利用陶瓷焊补技术焊补炭化室

王涛 白璐

（安阳钢铁股份有限公司，河南安阳 455004）

利用陶瓷焊补技术焊补炭化室

王涛 白璐

（安阳钢铁股份有限公司，河南安阳 455004）

介绍了陶瓷焊补技术在焦炉炭化室的维修工作情况，以及陶瓷焊补技术的原理和技术指标。通过陶瓷焊补技术对焦炉热工维护的有效提高。

焦炉 炭化室 陶瓷焊补

河南安阳钢铁股份有限公司焦化厂共有10座焦炉，其中4座焦炉均达到一二十年的炉龄，炉体结构老化。其中6#焦炉68#炭化室机测炉头部位存在炉墙剥蚀严重，石墨沉积，有窜火现象，用传统方法多次处理，效果不太明显。针对此情况，我厂引进陶瓷焊补技术对该炭化室进行焊补。

1 陶瓷焊补技术的原理

陶瓷焊补技术是利用配合在耐火材料中的硅粉或铝粉（或硅粉h和铝粉同时配入）的燃烧热，将部分耐火材料烧熔，其烧熔部分吧未烧熔部分黏结在一起形成焊补层。其焊补过程是利用氧气作为焊料的输送介质，通过特制的喷枪将焊料喷出，焊料中的硅粉，铝粉在高温空间及赤热的待修墙面上燃烧，将待修的表面被加热至软化熔融，部分焊料也被烧熔熔融状态的表面与熔化的焊料紧密的结合在一起，砌体的损伤部位便被修复。由于修补采用堆焊形式，因此对砌体上出现的剥蚀、掉角、裂缝、熔洞（修补面积较大的部位可采用先放置零膨胀砖在焊补的方法）、凹面或其它缺陷都能进行修补。

在赤热的炭化室内，硅粉和铝粉同时燃烧产生的热可形成2200℃的高温，可使硅砖与焊料熔融结合，这种氧化反应为焊补提供了热源。焊补层在冷却到墙面操作温度时，大部分形成方英石和鳞石英，其物理性质与硅砖几乎一致（见表1）。

陶瓷焊补技术使用范围：（1）对一般性的 剥蚀、麻面炉墙可有效修补，挂料时间2年以上，其挂料时间是半干法喷补的2-3倍。（2）对于因炉墙变形而造成推焦电流大，影响焦炉正常生产的炉墙，可大面积平整炉墙，改善炉墙状况，保证正常出炉，挂料时间1年以上。（3）对于因砖缝不严密而造成的炉墙窜漏现象，通过喷补可改善窜漏状况，挂料时间5年以上。

表1 陶瓷焊补料的质量要求

2 焊补技术的实际运用

陶瓷焊补的最大优点是高温操作，避免了大幅度降温、升温对炉体的损坏，在很短的时间内就能恢复生产。

2.1 现场观查

经过现场仔细的观查，炭化室受损位置在机测南墙，在三、四火道附近，高度1米左右，受损面积在1平方左右，厚度10-30mm。

2.2 准备工作

我厂采用W Y-Ⅱ气动型陶瓷焊补机一台，焊枪一把，焊料约70kg，氧气瓶6个，保温材料硅酸铝纤维毡。操作人员4人，2人负责焊补，1人负责给陶瓷焊补机供料，另外一个负责氧气瓶的管理。采用推空炉后喷抹的方法，推完焦后留空炉，对炉墙表面的的石墨进行清除，同时把机侧上升管盖打开，将炉盖全被盖上。由于墙面受冷空气剧冷时间较长，需要把石棉布或硅酸铝纤维制成的隔热帘子粘贴在炉框上，用于炭化室保温，并留出焊枪的工作入口。

2.3 工作程序

确认氧气瓶和陶瓷焊补机处于工作状态，由于在边火道附近，使用短焊补枪，焊枪头与炉墙保持10—15cm工作距离，距离太近，反弹料多，容易造成“回火”现象。操作是从炭化室炉墙内部向外进行，焊枪移动速度要适中，及要保证焊补料完全软化或熔化，又不能造成局部温度太高。焊补时，氧气在焊枪尾部与粉料汇合，从焊枪头喷出，遇高温发生化学反应实施焊补。焊补反应方程式如下：

Si+O2=Si02+910KL/mol

4Al+3O2=2Al2O3+1675KJ/mol

补完一处在换另一处，焊补质量取决于操作人员的目测观查，因此对操作人员要求技术过硬，焊补面应平整光滑，不得高于墙面，否则造成推焦困难。焊补过程1.5h左右，较传统方法节约时间和人力。

3 结论和效果

在随后的观查时间内，68#炭化室窜漏得到遏制，没有发生冒烟现象，效果得到了认证，可以在今后的热工维护进行周期性的维护喷补，定期在出炉后按签号进行。陶瓷焊补技术运用，有效的减轻了对炭化室墙面的损坏，防止了炭化室墙的挖补发生，延长了焦炉的使用寿命。同时减少了焦炉冒烟，降低了对环境的污染，是一项值得推广的技术。

［1］孙晋涛.《硅酸盐工业热工基础》.武汉工业大学出版社，1992.

［2］钱之荣，范广举.《耐火材料实用手册》.冶金工业出版社，1992.

［3］王晓琴.《炼焦工艺》，化学工业出版社，2005.

［4］《国外耐火材料》.2000年第3期.