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轻质耐火浇注料在焦罐内衬上的应用

来源:轻质保温砖厂家 发布时间:2018-09-29 浏览:

为了降低焦罐内衬的材料采购与维修成本,提高焦罐的保温性能和热回收率,减少干熄焦炉的设备故障,探究应用轻质耐火浇注料替代合金衬板作为焦罐内衬的使用效果,分析了选择高强莫来石轻质浇注料和高强轻质浇注料分别作为焦罐下锥段和直段的内衬材料的原因。实践证明:轻质耐火浇注料作为内衬保温效果良好,罐外壁表面温度从500℃降低到150℃,极大地减少了红焦的热损失以及高温对罐体和周围构件的损伤,并解决了衬板脱落进入干熄焦炉内卡堵旋转密封阀的问题,消除了安全隐患,经济效益显著。
在干熄焦生产中,焦罐是贯穿整个熄焦生产过程的重要设备,它用来装运从碳化室推出的1100℃左右的红焦,通过牵引装置和提升装置,将红焦装入干熄焦炉内。目前,国内各大钢厂的焦罐内衬均采用合金衬板,而没有使用轻质保温耐火浇注料作为焦罐内衬。柳钢现有5套干熄焦炉,配备有焦罐约20个,其中圆形焦罐的红焦容量为22t,生产周期为10min。现有的焦罐主要是由焊接结构骨架与合金衬板构成,衬板的作用主要是封闭焦炭和保护焦罐结构不被烧坏。但由于焦罐衬板长期接触1100℃左右的红焦,高导热的合金衬板造成了极大的红焦热损失。而且合金衬板的抗热震性差,长时间使用后会弯曲、变形、开裂,导致罐壁开裂、漏风,加大红焦的烧损,甚至会出现衬板整块脱落随红焦进入干熄焦炉内,在排焦过程中卡堵旋转密封阀,造成干熄焦系统排焦困难。另外,在干熄焦炉系统出现故障时,红焦需要在焦罐内长时间停放,合金衬板的温度会不断上升甚至软化,存在安全隐患,有时需要现场工作人员对罐壁进行淋水冷却,急冷急热史加剧了衬板的损坏。因此,综合合金衬板焦罐存在的缺点,并借鉴轻质耐火浇注料在焦罐盖上取得的良好效果,探究使用轻质耐火浇注料作为新塑焦罐的内衬材料。
 
1、焦罐内衬用耐火浇注料的选择与分析
由于将焦罐提升到干熄焦炉顶的提升装罝有限重要求,经计算,焦罐的耐火浇注料内衬质必须控制在10t左右,因此,该耐火浇注料的一个重要指标就是体积密度。另外,为了减少红焦的显热损失,保护焦罐罐壳及其周边构件,耐火浇注料还要有较低的热导率。由于焦罐在旋转接焦时,红焦与焦罐哦冲击或摩擦,造成焦罐壁易受磨损,所以,耐火浇注料的耐磨性要好。焦罐的下锥段承受了焦炭大部分的重力,因此,也要有较高的耐压强度。
 
综上所述,选择髙强莫来石轻质浇注料和高强轻质浇注料这两种衬料作为试验材料,分别用在新型试验焦罐的不同部位,探究其使用效果。两种耐火浇注料的理化指标如表1所示。
 
 
由表1可知,高强莫来石轻质浇注料的体积密度、耐压强度和抗折强度相对较高,用于使用环境要求高的下锥段和底门,其他部位使用髙强轻质浇注料。
 
 
2、新型焦罐及其内衬耐火浇注料的设计
由于焦罐内衬改用了耐火浇注料,需要将焦罐原来的工字钢骨架加合金衬板的结构改为整体的简体结构,由钢板拼接而成,材质为10mm普通钢,其他合门机构及提升机构均保持不变。为保证浇注料的整体稳定性,避免浇注料出现大面积剥落的现象,在焦罐简体内壁上每隔200mm焊接一个80mm高的“V型”锚固钉。耐火浇注料经过支模、加水搅拌、振动成型、拆模等一系列施工流程,再通过自然养护和烘干后即可上线投入生产使用。
 
 
3、耐火浇注料内衬的使用情况
3.1保温效果
 
试验焦罐自投入使用后表现良好,主要体现在耐火浇注料的保温效果上。以合金衬板为内衬的旧焦罐与以耐火浇注料为内衬的新焦罐在开始投入使用的前96h内直段某点处的罐壁温度对比如图2所示。
 
  旧罐在投入使用96h后,罐壁温度上升到了最高达500℃,而新罐在投入使用7h后罐壁温度稳定在了150℃左右,后续的使用也基本稳定在这个温度。耐火浇注料的保温效果十分显著,极大地减少了红焦的热损失以及高温对罐体及其周围构件的损伤,而且收回的这部分热量不仅提高了热回收率,还可以提高干熄焦炉的蒸汽量和发电量。
 
另外,由于耐火浇注料的低热导率,可以保证红焦在焦罐内长时间停放而不致于使罐壁温度急剧上升,软化钢壳,从而保护了焦罐,消除了安全隐患。
 
3.2整体强度与耐磨性
 
经过近两个月的持续跟踪观察,并未发现浇注料有剥落的现象,有锚固钩加固的浇注料内衬使其具有了良好的整体性,避免了大块浇注料脱落,并随红焦进入干熄焦炉内卡堵旋转密封阀的现象,保证干熄焦系统的稳定运行。
 
高强轻质浇注料的表面粗糙多孔,磨损较深,基质与骨料都有不同程度的磨损;高强莫来石轻质浇注料除了一些表面烧结致密造成的裂纹外,磨损量很少,骨料未有磨损,表面依然很平滑。可以预期:采用高强莫来石轻质浇注料作为焦罐直段的材料,可以大幅度提高使用寿命。该技术获得了国家知识产权局实用新型专利权。
 
 
4、结论
(1)节能环保。焦罐采用轻质耐火浇注料代替合金衬板之后,在保温节能方面取得了良好效果。罐壁温度从500℃降低到150℃,大大减少了焦罐使用中对环境的热辐射和对提升装置的热损伤,提高干熄焦炉的蒸汽量和发电量。
 
(2)熄焦工序的安全性提高。采用轻质浇注料作为内衬,焦炭磨损时,以粉末碎块进入干熄炉中,避免了大块合金衬板脱落,并随红焦进入干熄焦炉内,造成卡堵旋转密封阀的现象。
 
(3)焦罐运行安全性提高。采取轻质浇注料为内衬的焦罐可以长时间存放红焦,不用担心高温对罐体和提升机构的热损伤。
 
(4)高强莫来石轻质浇注料更适合于焦罐内衬。通过对比,采用高强莫来石轻质浇注料可以获得半年以上的使用寿命。同时,维护成本将低于合金衬板结构,经济效益十分显著。
 

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