CN103224800B - 一种焦炉炉门整体浇筑工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种焦炉炉门整体浇筑工艺。该工艺包括步骤:浇注料配料与混料，炉门外框平置，底部铺纳米微孔隔热板两层，焊锚固件和不锈钢网，将模具置于炉门外框上；将混配好的浇注料倒入模具中；振捣浇注料排除气泡，表面平整后模内养护10～12h，放入260～300℃窑炉中烘烤48小时；冷却后脱模涂防粘渣涂料；常温自然养护5～8天。采用本发明工艺整体浇筑炉门在焦炉上使用半年以上，无裂纹或脱落现象，表面不结焦，降低了炉门散热损失。

Description

一种焦炉炉门整体浇筑工艺

技术领域

本发明涉及一种焦炉炉门的整体浇筑工艺，属于冶金焦化机械技术领域。 

背景技术

焦炉是焦化行业的基础热工设备，炉门内衬处在焦炉的炭化室里，在炉门的金属本体与红焦之间起隔热作用，以阻止炭化室内热量的散失，对炉门起着保护作用。 

CN200720066233.7公开了一种焦炉炉门结构，包括炉门框壳，还包括安装在炉门框壳内侧的多块大型耐火预制块，每块大型耐火预制块通过至少两个螺栓安装在炉门框壳内侧，大型耐火砖的横截面结构在其安装侧呈外窄内宽的梯形，使安装后在耐火砖、炉门框壳和碳化室炉壁之间形成左右两个三角形的空间，形成荒煤气排出通道。本发明焦炉炉门结构不需要砖槽和绝热砖内衬部分，内衬砖制成一定形状的预制块，用螺栓固定在炉门上即可，整个炉门不仅质量轻，耐高温和抗热震、寿命长，而且结构简单，组装方便。现在焦炉使用的炉门内衬都是砌砖工艺，施工时间长，炉门砖缝偏多，炉门易从砖缝处损坏，结焦严重不易清理。寿命偏低，维修量大。CN200410023877.9提供一种浇注工艺制作炉门砖，步骤为：(1)配料：莫来石粒径小于5mm的30％、莫来石粒径小于0.088mm的21％；堇青石粒径小于5mm的35％；煅烧Al₂O₃微粉3％；硅微粉4％；氧化铝水泥7％；外加三聚磷酸钠0.3％；(2)称量后加水搅拌5分钟后倒入模型内振动2-3分钟，使浇注料密实；(3)在模型内自然养护12小时后，拆模再养护3天，干燥7天，烧成温度1300℃，烧3小时，即制成成品。该法制作的炉门砖能提高焦炉炉门的密封性，防止烟气四散，同时改善焦碳质量，也延长了炉门使用寿命。该工艺制造的炉门砖属于一种大型预制块砖，应用时根据炉门大小，将若干块砖构成一个炉门，中间需要用钢结构及耐火泥捆结。这种方法虽然减少了砖的数量和安装时间，但是大型预制块砖在运输、安装过程中容易损坏，其中一个损坏就要更换，更换过程中相邻的两块砖也会因松动必须更换，每块砖都在几百公斤左右，更换很不方便。 

CN97237533.3实用新型公开了一种炼焦炉用整体浇注式隔热炉门,其结构是:由门体、钢筋混凝土基础、耐高温硅酸铝板、凸型钢板、砖槽和隔热砖层组成,其特征在于:所述的门体、钢筋混凝土基础、耐高温硅酸铝板、凸型钢板、砖槽和隔热砖层浇注成整体。该新新型炉门具有隔热效果好,炉门表面散热损失少,热利用率高,制造成本低,使用寿命长等优点。但这种炉门浇筑比较复杂，而且费用较高。 

发明内容

针对现有技术的不足，为了改善炉门内衬隔热性能、延长炉门寿命、缩短砌筑时间，本发明提供一种焦炉炉门的整体浇筑工艺，用于制作炉门内衬，可用于4.3米以上的焦炉。 

术语说明： 

焦炉炉门，属于炼焦炉设备的一种附属部件，主要包括炉门门框、炉门本体、固定件。 

一种焦炉炉门整体浇筑工艺，包括步骤如下： 

（1）浇注料配料: 

粒径≤0.088mm的M60莫来石30-40wt%、粒径1-3mm的M60莫来石15-20wt%、粒径3.1-8mmM60莫来石30-40wt%、钢纤维1-3wt%、粒径≤0.088mm的高铝水泥0-5wt%、粒径<0.5μm的硅微粉5-8wt%、粒径<0.5μm的氧化铝粉4-7wt%、粒径≤0.045mm的红柱石0-5wt%，以上各组分之和为100%。 

以上述固体料的总量计，另加三聚磷酸钠0.1-0.25wt%、水6-9wt%。 

浇注料混料：将以上配料边加水边搅拌，混和均匀；存放温度15-30℃。 

（2）将焦炉炉门门框外立面朝下平置，炉门门框内底面和四周的侧边焊接锚固件；并在炉门门框内底部铺设保温隔热材料，将炉门模具置于其上，将搅拌好的浇注料倒入炉门模具内，浇注料入模时均匀布料； 

（3）振捣浇注料使气体排除、浇注料密实，振捣时间4～8分钟； 

（4）浇注料在模内养护10～12h，放入260～300℃窑炉中烘烤48小时；冷却后脱模； 

（5）自然养护5～8天。 

根据本发明优选的，上述步骤（4）或者步骤（5）之后，在浇注成的炉门本体表面涂一层防沾渣涂层。该涂层用于防止炉门表面结焦。 

根据本发明优选的，上述步骤（2）中还包括，在炉门门框内底部铺设保温隔热材料后，将不锈钢网罩焊接在炉门门框侧边上；起到增强肋的作用。所述不锈钢网朝上呈凸形或圆弧形。 

根据本发明优选的，上述步骤（1）中将除水之外的配料混合搅拌1-2min，混匀后分3-4次加水，边加水边搅拌。搅拌机内拌和好的浇注料必须连续出完，不得留存在搅拌机内，一次没有用完的浇注料也不得返回搅拌机进行二次搅拌。 

根据本发明优选的，上述步骤（1）浇注料混料过程应在15-30℃环境温度下进行。 

根据本发明优选的，上述步骤（1）浇注料配料如下: 

粒径≤0.088mm的M60莫来石30-40wt%、粒径1-3mm的M60莫来石15-20wt%、粒径3.1- 8mmM60莫来石30-35wt%、钢纤维1-3wt%、粒径≤0.088mm的高铝水泥1-4wt%、粒径<0.5μm的硅微粉5-8wt%、粒径<0.5μm的氧化铝粉4-7wt%、粒径≤0.045mm的红柱石1-5wt%，以上各组分之和为100%。以上述固体料的总量计，另加三聚磷酸钠0.1-0.25wt%、水6-9wt%。 

根据本发明，进一步优选的，上述步骤（1）浇注料配料如下: 

粒径≤0.088mm的M60莫来石35～40wt%、粒径1-3mm的M60莫来石15wt%、粒径3.1-8mm的M60莫来石30wt%、钢纤维3wt%、粒径≤0.088的高铝水泥3～4wt%、粒径<0.5μm的硅微粉3～6wt%、粒径<0.5μm的氧化铝粉3～4wt%、粒径≤0.045mm的红柱石3～4wt%；各组分之和为100%。以上述固体料的总量计，另加三聚磷酸钠0.20wt%，水7～8.5wt%。 

高铝水泥是以铝酸钙为主要矿物组成的水泥,也称矾土水泥。市场有售各种型号均可。 

根据本发明优选的，上述步骤（2）所述保温隔热材料选用800℃导热系数为0.03～0.034W/Mk的主要成分为纳米级硅酸钛（Ti₂Si₂O₅）的高温固体绝热材料。 

本发明特别优选品牌Unithermal纳米微孔隔热板（佑热板）系列产品，800℃导热系数为0.034，上海佑热高温材料有限公司有售。产品信息如下： 

根据本发明优选的，在浇注成的炉门本体表面涂防沾渣涂层，为HWFJ-3G铁水包防粘渣涂料防沾渣涂层，主要成分为菱镁矿、石英、粘土、氧化铬微分和磷酸盐，邢台盛昌耐火材料有限公司有售。 

根据本发明，浇注料要求施工温度在常温，但冬天施工环境温度大多在10℃以下，为了确保浇注料施工质量，必须将浇注料存放在室内，采取保温措施，随取随用。 

浇注料入模时均匀布料很重要，不得在一个位置连续倾倒浇注料，在入模时散落在已浇注表面的料粒等应即时清理干净，保证浇注料表面光洁。 

振捣浇注料时振动棒应缓慢拖动，让气体尽量多地排除，到达设定的施工振捣时间。浇注时防止出现胀模、漏浆。 

脱模时应保证浇注炉门本体表面及棱角不损坏。一般应按模板支设顺序逆向拆除。不得用力敲打模板及浇注料，以防损伤浇注料。 

本发明工艺采用整体浇筑，一次成型，保障了炉门的整体性，在以后使用过程需要修补时，只需采用相同的浇注料局部修补即可。 

采用本发明工艺施工的浇注料表面光洁明亮，气孔率低，密实度高，浇注质量非常好，质量合格率达到95％以上，具有良好的保温性及防粘渣性，减少了炉门的热量损失，具有很好的密封性能，延长了炉门的寿命。 

本发明的整体浇筑炉门可在4-5米焦炉上使用，平均使用6个月以上无裂纹、无脱落等现象，炉门表面结焦不明显易清理，与原传统砌砖炉门相比，炉门温度降低了20℃左右，减少了施工时间，由于材质隔热性能好，即可保证炉门焦炭质量，也降低了散热损失。以一座42孔焦炉为例，每年节能约7.4万m³焦炉煤气，由减少散热损失所创节能价值约5.2万元/个焦炉/年。 

附图说明

图1是本发明整体浇筑炉门侧面示意图；图2是整体浇筑炉门正面示意图。其中，1、炉门框，2、炉门底部铺设的保温绝热板，3、锚固件，4、不锈钢网，5、浇注而成的炉门本体，6、炉门表面防结焦涂层。 

具体实施方式

以下结合实施例是本发明做进一步说明，但本发明并不局限于此。 

实施例中原料均为市购产品。M60莫来石(各种粒径的系列品)淄博鲁宏沃尔森陶瓷有限公司有售。钢纤维采用河北宇森钢纤维制造厂的钢丝钢纤维产品。高铝水泥（CA50）、红柱石郑州市金石耐材有限公司有售。防沾渣涂层为HWFJ-3G铁水包防粘渣涂料,邢台盛昌耐火材料有限公司有售。 

实施例1：焦炉炉门整体浇筑工艺，步骤如下： 

（1）浇注料配料: 

粒径≤0.088mm的M60莫来石30wt%、粒径1-3mm的M60莫来石15wt%、粒径3.1-8mm的M60莫来石35wt%、钢纤维1wt%、粒径≤0.088的高铝水泥2wt%、粒径<0.5μm的硅微粉5wt%、粒径<0.5μm的氧化铝粉7wt%、粒径≤0.045mm的红柱石5wt%； 

以上述固体料的总量计，另加三聚磷酸钠0.15wt%，水6wt%。 

浇注料混料：将以上配料中除水之外的其他原料按配比倒入搅拌机中搅拌2min，混匀后分3次加水，边加水边搅拌至均匀；混料及存放温度为15-30℃。 

（2）炉门框平置，内部清扫干净，炉门底部和四周焊锚固件，并在底部铺纳米微孔隔热板两层，隔热板主要成分为纳米级硅酸钛Ti₂Si₂O₅粉末，型号UniBoard1000（上海佑热高温材料有限公司），800℃导热系数0.032W/Mk。焊接不锈钢网；模具置于其上，将搅拌好的浇注料倒入炉门模内，浇注料入模时均匀布料； 

（3）振动棒缓慢振动排除气泡，振捣浇注料使浇注料密实，振捣时间4～8分钟；防止出现胀模、漏浆； 

（4）浇注料在模内养护12h，放入260～300℃窑炉中烘烤48小时；冷却后脱模；在浇注而成的炉门本体表面涂一层防沾渣涂层（HWFJ-3G铁水包防粘渣涂料，邢台盛昌耐火材料有限公司）。 

（5）自然养护6天。即得整体浇筑的焦炉炉门。 

实施例2：如实施例1所述，所不同的是，浇注料配料如下: 

M60莫来石（≤0.088mm）：35wt%，M60莫来石（1-3mm）:15wt%，M60莫来石（3.1-8mm）:30wt%，钢纤维3wt%，高铝水泥（≤0.088mm）:3wt%，硅微粉（<0.5μm）:6wt%，氧化铝粉(<5μm):4wt%，粒径≤0.045mm红柱石4wt%；以上述固体料的总量计，另加三聚磷酸钠0.2wt%、水7wt%。 

实施例3：如实施例1所述，所不同的是，浇注料配料如下: 

M60莫来石(≤0.088mm)：40wt%，M60莫来石(1-3mm):15wt%，M60莫来石(3.1-8mm):30wt%，钢纤维3wt%，高铝水泥(≤0.088mm):4wt%，硅微粉(<0.5μm):3wt%，氧化铝粉(<5μm):3wt%，粒度≤0.045mm红柱石:2wt%；以上述固体料的总量计，另加三聚磷酸钠0.2wt%、水8.5wt%。 

实施例4：如实施例1所述，所不同的是，浇注料配料如下: 

M60莫来石≤0.088mm：35wt%，M60莫来石1-3mm:14wt%，M60莫来石3.1-8mm:40wt%，钢纤维2wt%，高铝水泥≤0.088mm:2wt%，氧化铝粉<5μm:4wt%，粒度≤0.045mm红柱石:3wt%；以上述固体料的总量计，另加三聚磷酸钠0.2wt%、水9wt%。 

采用实施例1-4的方法整体浇筑炉门，制成一个在4.3米焦炉上使用的炉门大约需要1.7吨的浇注料。将该实施例1-4的炉门在4.3米焦炉上使用，过程中观察整体浇筑炉门表面裂纹出现时间，实验结果见下表： 

Claims (1)

1.一种焦炉炉门整体浇筑工艺，包括步骤如下：

（1）浇注料配料: 

粒径≤0.088mm的M60莫来石30-40 wt %、粒径1-3mm的M60莫来石15-20 wt %、粒径3.1- 8mmM60莫来石 30-40 wt %、钢纤维 1-3 wt %、粒径≤0.088mm的高铝水泥 0-5 wt %、粒径<0.5μm的硅微粉 5-8 wt %、粒径<0.5μm的氧化铝粉4-7 wt %、粒径≤0.045mm的红柱石 0-5 wt %，以上各组分之和为100%；以上述固体料的总量计，另加三聚磷酸钠0.1-0.25 wt %、水6-9wt%；

浇注料混料：将以上配料边加水边搅拌，混和均匀；存放温度15-30℃；

（2）将焦炉炉门门框外立面朝下平置，炉门门框内底面和四周的侧边焊接锚固件；并在炉门门框内底部铺设保温隔热材料，将炉门模具置于其上，将搅拌好的浇注料倒入炉门模具内，浇注料入模时均匀布料；

所述保温隔热材料选用800℃导热系数为0.03~ 0.034 W/Mk的主要成分为纳米级硅酸钛的高温固体绝热材料；

（3）振捣浇注料使气体排除、浇注料密实，振捣时间4~8分钟；

（4）浇注料在模内养护10~12 h，放入260~300℃窑炉中烘烤48小时；冷却后脱模；脱模后在浇注成的炉门本体表面涂一层防沾渣涂层；

（5）自然养护5~8天。

2.如权利要求1所述的焦炉炉门整体浇筑工艺，其特征在于步骤（2）中还包括在炉门门框内底部铺设保温隔热材料后，将不锈钢网罩焊接在炉门门框侧边上，作增强肋。

3.如权利要求1所述的焦炉炉门整体浇筑工艺，其特征在于步骤（1）中将除水之外的配料混合搅拌1-2 min，混匀后分3-4次加水，边加水边搅拌。

4.如权利要求1所述的焦炉炉门整体浇筑工艺，其特征在于步骤（4）中所述的防沾渣涂层，为HWFJ-3G铁水包防粘渣涂料防沾渣涂层。