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2019-11

焦?fàn)t爐墻噴補密封技術(shù)

　　1．濕法噴補　　濕法噴補是將耐火料與結(jié)合劑配制成漿進(jìn)行噴補，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的黏結(jié)性的特點，將耐火泥黏附在爐墻表面。該方法操作簡單，補爐快捷，雖至今仍在不少焦化廠使用，但存在兩個缺點：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，墻面急劇冷卻，會產(chǎn)生肉眼看不到的龜裂，時間一長，損壞就暴露出來；其二，黏結(jié)力低，掛料時間只有6～9個月，隨著先進(jìn)補爐技術(shù)的出現(xiàn)，這種方法被淘汰已是大勢所趨。　　2．干法噴補　　此法的機理是利用噴補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，掛料時間短，灰料浪費大而停用。　　3．火焰噴補技術(shù) 　　(1)火焰噴補技術(shù)的機理?；鹧鎳娧a技術(shù)是20世紀(jì)70年代國際上出現(xiàn)的先進(jìn)補爐技術(shù)，這套裝置由控制箱、焊槍、振動抹、空氣錘等組成，使用介質(zhì)有丙烷、氧氣、壓縮空氣、冷卻水等，最大噴補能力為50kg/h耐火料。其補爐機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)。火焰補爐工藝對水源要求嚴(yán)格，pH值6～8。　　4)升降平臺。平臺要求可同時站兩人自如操作噴槍及振動抹。　　5)隔熱爐門。　　(3)火焰補爐操作：　　1)火焰焊補的介質(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，噴補料的供應(yīng)量及冷卻水的合適壓力，隨時變更上述組合。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、角度及移動速度的有機配合?；鹧婧秆a的質(zhì)量與粉料的熔融性有直接關(guān)系，從分析焊補焰中噴補料的熔融過程看，粉料粒子在離噴嘴200mm開始熔融，大于300mm時，粒子便開始凝固，也就是說在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，可獲得最佳焊補效果。否則，噴補料在固態(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，噴嘴移動速度不快不慢，以粉料的堆積厚薄，墻面損傷狀況而隨時調(diào)整，以防止空料、偏料和落料。從而減少焦?fàn)t熱修　　3)火焰補爐是將熔融爐料噴涂在爐墻表面，要求掛料時間越長越好。在實際中一是待補墻面的石墨、磚渣未清理干凈，影響了掛料時間；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，不僅噴補料不結(jié)實，而且給爐體帶來副作用。解決方法是在送料前，將噴補部位預(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，延長爐墻掛料時間。　　(4)火焰焊補的效果。焦?fàn)t火焰焊補技術(shù)是濕法補爐技術(shù)的一次飛躍，從應(yīng)用實踐看，掛料時間和補爐效果均優(yōu)于濕法技術(shù)，特別適合爐墻裂紋及小于10mm裂縫的焊補，噴補深度可達(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，對燃燒介質(zhì)要求高，噴補時涉及人員多，焊補速度慢，且只適于輕度剝蝕的墻面的焊補。從而減少焦?fàn)t熱修　　(5)噴補料國產(chǎn)化。為推廣火焰補爐技術(shù)，必須研制開發(fā)國產(chǎn)料以替代進(jìn)口料。經(jīng)對進(jìn)口噴補料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)試驗及改變配方，先后解決了噴嘴間歇出料、噴焊后分層、料流動性差等技術(shù)難題，武鋼開發(fā)出了適應(yīng)進(jìn)口焊補設(shè)備的國產(chǎn)噴補料——“WNB-1”，各項指標(biāo)均達(dá)到了進(jìn)口料的標(biāo)準(zhǔn)。　　4．半干法噴補技術(shù) 　　(1)機理。半干法噴補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。德國半干法噴補技術(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。半干法噴補設(shè)備主要包括：噴補機和空氣錘。半干法噴補機是利用轉(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。干粉狀噴補料通過料斗和攪拌器送入轉(zhuǎn)盤中；兩個密封墊圈壓緊的轉(zhuǎn)盤由一個三相電機驅(qū)動，輸送噴補料到出料口，用壓縮空氣將噴補料從出料口風(fēng)動輸送到料管；噴補料從料管噴出之前，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濕后，由壓縮空氣風(fēng)動輸送到混合噴槍前端噴嘴連續(xù)噴射出料。噴補料含水可控制在10%～15%。轉(zhuǎn)盤的速度由人工設(shè)定，用來調(diào)節(jié)料流的大小，最大噴補能力為450～900kg/h，噴補用水靠針狀閥調(diào)節(jié)，粉料在摻混器中與生活用水混合。　　(3)半干法噴補的優(yōu)點　　半干法噴補與人工濕法抹補相比主要有以下優(yōu)點：　　1)用空氣錘對墻面碎磚及石墨進(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)后的噴補料具有在高溫下抗壓和抗磨強度好(抗剪切強度一般為3MPa)，膨脹率低（線膨脹系數(shù)在-0.4%～0.5%之間）；　　3)噴補料屬于高鋁質(zhì)，因此抗急冷、急熱性能好；　　4)噴補料是逐層逐層涂上，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，對施工環(huán)境無特殊要求，可全氣候下作業(yè)，操作簡單。　　6)對傳動介質(zhì)無過嚴(yán)要求；　　7)掛料時間可達(dá)一年以上，且是逐層脫落，再次噴補，不影響維修質(zhì)量，避免了人工抹補帶來的抹補料整體脫落，且?guī)屡f墻部分碎磚的弊端；　　8)施工效率高，噴補速度可視墻面損壞程度調(diào)節(jié)，噴補的50mm深1m2的墻面，邊噴補邊修整，不足30min即可完成，且爐面平整；　　9)設(shè)備維護(hù)方便；　　10)損失噴補料少，一名普通熟練操作人員的損失小于20%，從現(xiàn)場來看，一般損失不超過15%。與濕法噴、抹補相比最大的優(yōu)點是：泥料含水量只有10%～12%，而濕法抹補，泥料含水量在17%左右，且泥料依靠人工成塊抹補在爐墻壁表面，水分不易排出，導(dǎo)致氣孔率偏高，一般掛料3個月后，就會出現(xiàn)抹補墻面變得膨松凸出，接茬處新舊墻面形成錯臺，6個月后成塊脫落，加劇了爐墻的損害；濕法噴補含水量都在30%左右，會導(dǎo)致修理部位爐墻因涂層水分汽化而過分冷卻，涂層和爐墻都會急劇收縮而產(chǎn)生裂紋。　　(4)噴補效果。即便磨損比較厲害的爐墻，抹補墻面只是出現(xiàn)不規(guī)則細(xì)小裂紋，新舊墻面結(jié)合好，沒有出現(xiàn)人工抹補時的脫落現(xiàn)象，掛料6個月沒有問題；在抹補后7～10個月，70%的抹補墻面出現(xiàn)了裂紋，30%的抹補墻面膨脹凸出，并稍有脫落；在抹補后11～12個月，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，對實際生產(chǎn)未造成影響，掛料時間完全能達(dá)到一年以上。對爐墻穿洞噴補速度快，效果理想。　　(5)半干法噴補料。國內(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)德國的焦?fàn)t半干法噴補技術(shù)后取得了良好的效果。但是進(jìn)口噴補料存在價格昂貴、進(jìn)貨周期長、手續(xù)復(fù)雜等缺點。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)口料在施工時出料平穩(wěn)，噴補機出料口空氣壓強0.15MPa，加水率12%～15%，反彈率15%左右。目前國內(nèi)開發(fā)料各項性能指標(biāo)都達(dá)到了進(jìn)口料水平，特別是使用壽命較長，可代替進(jìn)口料，用于焦?fàn)t的日常維護(hù)。

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