(xiàn)的先進(jìn)補(bǔ)爐技術(shù)，這套裝置由控制箱、焊槍、振動(dòng)抹、空氣錘等組成，使用介質(zhì)有丙烷、氧氣、壓縮空氣、冷卻水等，最大噴補(bǔ)能力為50kg/h耐火料。其補(bǔ)爐機(jī)理是利用丙烷和氧氣燃燒產(chǎn)生的高溫火焰，將耐火粉料熔融，然后吹附到爐墻上。　　(2)補(bǔ)爐設(shè)備輔助設(shè)施介紹：　　1)供氧系統(tǒng)。工藝條件要求0. 7～0. 99MPa、100m3/h的氧氣。　　2)丙烷供應(yīng)。丙烷氣源壓力需要0. 17～0. 2MPa、20m3/h的流量。　　3)冷卻水供應(yīng)?；鹧嫜a(bǔ)爐工藝對(duì)水源要求嚴(yán)格，pH值6～8。　　4)升降平臺(tái)。平臺(tái)要求可同時(shí)站兩人自如操作噴槍及振動(dòng)抹。　　5)隔熱爐門。　　(3)火焰補(bǔ)爐操作：　　1)火焰焊補(bǔ)的介質(zhì)是氧氣、丙烷和粉料，要使粉料能粘在損傷墻面上，既不流淌，又要牢固持久，就要力求三者的有機(jī)結(jié)合。即使在1m2的損傷范圍內(nèi)，各處的剝蝕深淺也不一樣，就必須選擇不同的氧氣、丙烷的配合，噴補(bǔ)料的供應(yīng)量及冷卻水的合適壓力，隨時(shí)變更上述組合。這種操作需達(dá)到一定熟練程度才能掌握。　　2)噴嘴與墻面的距離、角度及移動(dòng)速度的有機(jī)配合?；鹧婧秆a(bǔ)的質(zhì)量與粉料的熔融性有直接關(guān)系，從分析焊補(bǔ)焰中噴補(bǔ)料的熔融過(guò)程看，粉料粒子在離噴嘴200mm開始熔融，大于300mm時(shí)，粒子便開始凝固，也就是說(shuō)在200～300mm間，粉料粒子處于最佳熔融狀態(tài)。因此，噴嘴與墻面的距離保持在200～300mm，可獲得最佳焊補(bǔ)效果。否則，噴補(bǔ)料在固態(tài)或半熔融態(tài)噴上去，易產(chǎn)生氣孔，焊層疏松從而進(jìn)行焦?fàn)t熱修。　　另外，火焰束應(yīng)垂直于墻面，噴嘴移動(dòng)速度不快不慢，以粉料的堆積厚薄，墻面損傷狀況而隨時(shí)調(diào)整，以防止空料、偏料和落料。從而減少焦?fàn)t熱修　　3)火焰補(bǔ)爐是將熔融爐料噴涂在爐墻表面，要求掛料時(shí)間越長(zhǎng)越好。在實(shí)際中一是待補(bǔ)墻面的石墨、磚渣未清理干凈，影響了掛料時(shí)間；二是損壞墻面預(yù)熱不夠，高溫的熔融料一遇冷墻面，急劇冷卻凝固繼而產(chǎn)生裂紋、氣孔、墻磚炸裂，不僅噴補(bǔ)料不結(jié)實(shí)，而且給爐體帶來(lái)副作用。解決方法是在送料前，將噴補(bǔ)部位預(yù)熱到1000℃以上，使高溫粉料與高溫砌體溫差縮小，達(dá)到了最佳黏結(jié)效果，延長(zhǎng)爐墻掛料時(shí)間。　　(4)火焰焊補(bǔ)的效果。焦?fàn)t火焰焊補(bǔ)技術(shù)是濕法補(bǔ)爐技術(shù)的一次飛躍，從應(yīng)用實(shí)踐看，掛料時(shí)間和補(bǔ)爐效果均優(yōu)于濕法技術(shù)，特別適合爐墻裂紋及小于10mm裂縫的焊補(bǔ)，噴補(bǔ)深度可達(dá)7、8火道，一定程度上遏制爐墻裂紋的擴(kuò)大和剝蝕深度的加劇，但其設(shè)備龐大笨重，管線復(fù)雜，對(duì)燃燒介質(zhì)要求高，噴補(bǔ)時(shí)涉及人員多，焊補(bǔ)速度慢，且只適于輕度剝蝕的墻面的焊補(bǔ)。從而減少焦?fàn)t熱修　　(5)噴補(bǔ)料國(guó)產(chǎn)化。為推廣火焰補(bǔ)爐技術(shù)，必須研制開發(fā)國(guó)產(chǎn)料以替代進(jìn)口料。經(jīng)對(duì)進(jìn)口噴補(bǔ)料LFC-502的化學(xué)成分、物理性能、粒度組成及巖相進(jìn)行剖析，并通過(guò)顯微觀察，其主晶相為α-方石英，大小約0. 0123～0. 0135mm，占總量的95%，次晶相為少量鱗石英與玻璃相等。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)及改變配方，先后解決了噴嘴間歇出料、噴焊后分層、料流動(dòng)性差等技術(shù)難題，武鋼開發(fā)出了適應(yīng)進(jìn)口焊補(bǔ)設(shè)備的國(guó)產(chǎn)噴補(bǔ)料——“WNB-1”，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了進(jìn)口料的標(biāo)準(zhǔn)。　　4．半干法噴補(bǔ)技術(shù) 　　(1)機(jī)理。半干法噴補(bǔ)原理是干粉料和液態(tài)黏結(jié)劑，在噴出之前的摻混器內(nèi)混勻，從噴嘴噴出。德國(guó)半干法噴補(bǔ)技術(shù)所使用的液態(tài)黏結(jié)劑是生活用水，水量在10%～15%之間可任意調(diào)節(jié)。　　(2)設(shè)備介紹。半干法噴補(bǔ)設(shè)備主要包括：噴補(bǔ)機(jī)和空氣錘。半干法噴補(bǔ)機(jī)是利用轉(zhuǎn)子原理噴射干的（或者表面有少量水分的）粉狀材料的連續(xù)操作的專業(yè)設(shè)備。干粉狀噴補(bǔ)料通過(guò)料斗和攪拌器送入轉(zhuǎn)盤中；兩個(gè)密封墊圈壓緊的轉(zhuǎn)盤由一個(gè)三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)，輸送噴補(bǔ)料到出料口，用壓縮空氣將噴補(bǔ)料從出料口風(fēng)動(dòng)輸送到料管；噴補(bǔ)料從料管噴出之前，保持干的（或者表面有少量水分的）粉料狀態(tài)，在噴槍尾端的混料器中加少量水潤(rùn)濕后，由壓縮空氣風(fēng)動(dòng)輸送到混合噴槍前端噴嘴連續(xù)噴射出料。噴補(bǔ)料含水可控制在10%～15%。轉(zhuǎn)盤的速度由人工設(shè)定，用來(lái)調(diào)節(jié)料流的大小，最大噴補(bǔ)能力為450～900kg/h，噴補(bǔ)用水靠針狀閥調(diào)節(jié)，粉料在摻混器中與生活用水混合。　　(3)半干法噴補(bǔ)的優(yōu)點(diǎn) 　　半干法噴補(bǔ)與人工濕法抹補(bǔ)相比主要有以下優(yōu)點(diǎn)：　　1)用空氣錘對(duì)墻面碎磚及石墨進(jìn)行清理，較原始的人工清理更徹底，為噴補(bǔ)料與舊墻牢固結(jié)合打下良好基礎(chǔ)； 2)優(yōu)質(zhì)干粉料，可根據(jù)墻面受損程度選用不同粒度、組成的噴補(bǔ)料，其化學(xué)組成、粒度、物理性質(zhì)見表9-13。燒結(jié)后的噴補(bǔ)料具有在高溫下抗壓和抗磨強(qiáng)度好(抗剪切強(qiáng)度一般為3MPa)，膨脹率低（線膨脹系數(shù)在-0.4%～0.5%之間）；　　3)噴補(bǔ)料屬于高鋁質(zhì)，因此抗急冷、急熱性能好；　　4)噴補(bǔ)料是逐層逐層涂上，水分易于揮發(fā)，因此氣孔率低，自然熱傳導(dǎo)性也高；　　5)設(shè)備少，體積小，易移動(dòng)，對(duì)施工環(huán)境無(wú)特殊要求，可全氣候下作業(yè)，操作簡(jiǎn)單。　　6)對(duì)傳動(dòng)介質(zhì)無(wú)過(guò)嚴(yán)要求；　　7)掛料時(shí)間可達(dá)一年以上，且是逐層脫落，再次噴補(bǔ)，不影響維修質(zhì)量，避免了人工抹補(bǔ)帶來(lái)的抹補(bǔ)料整體脫落，且?guī)屡f墻部分碎磚的弊端；　　8)施工效率高，噴補(bǔ)速度可視墻面損壞程度調(diào)節(jié)，噴補(bǔ)的50mm深1m2的墻面，邊噴補(bǔ)邊修整，不足30min即可完成，且爐面平整；　　9)設(shè)備維護(hù)方便；　　10)損失噴補(bǔ)料少，一名普通熟練操作人員的損失小于20%，從現(xiàn)場(chǎng)來(lái)看，一般損失不超過(guò)15%。與濕法噴、抹補(bǔ)相比最大的優(yōu)點(diǎn)是：泥料含水量只有10%～12%，而濕法抹補(bǔ)，泥料含水量在17%左右，且泥料依靠人工成塊抹補(bǔ)在爐墻壁表面，水分不易排出，導(dǎo)致氣孔率偏高，一般掛料3個(gè)月后，就會(huì)出現(xiàn)抹補(bǔ)墻面變得膨松凸出，接茬處新舊墻面形成錯(cuò)臺(tái)，6個(gè)月后成塊脫落，加劇了爐墻的損害；濕法噴補(bǔ)含水量都在30%左右，會(huì)導(dǎo)致修理部位爐墻因涂層水分汽化而過(guò)分冷卻，涂層和爐墻都會(huì)急劇收縮而產(chǎn)生裂紋。　　(4)噴補(bǔ)效果。即便磨損比較厲害的爐墻，抹補(bǔ)墻面只是出現(xiàn)不規(guī)則細(xì)小裂紋，新舊墻面結(jié)合好，沒有出現(xiàn)人工抹補(bǔ)時(shí)的脫落現(xiàn)象，掛料6個(gè)月沒有問(wèn)題；在抹補(bǔ)后7～10個(gè)月，70%的抹補(bǔ)墻面出現(xiàn)了裂紋，30%的抹補(bǔ)墻面膨脹凸出，并稍有脫落；在抹補(bǔ)后11～12個(gè)月，膨脹程度加大，但新舊墻面結(jié)合仍然牢固，只是稍有剝蝕，墻面顏色深淺一致，密封性能較好，未出現(xiàn)竄漏情況，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)未造成影響，掛料時(shí)間完全能達(dá)到一年以上。對(duì)爐墻穿洞噴補(bǔ)速度快，效果理想。　　(5)半干法噴補(bǔ)料。國(guó)內(nèi)現(xiàn)在許多焦?fàn)t已進(jìn)入爐役后期，爐體衰老嚴(yán)重，采取多種護(hù)爐方法進(jìn)行焦?fàn)t維護(hù)，特別采用引進(jìn)德國(guó)的焦?fàn)t半干法噴補(bǔ)技術(shù)后取得了良好的效果。但是進(jìn)口噴補(bǔ)料存在價(jià)格昂貴、進(jìn)貨周期長(zhǎng)、手續(xù)復(fù)雜等缺點(diǎn)。進(jìn)口料外觀呈灰色，其理化性能和粒度分布見表9-14、表9-15，主要化學(xué)成分見表9-16。進(jìn)口料在施工時(shí)出料平穩(wěn)，噴補(bǔ)機(jī)出料口空氣壓強(qiáng)0.15MPa，加水率12%～15%，反彈率15%左右。目前國(guó)內(nèi)開發(fā)料各項(xiàng)性能指標(biāo)都達(dá)到了進(jìn)口料水平，特別是使用壽命較長(zhǎng)，可代替進(jìn)口料，用于焦?fàn)t的日常維護(hù)。

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