耐火澆注料在管式爐維修中的應(yīng)用

霍　利,劉進(jìn)忠,胡　成（安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司焦化廠,河南安陽(yáng)455004）

耐火澆注料在管式爐維修中的應(yīng)用

霍利,劉進(jìn)忠,胡成
（安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司焦化廠,河南安陽(yáng)455004）

本文介紹了管式加熱爐常用爐襯結(jié)構(gòu)及耐火澆注料在焦化廠管式加熱爐爐襯維修中的應(yīng)用情況，并對(duì)實(shí)際使用的效果進(jìn)行了測(cè)試與評(píng)價(jià)。

管式爐；耐火澆注料；爐襯；應(yīng)用

0　前言

管式加熱爐是石油煉制、石油化工和化學(xué)、化纖工業(yè)中使用的工藝加熱爐。其工作原理是：燃料在管式加熱爐的輻射室(極少數(shù)在單獨(dú)的燃燒室)內(nèi)燃燒，釋放出的熱量主要通過(guò)輻射傳熱和對(duì)流傳熱傳遞給爐管，再經(jīng)過(guò)傳導(dǎo)傳熱和對(duì)流傳熱傳遞給被加熱介質(zhì)。加熱爐的表面散熱損失關(guān)系著加熱爐熱效率。而爐墻保溫效果的好壞，直接影響加熱爐的散熱損失大小。因此，選擇優(yōu)良的保溫材料、先進(jìn)的施工工藝是加熱爐設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

1　爐襯的結(jié)構(gòu)形式

現(xiàn)代管式加熱爐常用的爐襯有三種結(jié)構(gòu)：磚結(jié)構(gòu)、耐火纖維噴涂結(jié)構(gòu)和澆注料結(jié)構(gòu)等。

1.1磚結(jié)構(gòu)

磚砌爐襯是采用耐火磚，包括標(biāo)準(zhǔn)耐火磚和異型耐火磚砌筑的爐襯。其優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)加熱爐不同部位的工作溫度、工作條件、熱負(fù)荷的不同，相應(yīng)選擇不同種類、不同性質(zhì)、不同等級(jí)的耐火磚和耐火泥漿。其缺點(diǎn)是爐襯的整體性和密封性差，施工效率低。

1.2耐火纖維噴涂結(jié)構(gòu)

耐火纖維噴涂是通過(guò)專用纖維噴涂機(jī)，將預(yù)處理的散狀纖維棉高壓送出噴槍，同時(shí)通過(guò)幾套專用流體輸送設(shè)備均勻地經(jīng)噴槍外環(huán)將無(wú)機(jī)結(jié)合劑噴入纖維棉中，兩者在槍外混成一體噴射到爐內(nèi)壁上。耐火纖維噴涂施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是施工速度快，襯里無(wú)接縫，氣密性好，特別適用于對(duì)復(fù)雜、異型爐墻部位的施工。其缺點(diǎn)是：

（1）爐襯強(qiáng)度低，使用過(guò)程中容易被機(jī)械力破壞；

（2）抗氣流沖刷能力較差；

（3）施工環(huán)境惡劣、受人為因素的影響質(zhì)量不穩(wěn)定，難以保證設(shè)備在運(yùn)行使用中的效果。

1.3澆注料結(jié)構(gòu)

澆注料結(jié)構(gòu)主要是由耐熱混凝土、澆注料等耐火材料修筑的爐襯。其主要優(yōu)點(diǎn)是爐襯整體性和氣密性好，爐襯壽命高，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化施工作業(yè)，施工效率高。其缺點(diǎn)是耐火材料必須在有效期內(nèi)使用，爐襯修補(bǔ)不如磚砌爐襯靈活。

2　澆注料結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

某焦化廠回收車間三系統(tǒng)粗苯管式加熱爐于2012年投用，擔(dān)負(fù)著脫苯系統(tǒng)富油加熱及產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽的任務(wù)。輻射室的工況條件為：爐膛溫度為650～700℃。輻射室內(nèi)襯保溫層材質(zhì)原設(shè)計(jì)為耐火纖維噴涂料，厚度為190～240mm，用L型保溫釘固定。使用中，由于開(kāi)、停工過(guò)程蒸汽吹掃的氣流沖刷以及濕氣的侵蝕，加之爐管支架變形對(duì)爐襯的機(jī)械傷害，保溫層不斷粉化、脫落，造成爐體表面溫度過(guò)高（外測(cè)溫度達(dá)200℃，正常溫度不超過(guò)60℃），高溫造成爐體變形，保溫層脫落趨勢(shì)加劇。在維修過(guò)程中，該廠將輻射室保溫層材質(zhì)更換為ZJQ70-0.6型輕質(zhì)耐火澆注料，收到了良好的使用效果。

2.1耐火澆注料的使用步驟

2.1.1加水?dāng)嚢?/p>

澆注料采用分包方式，每袋中除含有主料外，還有一小袋外加劑，將主料和外加劑倒入攪拌機(jī)。使用強(qiáng)制式攪拌機(jī)前,應(yīng)將澆注料干混1-2分鐘左右，再加潔凈的自來(lái)水?dāng)嚢瑁?00kg澆注料加77%±1Kg自來(lái)水,邊攪拌邊加水至物料均勻，方可出料?；旌玫臐窳霞皶r(shí)運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)澆注施工。（若濕料存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致施工性能變差，應(yīng)將該料丟棄不要，嚴(yán)禁將料放回?cái)嚢铏C(jī)內(nèi)重新加水?dāng)嚢枥^續(xù)使用）。2.1.2支模澆注

模具支設(shè)嚴(yán)密牢固（嚴(yán)禁大量跑漿），并進(jìn)行刷油或脫模劑（薄且均勻）。支好模具后，下料時(shí)沿模具均勻布料，布料厚度200-400厚時(shí)及時(shí)開(kāi)啟振動(dòng)棒。振動(dòng)棒做到快進(jìn)慢出，均勻振動(dòng)，禁止長(zhǎng)時(shí)間在同一地方振動(dòng)，以防止顆粒偏析，當(dāng)料面泛漿，冒出的氣泡由多變少時(shí)，表明該料已經(jīng)澆注完成。澆注體厚度大于400mm時(shí)應(yīng)分層施工，但要求分層施工連續(xù)進(jìn)行。

2.1.3脫模及養(yǎng)護(hù)

澆注體模板的拆除應(yīng)在澆注料產(chǎn)生較高的強(qiáng)度以后（常溫一般12-24h小時(shí)）。在強(qiáng)度還未達(dá)到可承受較大壓力前，應(yīng)避免踩壓、碰撞等，否則可能造成裂紋和邊角的損傷。若環(huán)境溫度較低，則應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間,或采取保溫措施（養(yǎng)護(hù)溫度最好能保證在10℃以上）。如工期較短,應(yīng)適當(dāng)提高環(huán)境溫度，加快澆注體硬化。模具拆除后，澆注體必須在溫濕環(huán)境中繼續(xù)養(yǎng)護(hù)12-24小時(shí)以上，方能進(jìn)行烘烤。

2.1.4爐襯烘烤

按照制定的烘爐方案及烘爐曲線進(jìn)行爐襯的烘烤。

2.2施工注意事項(xiàng)

（1）加水量應(yīng)嚴(yán)格按比例，多加水將嚴(yán)重降低澆注體的強(qiáng)度和高溫性能，在保證施工流動(dòng)性的前提下應(yīng)盡量少加水。

（2）施工用水溫度最低應(yīng)不低于5℃，養(yǎng)護(hù)溫度最低也應(yīng)在5℃以上，溫度較低時(shí)應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間，或設(shè)法提高環(huán)境溫度。嚴(yán)禁未經(jīng)烘烤的濕澆注體處于0℃以下環(huán)境中。

（3）攪拌好的澆注料應(yīng)在25-30分鐘內(nèi)用完，否則砂漿將失去觸變流動(dòng)性。失去觸變流動(dòng)性的澆注料不得加水稀釋再用。

2.3應(yīng)用效果

管式爐自投入生產(chǎn)運(yùn)行至今，通過(guò)看火門(mén)觀察無(wú)可見(jiàn)裂縫、破損和脫落的現(xiàn)象。設(shè)備運(yùn)行效果良好，對(duì)爐體表面溫度進(jìn)行檢測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)溫度56℃。加熱爐的表面散熱損失減小，熱效率提高，由此每年節(jié)約燃料氣100多噸，降低生產(chǎn)成本10多萬(wàn)元。

3　結(jié)束語(yǔ)

采用耐火澆注料保溫工藝，提高了加熱爐運(yùn)行熱效率；解決了加熱爐爐墻溫度過(guò)高和爐墻襯里脫落的問(wèn)題。同時(shí)也消除了由于爐墻溫度過(guò)高，引起墻體外側(cè)防腐層起皮、脫落的現(xiàn)象。