陶瓷喷浆密封焦炉炭化室炉墙的方法与流程

文档序号:16678589发布日期:2019-01-19 00:10阅读:517来源:国知局

本发明属于焦炉、碳素炉和其它工业窑炉炉墙修补和密封技术领域,特别是一种陶瓷喷浆密封焦炉炭化室炉墙和碳素炉窑室炉墙的方法。



背景技术:

焦炉炭化室炉墙和碳素炉窑室炉墙在物理和化学作用下,会出现不同程度的损坏,随着炉龄的增加炉墙会逐渐出现剥蚀、麻面、龟裂、裂纹裂缝和深坑、熔洞、穿孔等状况。

保证焦炉和碳素炉生产的两个基本条件,一是炉墙强度,另一个是炉墙的严密性;出现焦炉炭化室炉墙和碳素炉窑室炉墙强度不好和炉墙不严密的状况可以划两方面类型:

一是焦炉炉墙出现大面积麻面、熔洞、穿孔等状况,出现这方面问题不仅影响炉墙强度,同时也影响炉墙严密性;对于这样的问题采用我公司陶瓷焊补和半干法喷补密封的方法可以非常好的解决问题。不仅能够解决炉墙强度问题,同时也能够解决炉墙严密性问题。

二是炉墙出现剥蚀、麻面、龟裂、裂纹裂缝等,这方面问题虽然对焦炉炉墙强度影响不大,但会造成炉墙窜漏,污染环境;采用传统的湿法喷浆方法,效果不好,有较多的局限性。由于出现的剥蚀、麻面、龟裂、裂纹裂缝炉墙,要求施工面积大,修补厚度要薄,针对这样的问题采用陶瓷焊补和半干法喷补方法有一定的困难。而这样的问题是目前大部分炉墙存在的主要问题,是造成焦炉烟气中二氧化硫、氮氧化物超标排放的主要原因,严重污染环境。

这些问题都会不同程度地影响焦炉的正常生产和焦炉的炉体寿命,并且严重污染环境,增加能源消耗,对于出现的上述问题必须要采取有效措施和技术手段加强焦炉的日常维护。

以前焦炉护炉墙的修补方法有四种:即湿法喷浆方法、湿法抹补方法、半干法喷补密封与陶瓷焊补方法。湿法喷浆方法优点是省时、省力,但效果不好,效率低。湿法喷浆喷补料中含水量较大(45%~50%)对修补的高温炉墙有负面影响,另外湿法喷浆料中的耐火材料粒度较小,没有填充能力,因此对焦炉炉墙出现的深坑、穿孔、熔洞、剥蚀、麻面、龟裂、裂纹裂缝无法进行有效修补。

湿法抹补方法完全是人工操纵,修补质量差、效率低、挂料时间短,而且无法修补剥蚀、麻面、龟裂、裂纹裂缝炉墙。

半干法喷补密封方法也有非常好的密封性,操作简单,效率高,密封效果好。但半干法喷补密封也有一定的局限性,首先半干法喷补密封料是碱性材料,焦炉和碳素炉在生产过程中产生的酸性气体对材料质量影响较大;另外半干法喷补密封料要保证施工效果需要保证有一定的施工厚度,这样对于炭化室宽度变窄的炉墙无法施工。再者半干法喷补密封方法对炉墙的剥蚀、麻面、龟裂、裂纹裂缝等修补密封效果不理想。

陶瓷焊补修补方法克服了湿法修补缺点,对焦炉炉墙出现深坑、熔洞、穿孔、剥蚀、麻面、龟裂、裂纹裂缝等可以进行有效修补,既可以保证炉体修补强度,也可以保证炉体修补严密性,有比较好的修补效果。但陶瓷焊补操作复杂、使用介质多、外围条件要求高,修炉作业时间较长,很难适用于日常的焦炉炉墙的密封维护;而且价格比较昂贵。

发明人十余年来一直致力于焦炉炭化室炉墙和碳素炉窑室炉墙的修补研发,先后获得多项中国实用新型专利:1.焦炉用陶瓷焊补机,专利号:03257272.7;2.改进的焦炉陶瓷焊补机,专利号:201120263640.3;气动焦炉陶瓷焊补机,专利号:201120393763.9;4.改进的气动陶瓷焊补机,专利号:201220459485.7;5.焦炉陶瓷喷焊机,专利号:201420139684.9。通过多年来的修炉实践认识到上述陶瓷喷焊机是维护和修补焦炉炉墙较好的设备。但保证焦炉等炉窑正常生产的两个基本条件是:一是炉墙强度,二是炉墙严密性。应用上述设备的常规维护手段对保证炉体强度没有问题,但如要保证炉体密封效果却有较大的缺陷。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题在于提高一种有效保障修补质量的陶瓷喷浆密封焦炉炭化室炉墙的方法;该方法既能保证对于炉墙发生剥蚀、麻面、龟裂、裂纹裂缝等情形修补后严密性,又能使修补料挂料时间长久。

针对炉墙出现的剥蚀、麻面、龟裂、裂纹裂缝等问题,具有修补面积大,修补厚度要薄,而且要有一点的强度的特点;本发明解决采取的技术方案如下:一种陶瓷喷浆密封焦炉炭化室炉墙的方法,包括下述步骤:

(1)、将粒径≤1.5毫米的硅砖粉38~43%、高效减水剂2%、磷酸20%和水35~40%入搅拌机,搅拌、混合至均匀得陶瓷喷浆料,静置养生6~8小时;加入料斗前再次进行搅拌均匀后加入半干法喷补机的料斗;原料的百分比为质量百分比;

(2)、减速机采用链条与给料装置连接,减速机输出端转速为10~25转∕分钟;

(3)、开启与压缩空气通道连接的空气压缩机;用风压力0.4~0.6mpa;

(4)、压缩空气将陶瓷喷浆料通过接料孔、出料口、出料弯管、输料胶管进入混料器,进水管不用向混料器供水,输料胶管向混料器供应混料,陶瓷喷浆料经过混料器通过喷枪喷到修补目标进行喷浆密封。

本发明提供的方法,用来对焦炉和其它工业窑炉炉墙表面维护修补密封,主要修补剥蚀、麻面、龟裂、裂纹裂缝等,最大工作距离达30米,能最大限度地减轻工作人员被高温烘烤;在确保强度的基础上大大增加了炉墙密封性能,密封维修的炉墙挂料时间可达12个月,以前的方法挂料时间最长不超过4个月;喷补能力:0.5~1.0t/h;电源:360v,50hz。

本发明所使用的半干法喷补机,是对专利号为201420139684.9、名称为焦炉陶瓷喷焊机的改进,半干法喷补机与本发明同日申请了实用新型专利。

本发明的核心创新点在于使用的陶瓷喷浆料。一般情况下,喷浆料要喷补到炉墙上,需要有较好的附着率、粘结性、胶凝性等施工性能,要满足以上要求,水分需达到50~55%。这么高的水分喷浆到炉墙上,造成炉墙温度较大幅度的降低,影响修补炉墙质量。另外,喷浆料水分较高,被处于热态的炉墙加热后水分蒸发会造成喷补料气孔较大,影响修补料质量;再者喷补料水分较大,喷补料的填充能力下降,影响修补效果。

在保证喷浆料的附着率、粘结性、胶凝性的前提下,降低喷浆料的水分是一项重要的改进。本发明在作为陶瓷耐磨热补料的硅砖粉中加入2%的高效减水剂,使得喷浆料中的含水率在35~40%的时候,喷浆料具有以上良好的施工性能。

由于焦炉炭化室炉墙损坏不规则、不统一,炉墙出现裂纹裂缝有大有小、有宽有窄、有长有短,因此陶瓷喷浆料耐火材料粒度有一定的分布。粒度小,没有填充能力,不适合喷补较大裂缝,挂料时间短,密封效果不好。粒度大,填充能力强,适合大的裂纹裂缝,挂料时间长,密封效果好。因此我们选择的耐火材料的粒度,最大为1.5mm。

陶瓷喷浆料采用磷酸作为结合剂,磷酸本身并无粘结性,当它与热态的耐火材料接触后,由于两者间迅速发生反应生成磷酸盐,可表现出良好的粘结性。当磷酸加入到耐火材料配料中时,在常温或加热时它能与多种耐火骨料和粉料中的金属氧化物发生反应生成复式磷酸盐,而大多数复式磷酸盐具有胶结能力,能将耐火骨料与粉料结合起来,加热后陶瓷结合形成高熔点物质。

陶瓷喷浆料中耐火材料,考虑到与硅砖相近的材料,因此在陶瓷喷浆料中的耐火粉料采用硅质材料-旧硅砖粉。

耐火粉料的粒度,目前传统喷浆方法采用的硅火泥或粘土火泥作为喷浆耐火原料,粒度不大于1.0mm,小于0.074mm要多于50%;而我们陶瓷喷浆料中作为原料的硅砖粉,粒度最大要达到1.5mm,小于0.074mm要多于30%。

粒度小,没有填充能力,不适合喷补较大裂缝,挂料时间短,密封效果不好。粒度大,填充能力强,适合大的裂纹裂缝,挂料时间长,密封效果好。因此陶瓷喷浆料耐火材料粒度有一定的分布。

本发明的创新点还在于:减速机采用皮带轮无极调速,输出端转速为5~25转∕分钟;采用无极调速的目的通过减速机输出轴输出转速变化,可便于调节供料量大小。使喷补机喷补料量能在0.2~0.5吨/小时较大范围内进行调节,完全能够满足喷补机对焦炉不同部位、不同损坏程度的修补。

原来湿法喷浆采用喷浆罐,不是机械给料,喷浆料中粒度不能较大,否则喷浆料容易偏析、沉淀,造成喷浆罐堵塞。本发明使用的半干法喷补机采取机械给料,给料均匀,喷浆料不偏析、不沉淀,不容易堵塞,便于操作;而且给料均匀,给料量可以均匀调节。

由于采用压缩空气输料,因压胶轮密封良好,无需采用料斗密封装置,因此在喷浆操作时,可边加料边作业,可随时停机,提高了作业效率,减少喷浆料的损失。

本发明使用的半干法喷补机旋转轮给料时采用上、下两压胶板进行密封,这样可以保证有较高的工作压力,保证输送距离和输送流量。同时采用旋转轮给料,保证在任何输送能力下,不积料、不堆料,保证输送料稳定、均匀。

对于炉墙出现的剥蚀、麻面、龟裂、裂纹裂缝等问题,本发明提供的陶瓷喷浆密封方法都能够进行有效修补和密封,该方法可用于焦炉炭化室炉墙、框缝、炭化室炉顶砖、上升管、蓄热室等部位的维护使用。采用本发明对焦炉进行密封维护有非常好的效果,可以焦炉炉墙减少窜漏,减少污染物排放,节能减排。

具体实施方式

下述实施例使用的硅砖粉、磷酸与高效减水剂均为商业途径获得。硅砖粉为巩义帅新耐火材料有限公司生产;磷酸也为巩义帅新耐火材料有限公司生产;高效减水剂为甘肃三远硅材料有限公司生产的硅灰,也叫微硅粉。

实施例1;

(1)、称取粒径等于小于1.2毫米的硅砖粉38公斤、磷酸20公斤、硅灰2公斤与水40公斤混合、搅拌均匀得陶瓷喷浆料,养生6小时;使用前再次搅拌均匀后加入半干法喷补机的料斗;

(2)、减速机采用链条与给料装置连接,减速机输出端转速为10转∕分钟;

(3)、开启与压缩空气通道连接的空气压缩机;用风压力0.4mpa;

(4)、启动电机,压缩空气将陶瓷喷浆料通过接料孔、出料口、出料弯管、输料胶管进入混料器,在通过喷枪喷到修补目标进行喷补密封。

该实施例的陶瓷喷补料粒径等于小于1.2毫米,适用于炉墙剥蚀、麻面、龟裂的修补,对于减少炉墙窜漏有较好的效果,挂料时间可保证9~10个月。

实施例2;

(1)、称取粒径等于小于1.5毫米的硅砖粉43公斤、胶凝剂20公斤、硅灰2公斤与水35公斤混合、搅拌均匀,养生7小时;使用前再次搅拌均匀后加入半干法喷补机的料斗;

(2)、减速机采用链条与给料装置连接,减速机输出端转速为25转∕分钟;

(3)、开启与压缩空气通道连接的空气压缩机;用风压力0.6mpa;

(4)、同实施例1。

该实施例的陶瓷喷补料粒径等于小于1.5毫米,适用于炉墙裂纹裂缝、炉肩缝等修补,修补效果较好,挂料时间可保证12个月;同时适用于炉顶、蓄热室、上升管等部位和碳素炉的修补。

实施例3

(1)、称取粒径等于小于1.2毫米的硅砖粉40公斤、磷酸20公斤、硅灰2公斤与水分38公斤混合、搅拌均匀得陶瓷喷浆料,养生7小时;使用前再次搅拌均匀后加入半干法喷补机的料斗;

(2)、减速机采用链条与给料装置连接,减速机输出端转速为10转∕分钟;

(3)、开启与压缩空气通道连接的空气压缩机;用风压力0.4mpa;

(4)、同实施例1。

该实施例的陶瓷喷补料粒径等于小于1.2毫米,适用于炉墙剥蚀、麻面、龟裂的修补,对于减少炉墙窜漏有较好的效果,挂料时间可保证10个月。

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