焦?fàn)t損壞的原因

1、焦?fàn)t損壞的原因焦?fàn)t損壞的原因很多，它與設(shè)計、砌筑、烘爐和開工投產(chǎn)后的使用、維護(hù)及修理 等各個環(huán)節(jié)都有密切的關(guān)系。焦?fàn)t在開工投產(chǎn)后，由于開關(guān)爐門、裝煤出焦等操作造成冷熱激變的溫度沖擊和 機(jī)械的碰撞、擠壓、摩擦作用以及煤氣中某些有害物質(zhì)的侵蝕，使?fàn)t體各部位逐 漸產(chǎn)生損壞。通常，損壞最早并且最快的是燃燒室端部火道。起初，在此產(chǎn)生裂 紋及輕度剝蝕，以后裂紋逐漸延長、變寬，同時，爐頭頂部也出現(xiàn)一些不規(guī)則裂 紋與裂縫，剝蝕則逐漸向深度及廣度蔓延。以后，墻面又出現(xiàn)第二道裂縫，裝煤 孔附近及其它部位也開始出現(xiàn)裂縫。隨著裂縫的增多、增大和剝蝕的擴(kuò)大，爐體 不斷伸長，爐柱曲度增大，砌體各部位特別是爐頭產(chǎn)生變形、錯

2、臺、掉磚甚至倒 塌。斜道除受到與燃燒室伸長量不同而產(chǎn)生的切應(yīng)力外，還受到溫度以及雜物堵塞等 因素的影響。爐頂部位除受到上述切應(yīng)力、溫度激變的沖擊外，還受到機(jī)械應(yīng)力 而產(chǎn)生裂縫或變形。焦?fàn)t的衰老損壞可分為正常自然衰老損壞和非正常衰老損壞兩種情況。正常的衰 老就是焦?fàn)t正常生產(chǎn)使用條件下的自然衰老過程，是不可避免的。即使新建焦?fàn)t 生產(chǎn)35a（年）后，也會在炭化室靠近爐頭的墻面上，出現(xiàn)程度不同的剝蝕、麻 面甚至長短不一寬度不同的垂直裂縫。而非正常衰老，則是事故性的，一般是可 以避免的。正常損壞并得到合理維護(hù)的焦?fàn)t，其使用壽命可達(dá)30a年以上，而遭 到各種非正常損壞或者雖然屬于正常損壞但得不到合理維護(hù)的

3、焦?fàn)t，往往達(dá)不到 設(shè)計使用年限，甚至只有十幾年或幾年的使用壽命。因此，加強(qiáng)焦?fàn)t的生產(chǎn)技術(shù) 管理與及時的熱修維護(hù)，是延長焦?fàn)t壽命的重要途徑。一、非正常損壞的原因筑爐材質(zhì)（硅磚、硅火泥）不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。特別是理化性能太差時，在設(shè)計 規(guī)定的正常生產(chǎn)條件下使用，也易損壞，使焦?fàn)t提前衰老。焦?fàn)t的砌筑質(zhì)量太差。爐體的幾何尺寸多方面超出公差要求、砌磚灰縫不飽 滿，在投產(chǎn)后荒煤氣或加熱用的凈煤氣串漏嚴(yán)重，極易形成局部高溫。特別是在 無法修補的斜道區(qū)及不容易檢查的蓄熱室內(nèi)部，一旦造成損壞就很難彌補。烘爐質(zhì)量不佳。由于升溫管理不好，致使炭化室墻面拉開較大的水平裂縫、 蓄熱室墻面與斜道拉開裂縫、炭化室頭部出現(xiàn)垂直裂

4、縫、蓋頂磚與爐底磚斷裂等 現(xiàn)象，造成不應(yīng)有的先天性損壞。護(hù)爐鐵件管理不善或爐門冒煙著火燒壞護(hù)爐鐵件，使?fàn)t體失去應(yīng)有的保護(hù)作 用。這樣，在生產(chǎn)機(jī)械負(fù)荷與溫度周期變化的沖擊下，爐體會很快變形甚至倒塌。煉焦用煤的膨脹壓力過大或收縮過小，導(dǎo)至炭化室墻變形、鼓肚或凹陷甚至 機(jī)焦側(cè)墻面波浪形彎曲等嚴(yán)重?fù)p壞。爐溫不均勻，經(jīng)常出現(xiàn)生焦或過火焦，結(jié)焦時間過長過短或不按計劃出焦， 生產(chǎn)管理混亂，造成推焦困難，使?fàn)t墻變形。熱修推護(hù)不好，發(fā)現(xiàn)爐體局部損壞后不及時修補，形成惡性循環(huán)，加速了爐 體的損壞。上述焦?fàn)t的非正常損壞現(xiàn)象，屬生產(chǎn)管理與技術(shù)管理問題，只要加強(qiáng)各方面的管 理，一般是不會出現(xiàn)上述情況的。二、正常損壞的原

5、因溫度變化的影響。在生產(chǎn)過程中，由于反復(fù)開關(guān)爐門、裝煤、出焦引起的溫 度變化產(chǎn)生熱沖擊，對爐墻產(chǎn)生影響。特別是在爐頭部位，投產(chǎn)35年就開始 發(fā)生剝蝕或裂紋。隨著生產(chǎn)時間的推移，損壞程度不斷增加，并向爐內(nèi)延伸；爐 頭及裝煤口部位，因受外界冷氣流的影響大，剝蝕、裂縫等損壞也相對較快，往 往在這里造成磚的碎裂和墻面松散變形等損壞；爐頭部位蓋頂磚，也常由于溫度 激變造成斷裂，在頂部砌體重力的作用下而下沉。機(jī)械力的作用。炭化室墻面出現(xiàn)裂縫或變形之后，摘裝爐門及推焦所產(chǎn)生的 機(jī)械應(yīng)力，促進(jìn)了爐墻裂縫的擴(kuò)大和墻面變形的加劇。特別是在推焦困難時，影 響更為嚴(yán)重。為減小爐墻所承受的機(jī)械力，必須盡可能地消除引起推

6、焦困難的一 切因素。物理化學(xué)作用。硅磚主要成分二氧化硅(SiO2)是酸性氧化物，它在常溫下抗 腐蝕性較強(qiáng)，在高溫下不抗堿性化合物的渣蝕，可與煤料中的金屬氧化物(Na2O、 FeO)發(fā)生作用，在硅磚表面形成低熔性硅酸鹽(Na2SiO3、FeSiO4 )，這些低熔 性硅酸鹽與硅磚中的二氧化硅的線膨脹率及耐磨程度均不相同，故在溫度沖擊與 裝煤出焦等機(jī)械力的作用下，逐漸從硅磚本體脫落。如此反復(fù)作用不斷腐蝕磚面。在長期生產(chǎn)過程中，炭化室墻面磚中的二氧化硅向靠近燃燒室的一側(cè)(稱為熱 側(cè))“富集”，其它氧化物向靠近炭化室的一側(cè)(稱為冷側(cè))“富集”，同時在硅 磚的氣孔中滲碳。因此，墻面磚的熱側(cè)含磷石英多，冷側(cè)

7、含方石英多，巖相與物 理性質(zhì)也不相同，在推焦裝煤后，冷側(cè)與熱側(cè)的溫度變化也不相同。因溫度周期 性激烈變化而產(chǎn)生的熱沖擊，促使墻面磚的炭化面剝落，甚至在磚中部的溝舌處 產(chǎn)生劈裂。在煉焦過程中，煤干餾分解產(chǎn)生大量的氫與一氧化碳等氣體，處于這種還原氣體 中的硅磚內(nèi)的二氧化硅，在1300C的溫度下會被還原成一氧化硅(SiO)，呈氣態(tài) 而逸出。溫度越高這種反應(yīng)的速度越快。在有金屬鐵存在的情況下，在較低溫度 (1050C)時，也會發(fā)生這種反應(yīng)。這種反應(yīng)會使墻面磚表面中的二氧化硅含量減 少，結(jié)構(gòu)多孔疏松，形成麻面。爐長增長與炭沉積。硅磚砌體在烘爐升溫過程中，由于二氧化硅發(fā)生晶形轉(zhuǎn) 變而引起體積膨脹，焦?fàn)t投產(chǎn)

8、后，這種轉(zhuǎn)化仍在繼續(xù)進(jìn)行。在磚內(nèi)熔劑（Fe2O3、 CaO、Na2O等）和外界還原氣氛存在的條件下，部分石英向著鱗石英轉(zhuǎn)化；當(dāng)熔 劑不足時，石英則轉(zhuǎn)變?yōu)榉绞?。所有這些晶形轉(zhuǎn)化，都伴隨著體積變化（膨脹）。 這種變化在焦?fàn)t投產(chǎn)后，將會逐年減弱（在第一年中仍然較大，第二年內(nèi)明顯減 ?。灾磷詈笙?。這種膨脹是砌體本身的真正膨脹，是必然的不可避免的正 ?，F(xiàn)象。在焦?fàn)t投產(chǎn)幾年后，由硅磚中二氧化硅晶形轉(zhuǎn)化而引起的膨脹，已經(jīng)基本結(jié)束。 但此后爐體的長度仍在逐年增長，這是因為炭化室墻面上，受機(jī)械應(yīng)力和溫度變 化熱沖擊而逐漸產(chǎn)生的裂紋，在裝煤時因砌體的冷卻而收縮變大，在裝煤幾小時 后，砌體溫度又逐漸升高，同

9、時產(chǎn)生相應(yīng)的膨脹，但由于原來的裂紋（裂縫）已被 沉積炭所填充，裂縫不能完全閉合，只有向外擴(kuò)張，使?fàn)t體伸長。如此周而復(fù)始， 則使裂縫的寬度越來越大（由裂紋變成裂縫，由小縫變成大縫），裂縫的數(shù)量也越 來越多，從而使?fàn)t長每年不斷增長。由此可見：爐體的伸長，在烘爐及投產(chǎn)初期的幾年里，主要是硅磚砌體晶形轉(zhuǎn)化 所引起（因為這時爐墻還沒有普遍產(chǎn)生裂縫）；在投產(chǎn)幾年后直到焦?fàn)t停產(chǎn)大修， 這很長的時間里主要是砌體裂縫數(shù)量的不斷增加，裂縫的寬度不斷加大（并被熱 解碳所填充）所造成。對爐長為14m以上的大型焦?fàn)t而言，實踐經(jīng)驗證明：當(dāng)爐體的總伸長量（包括烘 爐與生產(chǎn)期間的伸長量）達(dá)到450500mm時，焦?fàn)t就難以維持生產(chǎn)（炭化室墻上 的裂縫有熱解碳充填，無熱解碳時也可用耐火粉料補上，而斜道區(qū)與蓄熱室內(nèi)部 及小煙道內(nèi)部拉開的大裂縫，造成的串漏