專利名稱：焦?fàn)t用復(fù)合高荷軟耐火材料及筑爐工藝及其產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐火材料及煉焦?fàn)t，特別是一種扇型煉焦?fàn)t的復(fù)合高荷軟耐火材料及筑爐工藝及其所得的扇型煉焦?fàn)t。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的扇型煉焦?fàn)t筑爐工藝及材料，見圖2，采用材質(zhì)Si02，模塊式燒成硅磚筑爐，其特點(diǎn)是I、采用大量矩形硅磚及異型硅磚(底部襯磚為粘土磚)砌筑，筑爐工藝復(fù)雜耗時。2、硅磚經(jīng)機(jī)壓成型1500 OC燒結(jié)緩慢出爐，制成成品磚，由于其筑爐使用后，在溫變情況下仍有多晶格相變的屬性，決定其在筑爐完工之后仍需45天以上的緩慢升溫，烘爐方可使用，殘余石英的存在使其熱振穩(wěn)定性下降，且使用溫度必須控制在SOOoC —1650 oC之間長期使用，持續(xù)使用荷軟性能良好，800 oC以下時穩(wěn)定性差。其材質(zhì)Si02的特點(diǎn)是I、極強(qiáng)抗酸腐蝕性。2、800oC —1650 oC之間適于持續(xù)長期使用，荷軟性能良好。3、使用時間條件較苛刻，不能反復(fù)啟動使用，僅可一次性使用，耐磨性，抗結(jié)皮性能及掛窯性不足。另外，硅磚模塊式結(jié)構(gòu)由于硅磚膨脹率過大存在伸縮縫，是氣密性不高的主要原因。過去由于受材料限制焦化耐材用戶理論上接受現(xiàn)場整澆的方案，但均不敢付諸實(shí)際，加之認(rèn)為后期維護(hù)較難，因此一直對該整澆技術(shù)敬而遠(yuǎn)之。另外，國內(nèi)耐材行業(yè)曾嘗試采用高爐鋁磚、鎂鉻尖晶石磚、含鋯系列產(chǎn)品替代硅磚在焦化爐窯上使用，但因?yàn)殂tCr有二次污染，且該元素解毒難，解毒成本高；錯Zr系產(chǎn)品價格高昂，沒有使用在焦化爐上的可能。所以上述產(chǎn)品綜合性能指標(biāo)不足或不環(huán)保以及價格太高也沒有市場推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種扇型煉焦?fàn)t的復(fù)合高荷軟耐火材料及筑爐工藝及其所得的扇型煉焦?fàn)t，所得的扇型煉焦?fàn)t燒焦時間縮短、出焦率提高，筑爐工藝可以為爐膛量身定做最佳的使用材料，來服務(wù)于實(shí)際生產(chǎn)的需求，常溫至1550 oC隨時啟動使用。
本發(fā)明的構(gòu)成一種焦?fàn)t用復(fù)合高荷軟耐火材料，其材質(zhì)和配比及制備方法是按40-60 %的Al203U5-30%的SiC微粉、小于2%的Fe203和5-10%的Si微粉，再加1-3%外加劑水泥，混練、搗勻后，再加入3-5%的Al (H2P04)3粘接劑，攪拌和勻，20-30分鐘后即可直接澆注到工作區(qū)域。所述的A1203 為鋁礬土熟料15mm 20%、3_5mm 15%、l-3mml2%、0-lmm 5%、180 目 5-10%ο用所述的焦?fàn)t用復(fù)合高荷軟耐火材料的筑爐工藝是，爐膛采用如上材料進(jìn)行現(xiàn)場無縫整體振動澆注，經(jīng)過以下步驟清窯、測量、定型、定位支模、兌料、？ ？澆注校正、清理、啟動升溫和測試；
具體地1、清窯清理殘磚、清理爐堂內(nèi)的雜物殘余廢渣及預(yù)留孔、壓力表、溫度表的安裝位置等；2、測量測量清窯后爐窯金屬殼體的參數(shù)變化及爐體預(yù)留施工空間；3、定型 據(jù)用戶的實(shí)際需求結(jié)合原設(shè)計(jì)的要求，按照設(shè)計(jì)要求、澆注厚度進(jìn)行澆注前耐材工作層尺寸性能及整個工作空間的容積、形狀、氣孔孔徑、幅度、長度、數(shù)量等量化定性成型；4、定位支模據(jù)殼體結(jié)構(gòu)情況利用不銹鋼現(xiàn)場強(qiáng)化鉚錨、布局，利用軟性材料將炭化室、儲熱室空間格局規(guī)劃設(shè)置，實(shí)現(xiàn)后期澆注的合理性、可行性、牢固性；5、兌料按爐窯各個工作區(qū)域未來的工況需求，匹配相應(yīng)可塑性整澆耐火材料,整體澆注時耐材的使用數(shù)量、品質(zhì)、施工工期設(shè)計(jì)方案和定型；6、澆注校正利用已攪勻的耐火材料，一次性完成澆注，澆注完成后校正形狀、空間、尺寸；7、清理現(xiàn)場清理廢棄雜物、做到現(xiàn)場清潔干凈；8、啟動升溫根據(jù)澆注料的升溫曲線，加熱升溫即在24-72小時內(nèi)，完成澆注料的全部理化反應(yīng)過程，9、測試升溫完成后，炭化室即可進(jìn)料生產(chǎn)，經(jīng)過3次的出爐炭化周期重新?lián)脩魧?shí)際生產(chǎn)狀況調(diào)整風(fēng)量、炭化室壓力等技術(shù)參數(shù)，新參數(shù)設(shè)定，運(yùn)行正常即交付使用。
如所述的筑爐工藝筑成的焦化爐，其特征是爐膛頂部為扇形，爐膛是采用上述的筑爐材料按照上述的工藝進(jìn)行現(xiàn)場無縫整體振動澆注，該爐產(chǎn)生的余熱氣體主要是煤氣CO，通過管道直接用于鍋爐燃燒產(chǎn)生蒸汽推動發(fā)電機(jī)組發(fā)電，或者余熱氣體不收集，僅作氣體燃料使用，不生產(chǎn)任何化學(xué)品，或者在排煙管道內(nèi)設(shè)有脫硫設(shè)備，脫硫后就排放。
從以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明燒焦時間縮短、出焦率提高，可以為爐膛量身定做最佳的使用材料，來服務(wù)于實(shí)際生產(chǎn)的需求，常溫至1550 oC隨時啟動使用；本發(fā)明的無縫整體振動澆注，氣密性極高，加之材料的微膨脹率與爐體金屬結(jié)構(gòu)的結(jié)合性能提高；本發(fā)明的焦化爐余熱可回收發(fā)電，無化學(xué)殘留。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖2是現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖3是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面通過附圖和實(shí)施例來對本發(fā)明的焦?fàn)t用復(fù)合高荷軟耐火材料及筑爐工藝及其產(chǎn)品作進(jìn)一步的說明。一種焦?fàn)t用復(fù)合高荷軟耐火材料，其材質(zhì)和配比及制備方法是按40-60 %的 Al203U5-30%的SiC微粉、小于2%的Fe203和5-10%的Si微粉，再加1-3%外加劑水泥， 混練、搗勻后，再加入3-5%的Al (H2P04) 3粘接劑，攪拌和勻，20-30分鐘后即可直接澆注到工作區(qū)域。所述的A1203 為鋁礬土熟料15mm 20%、3_5mm 15%、l-3mml2%、0-lmm 5%、180 目 5-10%ο用所述的焦?fàn)t用復(fù)合高荷軟耐火材料的筑爐工藝是，爐膛采用如上材料進(jìn)行現(xiàn)場無縫整體振動澆注，經(jīng)過以下步驟清窯、測量、定型、定位支模、兌料、？ ？澆注校正、清理、啟動升溫和測試；
具體地1、清窯清理殘磚、清理爐堂內(nèi)的雜物殘余廢渣及預(yù)留孔、壓力表、溫度表的安裝位置等；2、測量測量清窯后爐窯金屬殼體的參數(shù)變化及爐體預(yù)留施工空間；3、定型 據(jù)用戶的實(shí)際需求結(jié)合原設(shè)計(jì)的要求，按照設(shè)計(jì)要求、澆注厚度進(jìn)行澆注前耐材工作層尺寸性能及整個工作空間的容積、形狀、氣孔孔徑、幅度、長度、數(shù)量等量化定性成型；4、定位支模據(jù)殼體結(jié)構(gòu)情況利用不銹鋼現(xiàn)場強(qiáng)化鉚錨、布局，利用軟性材料將炭化室、儲熱室空間格局規(guī)劃設(shè)置，實(shí)現(xiàn)后期澆注的合理性、可行性、牢固性；5、兌料按爐窯各個工作區(qū)域未來的工況需求，匹配相應(yīng)可塑性整澆耐火材料,整體澆注時耐材的使用數(shù)量、品質(zhì)、施工工期設(shè)計(jì)方案和定型；6、澆注校正利用已攪勻的耐火材料，一次性完成澆注，澆注完成后校正形狀、空間、尺寸；7、清理現(xiàn)場清理廢棄雜物、做到現(xiàn)場清潔干凈；8、啟動升溫 根據(jù)澆注料的升溫曲線，加熱升溫即在24-72小時內(nèi)，完成澆注料的全部理化反應(yīng)過程，9、 測試升溫完成后，炭化室即可進(jìn)料生產(chǎn)，經(jīng)過3次的出爐炭化周期重新?lián)脩魧?shí)際生產(chǎn)狀況調(diào)整風(fēng)量、炭化室壓力等技術(shù)參數(shù)，新參數(shù)設(shè)定，運(yùn)行正常即交付使用。
如所述的筑爐工藝筑成的焦化爐，其特征是爐膛頂部為扇形，爐膛是采用上述的筑爐材料按照上述的工藝進(jìn)行現(xiàn)場無縫整體振動澆注，該爐產(chǎn)生的余熱氣體主要是煤氣CO，通過管道直接用于鍋爐燃燒產(chǎn)生蒸汽推動發(fā)電機(jī)組發(fā)電，或者余熱氣體不收集，僅作氣體燃料使用，不生產(chǎn)任何化學(xué)品，或者在排煙管道內(nèi)設(shè)有脫硫設(shè)備，脫硫后就排放。
本發(fā)明的主要材質(zhì)為A1203、SiC，具有以下特點(diǎn)1、抗酸及鹽侵蝕，有極高的荷軟溫度、高耐磨性，掛窯性好、抗結(jié)皮性能高，良好的熱震穩(wěn)定性，可反復(fù)啟動使用。2、燒焦時間縮短、出焦率提高，可以為爐膛量身定做最佳的使用材料，來服務(wù)于實(shí)際生產(chǎn)的需求，常溫一 1550 oC隨時啟動使用。
本發(fā)明的工藝特點(diǎn)是I、焦化爐爐膛采用新型可塑性耐火材料進(jìn)行現(xiàn)場無縫整體振動澆注。2、可據(jù)爐內(nèi)的不同工況部位調(diào)整其材料的最佳適用參數(shù)。如工藝復(fù)雜的扇形拱頂部分通過澆注耐高溫氣相化學(xué)侵蝕、但導(dǎo)熱率較低的耐火澆注料；所用的耐火澆注料良好的可塑性，避免了硅磚拱頂傳統(tǒng)工藝回避不了的大量異型模具的生產(chǎn)和使用，頂部的保溫性能提高、熱損降低；兩側(cè)澆注料的導(dǎo)熱系數(shù)則盡量提高， 有利于縮短炭化時間；底部則偏重耐磨性能好、熱振穩(wěn)定性極好，機(jī)械強(qiáng)度、高荷軟性能、高抗液相化學(xué)侵蝕的澆注料，徹底避免穿爐現(xiàn)象。
本發(fā)明的焦?fàn)t用復(fù)合高荷軟耐火材料性能指標(biāo)如下
化學(xué)成分指標(biāo)
Al203 % ≥ 40 SiC % ≥ 25 Si % ≥10 Fe203 % ≥ 2體積密度(g/cm3) (110°CX24h 干后)彡 2. 40 線變化率 ％ (IOOO0C X3h) -3 / +0. 3 常溫耐壓強(qiáng)度MPa (IOOO0C X 3h燒后)彡100 常溫抗折強(qiáng)度MPa (IOOO0C X 3h燒后)彡13 常溫磨損量cm (1000°C X3h燒后)彡5 熱震穩(wěn)定性次(1100°C，水冷)彡60 耐火度，1750 荷重軟化溫度，1550 導(dǎo)熱系數(shù)及膨脹率據(jù)實(shí)踐工況進(jìn)行調(diào)整
本發(fā)明的焦?fàn)t用復(fù)合高荷軟耐火材料和工藝技術(shù)目前是填補(bǔ)了國內(nèi)煉焦?fàn)t技術(shù)上空白，也是國際上較先進(jìn)的發(fā)明之一，尤其是針對高硫煤地區(qū)對使用硅磚缺陷的彌補(bǔ)有著很高的實(shí)用價值和現(xiàn)實(shí)意義。因?yàn)楣璐u耐用性工況要求的苛刻有著限制以及明顯區(qū)域性特征
I)在低P、S及雜質(zhì)低的優(yōu)質(zhì)煉焦煤產(chǎn)期優(yōu)勢明顯，針對高硫煉焦煤產(chǎn)區(qū)，由于其硫化物含量及金屬鹽成份復(fù)雜，在煉焦炭化過程中將會富集大量的高溫液相金屬在炭化室底部，主要是鐵Fe，溢出的高溫使硅磚荷軟溫度降低并有極強(qiáng)的滲透性及腐蝕性，它隨著爐子底部裂縫浸入侵蝕，并將爐底粘土質(zhì)襯磚燒毀，主要是鐵Fe的金屬液體竄至燃燒室爐堂， 導(dǎo)致炭化室、燃燒室串通引起燒焦，出焦率降低，資源損耗加大。2)硅質(zhì)耐材是一個受嚴(yán)格時間條件及溫度條件等工況限制的耐火材料，即用戶必須在特定溫度800oC —1750 oC的范圍內(nèi)，且持續(xù)使用的條件下，主體耐材5年左右的使用壽命才有可能，并且不可用劣質(zhì)煉焦原煤；可一旦停爐，溫度接近或低于SOOoC時整個爐膛將全部硅裂無法重新啟動工作。3)在環(huán)保清潔型煉焦?fàn)t實(shí)際生產(chǎn)過程中，每隔約72— 90小時推焦出爐一次，焦化爐爐門必須打開5分鐘以上，此時接近推焦門和出焦門，兩側(cè)及頂部和底部近門端80— 150mm處很快會從1200oC±50降至IOOOoC以下，由于硅磚的熱震溫定性差，因此在冷空氣的侵入下，硅磚迅速收縮變形導(dǎo)致硅磚無法繼續(xù)使用，由于硅磚的熱震穩(wěn)定性極差，以硅磚筑爐的任何爐膛都不可能隨停隨啟的使用，必須一燒到底，一燒必須到底的劣勢完全違背了產(chǎn)品的市場規(guī)律，不利企業(yè)運(yùn)營的統(tǒng)籌規(guī)劃，因此硅磚的淘汰是大勢所趨。本發(fā)明的焦?fàn)t用復(fù)合高荷軟耐火材料及筑爐工藝及其產(chǎn)品填補(bǔ)了國內(nèi)這一技術(shù)空白，有著很大的市場推廣價值和意義，對國民經(jīng)濟(jì)的建設(shè)及節(jié)能、減排、增效方面都有著極聞的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實(shí)意義。
權(quán)利要求
1.一種焦?fàn)t用復(fù)合高荷軟耐火材料，其特征是其材質(zhì)和配比及制備方法是按40-60 %的Al203U5-30%的SiC微粉、小于2%的Fe203和5-10%的Si微粉，再加1-3%外加劑水泥，混練、搗勻后，再加入3-5%的Al (H2P04)3粘接劑，攪拌和勻，20-30分鐘后即可直接澆注到工作區(qū)域。
2.如權(quán)利要求I的焦?fàn)t用復(fù)合高荷軟耐火材料，其特征是所述的A1203為鋁礬土熟料15mm 20%、3-5mm 15%、l-3mml2%、0-lmm 5%、180 目 5_10%。
3.用權(quán)利要求I或2所述的焦?fàn)t用復(fù)合高荷軟耐火材料的筑爐工藝，其特征是爐膛采用如上材料進(jìn)行現(xiàn)場無縫整體振動澆注，經(jīng)過以下步驟清窯、測量、定型、定位支模、兌料、 澆注校正、清理、啟動升溫和測試；具體地1、清窯清理殘磚、清理爐堂內(nèi)的雜物殘余廢渣及預(yù)留孔、壓力表、溫度表的安裝位置等；2、測量測量清窯后爐窯金屬殼體的參數(shù)變化及爐體預(yù)留施工空間；3、定型 據(jù)用戶的實(shí)際需求結(jié)合原設(shè)計(jì)的要求，按照設(shè)計(jì)要求、澆注厚度進(jìn)行澆注前耐材工作層尺寸性能及整個工作空間的容積、形狀、氣孔孔徑、幅度、長度、數(shù)量等量化定性成型；4、定位支模據(jù)殼體結(jié)構(gòu)情況利用不銹鋼現(xiàn)場強(qiáng)化鉚錨、布局，利用軟性材料將炭化室、儲熱室空間格局規(guī)劃設(shè)置，實(shí)現(xiàn)后期澆注的合理性、可行性、牢固性；5、兌料按爐窯各個工作區(qū)域未來的工況需求，匹配相應(yīng)可塑性整澆耐火材料,整體澆注時耐材的使用數(shù)量、品質(zhì)、施工工期設(shè)計(jì)方案和定型；6、澆注校正利用已攪勻的耐火材料，一次性完成澆注，澆注完成后校正形狀、空間、尺寸；7、清理現(xiàn)場清理廢棄雜物、做到現(xiàn)場清潔干凈；8、啟動升溫根據(jù)澆注料的升溫曲線，加熱升溫即在24-72小時內(nèi)，完成澆注料的全部理化反應(yīng)過程，9、測試升溫完成后，炭化室即可進(jìn)料生產(chǎn)，經(jīng)過3次的出爐炭化周期重新?lián)脩魧?shí)際生產(chǎn)狀況調(diào)整風(fēng)量、炭化室壓力等技術(shù)參數(shù)，新參數(shù)設(shè)定，運(yùn)行正常即交付使用。
4.如權(quán)利要求3所述的筑爐工藝筑成的焦化爐，其特征是爐膛頂部為扇形，爐膛是采用上述的筑爐材料按照上述的工藝進(jìn)行現(xiàn)場無縫整體振動澆注，該爐產(chǎn)生的余熱氣體主要是煤氣CO，通過管道直接用于鍋爐燃燒產(chǎn)生蒸汽推動發(fā)電機(jī)組發(fā)電，或者余熱氣體不收集， 僅作氣體燃料使用，不生產(chǎn)任何化學(xué)品，或者在排煙管道內(nèi)設(shè)有脫硫設(shè)備，脫硫后就排放。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種焦?fàn)t用復(fù)合高荷軟耐火材料，其材質(zhì)和配比及制備方法是按40-60%的Al2O3、15-30%的SiC微粉、小于2%的Fe2O3和5-10%的Si微粉，再加1-3%外加劑水泥，混練、搗勻后，再加入3-5%的Al(H2PO4)3粘接劑，攪拌和勻，20-30分鐘后即可直接澆注到工作區(qū)域。筑爐工藝是爐膛經(jīng)過以下步驟清窯、測量、定型、定位支模、兌料、澆注校正、清理、啟動升溫和測試。新澆注筑成的焦化爐，其特征是爐膛頂部為扇形，爐膛是采用上述的筑爐材料按照上述的工藝進(jìn)行現(xiàn)場無縫整體振動澆注，該爐余熱可回收發(fā)電，無化學(xué)殘留。本發(fā)明炭化時間縮短、出焦率提高，常溫至1550℃隨時啟動使用。
文檔編號C04B35/66GK102584294SQ20121004783
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者楊幸國, 汪海軍, 白靜 申請人:貴陽東吉博宇耐火材料有限公司