干熄炉的“护身符”

国内干法熄焦技术普遍存在一个共性的难题———耐火材料损蚀厉害，特别是大型干熄炉斜道地区（包括环形风道）砌体过早磨损，不得不提前大修，严重影响着干熄焦装置的正常运行，威胁着干熄炉的寿命。

　　武钢3A、3B干熄炉斜道区采用抗热震、抗剥落、耐磨损性氮化硅结合碳化硅砖，做到了5年不大修，是国内干熄炉斜道耐材一代炉龄最长的干熄焦装置。

　　斜道耐材制约干熄炉大修周期

　　干熄焦装置的炉体上部为预存段，中间为斜道区，下部为冷却段。斜道区作为一个组合体又可分为：斜道立柱（俗称“牛腿”）、斜道（立柱之间的部位）、横梁3个部份。在斜道区，环形风道汇集了多个斜道气流，而后通向一次除尘器。斜道区可以说处于干熄炉“风口浪尖”，受到温度波动产生的热应力和焦炭粉尘的激烈冲刷，砌砖还要逐层悬挑并承托预存段砌体的重量，对砌体的抗热震性、抗磨损性和中高温抗折强度等都有着很高的要求。

　　武钢2B干熄焦是我国第一套140t/h干熄焦装置，于2003年12月建成投产。该装置使用我国自行研制的莫来石—碳化硅制品，投产11个月就发现4/5的斜道立柱耐火砖出现脱落、疏松乃至断裂现象，不得不提前年修；再过6个月后，斜道立柱再次发生严重断裂，便对36个立柱全部解体改型重砌；又过3个月后，斜道立柱砖普遍出现龟裂、断裂，甚至有7个立柱中部砖也发生脱落，预存段过梁砖多处出现下沉、破损。至2006年3月，短短的26个月内，干熄炉因斜道耐材损坏不得不停炉大修4次，共计150天。

　　尽管近年来武钢已经完全掌握了干熄焦的生产技术操作，并形成了一系列专有技术，干熄炉年修时间由10个~12个月延长到了16个~18个月，但斜道区耐材仍制约着干熄炉的大修周期。

　　新型耐材助力稳产延寿

　　干熄炉是一种特殊的冶金炉窑，炉内条件复杂且工况变化大，内衬耐火材料处于一个温度频繁变化、剧烈化学侵蚀和焦粉强烈冲刷的恶劣环境，对材质的理化指标有特别的要求，斜道区域更要承载上部砌体的荷重，并能在温度频繁波动的条件下，抵抗气流的冲刷和焦炭粉尘的磨损，其耐火材料受多种因素的侵袭而损蚀。

　　干熄炉斜道区耐材通常选用莫来石—碳化硅砖，其耐压、抗折强度较低，在温度骤变和重载负荷的状况下，高温循环气流磨损、红焦机械冲击和温度剧变的热震应力，导致耐火材料的磨损、剥落、熔解和损毁，容易产生裂纹进而发生断裂，满足不了大型干熄炉内复杂工况的要求。

　　“吃”尽干熄炉斜道耐材“苦头”的武钢联合焦化公司，面对干熄炉频频损坏、频繁大修的被动局面，与相关科研院所及江苏宜兴钰玺窑业公司针对碳化硅耐材的弊端，分析耐材损坏原因，研发出具有自主知识产权的氮氧复合陶瓷耐火材料，使一代炉龄提高至4年以上。他们于2009年3月把氮氧复合材料组合整体使用于武钢与6.0m焦炉配套的1B干熄炉的整个斜道区，从53层至81层共158个砖型。

　　该新型耐材，具有较高的高温耐压强度、较强的抗热震性和较高的耐磨性，其耐压强度是一代干熄炉耐材的莫来石碳化硅砖的3倍，高温抗折强度为原来的2倍，增加了斜道区环形砌体的坚固性、气密性与整体性，也降低了砌体松弛效应。

　　武钢7.63m焦炉配套的3A、3B干熄炉，截至2014年6月，斜道区氮氧复合材料一代炉龄达到了5年，迄今未进行一次大修，仅牛腿根部砖微量磨损，棱角尚清晰，表面平整，只有少量凹槽。在此5年时间内，只对3A干熄炉的冷却段砌砖进行了一次大修，部分立柱进行勾缝维修。

　　目前，武钢6套140吨/小时干熄炉的斜道区均采用氮氧复合耐材，借助于这个“护身符”，武钢干熄焦炭率近几年来一直保持在99%以上。

　　武钢联合焦化公司发挥其技术优势，在干熄炉斜道砖型结构上作了“咬舌”“暗扣”式设计改进，使该复合耐材整体组合工艺进一步满足了干熄焦装置稳定运行的需求。在此基础上，武钢联合焦化公司与钰玺窑业合作继续攻关，研发炉龄超越6年以上的新一代耐材，为国内干熄焦装置的稳产长寿积累了有益的经验。