炼焦炉砌筑烘炉开工[1]

1、炼焦炉的砌筑、烘炉和开工 第一节 筑炉材料 现代焦炉主要用耐火材料砌筑而成。例如一座年产 30 万吨冶金 焦42孔58-H型焦炉，炉体所需的耐火材料总重约 6600t。因此， 耐火材料的性能与焦炉的生产能力及使用寿命密切相关。凡具有能抵抗高温和高温下的物理和物理化学作用的材料统 称为耐火材料。砌筑焦炉的材料中除耐火材料外，尚有隔热材料及普通建筑 材料，分述如下：一、耐火材料的性质通常以下列指标来衡量耐火材料的性能：1）气孔率 耐火制品中有许多大小不一形状各异的气孔。 气孔率即气孔的总体积占耐火制品总体积的百分比。它表示耐火 材料的致密程度。通常所说的气孔率是指不计闭口气孔 不和大气 相通的气孔

2、）的开口气孔率。2）体积密度和真比重体积密度是指包括全部气孔在内的每 m3 砖的质量。真比重是指不包括气孔在内的单位体积耐火材料 质量与水的比值， 与真密度的数值相等，但概念不同）不同的石 英晶形其真比重不同 ,因此测定硅砖的真比重可以了解烧成情况。3）热膨胀性 耐火制品受热后，一般都发生膨胀，材料的 这种性质称为热膨胀性。它可用线膨胀系数或体积膨胀百分率来 表示。4）导热性 耐火制品的导热性，取决于其相组成及组织结 构指气孔率的大小，分布情况及晶相和玻璃液相的分布）。用导 热系数“入”来表示，其法定单位为：kJ /m hC （或W/m K。 多数耐火制品的导热系数随温度升高而增大如硅砖，粘土

3、砖等），也有些制品则相反 如镁砖和碳化硅转） 。5）耐火度 是衡量耐火制品高温下抵抗熔化的能力。系用 规定尺寸的角锥形试样与一些标准试样放在一起，以一定的速度 加热升温，这些标准试样是以高岭土、氧化铝及石英按不同比例 配制而成，各有已知的耐火度。当升温至待测试样与某标准锥试 样同时软化弯倒，即角锥的顶点弯倒和底盘接触时，则待测试样 的耐火度等于该标准锥的耐火度。故耐火度系试样制品软化弯倒 的温度。耐火材料的耐火度一般不大于 1580C。6）高温荷重软化开始温度 也叫荷重软化点）是表示耐火 材料在高温和荷重同时作用下的抵抗能力。系用一定尺寸的圆柱 形试样在一定的压力下V19.6X 104Pa）,

4、以一定的升温速度加热， 使试样引起一定数量的变形温度来表示的。按变形数量又分为开始变形温度 变形量占0.6%），变形量占4%时的温度和终了变形 温度（4%。粘土砖的荷重变形曲线比较平坦，开始变形温度和终 了变形温度之差可达 200250C，而硅砖在达到开始变形温度后 立即破坏，开始变形温度和终了变形温度之差仅1015C。因为焦炉砌体中耐火材料自重很大，再加上机械设备的负荷，故耐火 材料的高温荷重变形温度对炉体寿命非常重要，其中对生产有意 义的主要是开始变形温度，即负荷软化点。7）高温体积稳定性耐火材料在高温下长期使用时，相成分会继续变化，产生再结晶和进一步烧结现象，因此耐火制品体 积会有变化，

5、因为各种制品的化学成分不同，有的收缩，有的膨 胀，且这种变化是不可逆的，称为残余收缩和残余膨胀，其数值 用制品加热到12001500C 因耐火制品种类不同而异），保温 2h,冷却到常温的体积变化百分比率%）来表示。8）温度激变抵抗性是耐火制品抵抗温度激变而不损坏的性能；系将试样加热到 850 ± 10 C后，放在流动的冷水中冷却， 并反复进行，直到试样损坏，脱落部分的质量占原试样质量的 20%时为止，此时其经受的急冷急热次数，就作为该制品耐急冷 急热性能的指标。制品的热稳定性与制品的热膨胀性有很大的关系，若制品的 线膨胀系数大，则因为制品内部温度分布不均匀而引起不同程度 的膨胀，从而

6、产生较大的压力，降低了制品的热稳定性。此外制 品的形状越复杂，尺寸越大，其热稳定性也越差。经上述测定不 同的耐火制品差别很大，如硅砖抵抗性最差仅1-2次，普通粘土砖10- 20次，而粗粒粘土砖可达 25100次。一些耐火制品的基础特性如表1所示：表1耐火制品的基本性能性能制M耐火度°C荷重软化 开始温 度C常温耐压强度 102x Pa显气孔率%体积密度 g/cm3高温体积稳定 性导热系数kJ/m h. C°C 温度小于%硅砖16101710162016501716490316251.91450+ 0.809+0.8、4.1871000丿半硅砖1670125013201471

7、196120252.014000.50.6+0.55 <41871000 丿粘土砖16101730125014001226539418282.12.213500.50.6 十0.55汉丄 4.1871000丿高铝砖17501790140015302452588418232.32.7515500.51.8 十1.6、4.1871000丿镁砖2000142015203923202.63.7-0.41*4.187<1000丿二、焦炉用耐火材料1）硅砖硅砖是以石英岩为原料，经粉碎，并加入粘结剂、矿化剂经混合、成型、干燥和按计划加热升温而烧成的。硅砖含Si。?大于93%，系酸性耐火材料，具有

8、良好的抗酸性渣的侵蚀作用。硅砖的导热性能好，耐火度为16901710C，荷重软化点可高达1640C，无残余收缩。其缺点是耐急冷热急性能 差，热膨胀性强。SiO2<二氧化硅)在不同的温度下能以不同的晶型存在，在晶 型转化时会产生体积的变化，并产生内应力，故硅砖的制造、性 能和使用与SiO?的晶型转变有密切关系。SiO?能以三种结晶形态存在，即石英、方石英和鳞石英，而 每一种结晶形态又有几种同素异形体。即：a石英、B石英；a方石英、B方石英；a鳞石英、B鳞石英、丫鳞石英。三种形态及其同素异形体，是以晶型的密度不同来彼此区分的，它们在一定的温度范围内是稳定的，超过此温度范围，即发生晶型 转变。

9、例如：密度为2.53的a石英，在加热到870C时，转变为新 的密度为2.2 的a鳞石英，当温度达到 1710C时转变成石英玻 璃。SiO?的晶型转变如图1所示。a石英870 C a鳞石英1470 C a方石英1710 C石英玻璃-<y=2.53 ) <y=2.23 ) <y=2.23 )570C 163C 180270 CI i ±).82%I | ±).2%Ii2.8%3石英3鳞石英 B方石英<y=2.65)<y=2.23)<y=2.232.32 )1 ±).2%170CY鳞石英<y=2.262.28)图1 SiO2晶型

10、转变图从图1可以看出，这种转变可分为两类，一种是横向的迟钝型 转变，这是一种结晶构造过渡到另一种新的结晶构造。这种转变 是从结晶的边缘开始的向结晶中心缓慢地进行，需较长的时间， 且在一定温度范围内才能完成，一般只向一个方向进行。但在实 际烧成过程中，SiO2并非是单一地从a石英一a鳞石英一石英玻 璃的转变：1)a石英有矿化剂存在700 900C 开始，1200 1400C 显著，>1400C 转化加度石英。此时体积膨胀为16%2> a石英a方石英。此时体矿化剂不足时1000 1450 C开始，>1300 C转化加度积膨胀可达14.5%。>1400 1470C3) a鳞石

11、央a方石央1400 1450C ,4) a万石英a鳞石英。a鳞石英。5)石英玻璃a方石央另外一种转换为图“ 1所示的上下转化，称为高低型转化，此 种转变没有晶格的重排，只有晶格的扭曲或伸直，因此转化速度 快且是可逆的。各种型态的SiO2转化温度和体积变化不同，如图 2所示：方石英在 180-270C转11胀 膨温度，c图2石英晶形膨胀曲线1-石英；2-鳞石英；3-方石英化，体积变化最剧 烈，而570 C时石英 转化体积变化较小， 鳞石英有两个晶型转 化点：117C和 163C , 体积变化最小。因此 用于焦炉的硅砖，希 望在制造过程中，尽 量转化为鳞石英。但 实际生产的硅砖制品 总是三种晶型同

12、时存 在。因为三种石英中鳞石英的密度最小，因此鳞石英含量愈高的 硅砖，其真密度愈小，如表2。硅砖制品的体积变化曲线是复相组织体积变化的总和。图3是两种密度<比重)不同的硅砖膨胀、收缩曲线。由图3和表2可以看出真密度小的硅砖，石英转化较完全，膨胀 过程平稳，残余膨胀小，有利于保持炉体严密。此外，鳞石英的 荷重软化温度高，导热性能好，故焦炉要尽量采用真密度小的硅 砖，一般要求在2.38以下，优质硅砖的真密度应在 2.342.35之 间。表2不同真密度硅砖的矿相组成硅砖真密度鳞石英，%方石英，%石英，%石英玻 璃，%2.33 H802.34722.376312.396062.405822162

13、.4253121718从图3和图1中还可看出，硅砖的热膨胀是不均匀的，600C以前晶型转变较多，故体积变化较大，而且在117C、163 C、180270C和570 C等几个转化点，体积变化尤为显著，这时最容易 引起砌体变形和开裂。因此这对焦炉各部分材质的选用，对焦炉 的砌筑、烘炉、生产维修及冷炉等都有重要意义。因为硅砖具有 多种优点，因此用于焦炉可以提高燃烧室的温度，缩短结焦时 间，增加焦炉生产能力，延长炉体的使用寿命，故现代焦炉主要 用硅砖砌筑。600700C以下时，硅砖对温度的剧变抵抗性能差。这是因为 高低型晶型转变，体积突然膨胀或收缩所至，因此硅砖不宜用于 温度剧烈变化的部位。但在700

14、 C以上时，因为硅砖的体积变化比较平稳，因此能较好地适应温度的变化。目前有一种用高密度硅砖砌筑焦炉的趋势，高密度硅砖是指 气孔率在10%13%范围内的硅砖，它的特点是密度高，气孔率 低，因此导热性能及强度均比普通硅砖好。表3为焦炉用硅砖的理化指标。<2）粘土砖粘土砖的主要原料是耐火粘土和咼岭土，其主要成分十高岭石VAI2O3 2SiO2 2H2O），其余部分为：K2O、 Na?。、caO、MgO及Fe?。?等杂质。它们约占6%7%左右。粘土 砖是以经煅烧的硬质耐火粘土 <熟料）与部分可塑性粘土经粉碎、 混合成型、干燥后烧成的。加入熟料是为了减少烧成及使用过程 中的收缩，提高成品率和

15、使用寿命。烧成过程是高岭石不断失 水，分解生成莫来石V3ASO3 2SiO2）结晶的过程。其主要反应 如下：温度在450650C高岭石分解出结晶水：AI2O3 2SiO2 2H2O 3 2SiO2 + 2H2O温度在600830C脱水高岭石分解为 AIO及SiO AhO3 + 2SiO2。温度在930950C时，丫 AI2O3再结晶为a Al 2O3，并开 始生成莫来石结晶，3AI2O3 + 2Si I2O32SQ2。-一/-.二-：一B_-""10C鼻匚二 二皿 4QD booLOO /DCLJ0Z温度，c(b)图3不同比重硅砖的膨胀、收缩曲线(a)比重为2.34的硅砖；

16、(b)比重为2.42的硅砖-膨胀，-收缩粘土中的杂质在烧成过程中与氧化铝、氧化硅形成共晶低熔 点硅酸盐，在烧成的粘土砖中形成包围在莫来石周围的非晶质玻 璃相。一般烧成的的粘土制品中含有 3045%的莫来石结晶，在其周 围除上述非晶质玻璃相外，还有部分方石英。表3焦炉用硅砖的理化指标指标牌号及数量JG-93SiO2含量不小于93耐火度 不低于169019.6x104Pa,荷重软化开始温度C不低于1620重烧线膨胀，, 1450C不大于0.8显气孔率，:炉底砖不大于22炉墙砖不大于23其它部位用砖不大于25常温耐压强度，104Pa：炉底，墙砖不小于2157其他部位转不小于1716真密度，t/m3不

17、大于2.37粘土砖属于酸性耐火材料，能很好地抵抗酸性渣的浸蚀，对碱性渣的抗蚀能力较差，其耐火度虽高，但荷重软化开始温度较 低，而且软化变形温度间隔很大，可达200C，实际上在远低于荷重软化开始温度之前即开始发生高温蠕变。这是因为在粘土砖 中除了高耐火度的莫来石结晶外，还含有几乎达50%的玻璃相，后者的软化开始温度很低，但熔融物的粘度却很大，故出现上述 情况。粘土砖的热稳定性好，但导热性和机械强度较硅砖差。图4为粘土砖的热膨胀曲线：图4粘土砖膨胀曲线与硅砖相比，粘土砖的热膨胀总量比硅砖要小，且膨胀量基 本上与温度成比例地直线土砖焦炉在炭化室温度变化范围内的体 积变化量要比硅砖焦炉大。因为粘土砖焦

18、炉加热到1100C的总膨胀量较小且均匀，抗温 度急变性强，故粘土砖焦炉的烘炉期短，但加热到 1200 C以上 时，会出现残余收缩，这是因为粘土制品中的矿物继续产生再结 晶，以及在高温下制品中的低熔点化合物逐渐融化，在表面张力 的作用下使固体颗粒互相靠近所致。收缩的大小与配料组成及烧 成温度有关。因此粘土砖焦炉在高温下长期使用过程中，砖缝可 能产生空隙，破坏砌体的严密性。因为上述特点，对大型焦炉粘土砖不用于高温部位，主要用 于温度较低且波动较大的部位，如炉门、上升管衬砖、小烟道衬 砖、蓄热室封墙和炉顶等。粘土砖原料来源广，制作容易，成本低，因而有些小焦炉可 采用粘土砖砌筑，但一定要严格控制操作温

19、度，以免造成焦炉损 坏。焦炉用粘土砖其理化指标如表 4：表4焦炉用粘土砖的理化指标指标牌号及数值JN-35 'Al 2O3 含量，%35耐火度，C1690荷重软化开始温度，C1300残余收缩，%1350 C, 2h0.5气孔率，%24常温耐火强度，104Pa1961<3）耐热混凝土它是一种能长期承受高温作用的特种混凝土，是由耐火骨料，适当的胶结材料 <有时还掺入矿物质和有机掺 合料）和水按一定比例调制成泥料，经捣制或振动成型、继而凝 结、硬化、脱模、养护烘干而产生的具有一定强度的耐高温制 品。通常以矶土、非耐火砖、高炉矿渣等作骨料，以矶土水泥、 硅酸盐水泥、磷酸和水玻璃等作

20、为胶凝材料，根据骨料和胶凝材 料的不同，耐热混凝土分为很多类型，其组成不同，性质各异， 因而其使用范围也不同。这种耐火制品与耐火砖相比，有以下优 占：八、1）使用前不必经过烧结，减少了制造耐火砖复杂的工艺，制 备工艺简单，可就地制成各种需要的形状。2）常温下迅速产生强度，而且维持到操作温度下而不下降。耐火混凝土在焦炉上已试用多年，主要用于炉门和上升管衬 砖等部位。<4）耐火泥耐火泥是一种使砌体成为一个整体的粘结剂，它应有与砌体用砖相一致的性能，对焦炉用耐火泥有下述要求：1）常温下有较好的粘结性。2）有较小的收缩性，以防砖缝干时开裂。3）有一定的耐火度和荷重软化开始温度。4）有一定的保水性

21、，便于施工，保证质量。5）符合耐火泥操作条件的烧结温度，使其在该温度下发生烧 结作用，以增加砌体的机械强度，因此应根据砖种及操作温度采 用相应的耐火泥。凡与金属埋入件相接触的砌体部位，需在火泥中加入精矿粉。 用于砌筑焦炉顶面砖时，应在火泥中加入能增加强度的水硬性胶 结剂一硅酸盐水泥和石英砂。硅火泥是用硅石，废硅砖粉和耐火粘土 生粘土）配制而成的 粉料。硅石是硅火泥的主要原料，硅石中Si。？含量愈高，则火泥的耐火度愈高。废硅砖粉的加入能改善火泥与硅砖的高温粘结性 能，这是因为硅砖粉具有与硅砖相一致的热膨胀曲线，因此在石 英、晶型转化时而引起的体积变化时，火泥脱离硅砖的可能性较 小，粘附于硅砖的能

22、力良好。一般硅砖粉含量在2030%较合适。硅火泥中加入生粘土可以增加可塑性，降低透气性和失水 率，但加入量不宜过大，否则会使硅火泥的耐火度降低、收缩率 增加，一般以不超过1520%为宜。根据SiO2的含量不同，可分为高、中、低温火泥，硅火泥的 技术指标如表5：表5硅火泥的技术指标指标牌号及数值GF-93GF-90GF-85SiO2含量，%> 9390938590耐火度，C> 16901650169015801650使用温度范围，C> 15001350150010001350硅火泥对粒度的要求：1mm以上的不大于3%,小于0.2mm 得不小于80%。在实际使用中，还有使用性能问

23、题，即打上灰浆 后的砖在砌筑中能随意揉动、敲打，砌上后砖与灰浆应能牢固地 结合，一般好用的灰浆应能活动1520s，可用“时间”表示使用性能，而使用性能与颗粒组成有关，实践表明，粒度太细或太粗 其失水速度快，不宜使用，比较合适的粒度组成如下：粒度，mm v 0.077 v 0.1 v 0.2v 0.44组成，% 6870 8488 9094 99粘土火泥：它是由煅烧过的块状熟料或粉碎粘土砖加入结合 粘土 生粘土）制成。熟料是粘土火泥的主要成分，约占 7580%。生粘土是结合剂，加入生粘土可增加可塑性，降低透气 性和失水率，但加大收缩性，配入生粘土过多容易产生裂纹，故 配料比不宜过大，约占2025

24、%。粘土火泥的技术性能入表6表6粘土火泥的技术指标指标牌号及数值NF-40NF-38NF-34NF-28耐火度，C不低于 水分含量，%不大于17301690165015806666粘土火泥的使用温度一般均低于 1000C。焦炉用粘土火泥一 般维细粒级及中粒级，粒度分别为通过 0.5和1mm的筛孔应大于 97%。粘土火泥除用于砌筑粘土砖部位外，还大量用于修补焦炉。<5）其它砌筑材料1）隔热材料通常导热系数小于0.837Kj/m h K的建筑材料。一般它具有气孔率大而气孔小，机械强度低，体积密度小等 特点，常见的隔热材料及其主要性能如表7。表中所列的各种隔热材料中，轻质粘土砖以粘土为原料，其

25、中 加入一定比例<3050%）的木屑烧制而成的粘土砖，有多种牌 号，它们的体积密度为0.41g/cm3，耐火度为1690C。表7 一些隔热材料的主要性能材料名称体积密度g/cm3允许工作温度C导热系数Kj/m h K硅藻土砖0.69003<0.125+0.27 X 10-t) X 4.187轻质粘土砖0.4900<0.7+0.19 X 10" t)X 4.187石棉水泥板0.30.4500<0.06+0.15 X 10"3t)X 4.187矿渣棉0.3750<0.06+0.135 X 10"3t) X 4.187蛭石0.251100&

26、lt;0.062+0.22 X 10" t)X 4.187石棉绳0.80300<0.063+0.27 X 10"3t)X 4.187玻璃绒0.25600<0.032+0.22 X 10" t)X 4.187硅藻土0.55900<0.08+0.21 X 10"3t)X 4.187碳酸钙石棉灰0.317000.073 X 4.187碳酸镁石棉灰0.1450一硅藻土砖是以硅藻土为原料的制品，也可以加入一定量的可 燃物，用以增大制品的气孔率以增加其保温性能。硅藻土砖只能 用于1000C以下部位，温度过高是会收缩和熔化。硅藻土砖按其 理化指标可分

27、为几个级别。它们的体积密度为0.50.7g/cm3,耐火度为1280 C，显气孔率为7318%，耐压强度为 <49108）X104Pa。硅藻土分生料和熟料两种，前者用于砌砖和保温层抹面，后 者用于保温层填料。总之，各种隔热材料可散料直接使用，也可加水调成胶泥状 涂抹使用。选用时应考虑到它们的最高允许使用温度，超过规定 温度，隔热材料将会丧失强度或破裂。2）水玻璃是由磨细的石英砂或石英粉与碳酸钠或硫酸钠按一定比例配合后，经 13001400C的熔融化合得到的块状固体硅酸钠。若再将其蒸汽溶化，则得到液状的硅酸钠。熔炼时的基本 反应如下：Na2CO3+nSiO2Na2O nSiO2+CO2Na

28、?O - nSiO2即水玻璃的分子式，其中 n为水玻璃的模数，表示 SiO2/ Na2O分子比值。一般为1.53.5。高模数的水玻璃很难溶于 水，实际应用很不方便；低模数的无实用价值。筑炉和修炉用的 水玻璃均系水玻璃的水溶液。水玻璃是一种矿物胶凝剂，具有粘结能力，粘结能力与其模 数、浓度和温度有关。因为水玻璃的溶解是一个由水合、初溶、 水解产生游离的NaOH）、胶溶 硅酸钠分解而析出的 SiO2被 NaOH所胶溶）和电离 生成离子和由吸附着Na+离子的SiO?水合 物形成的SiO2复合胶团）所组成的复杂过程，因此水玻璃的溶液 中同时含有结晶成分和胶体性质的组分，模数较高的水玻璃因其 中含有较多

29、的胶体，故粘结能力强，模数较低的水玻璃溶液中主 要是晶质组分，胶体物质含量低，故胶结能力差。提高温度会降 低水玻璃的粘性。模数愈高，温度对粘性的影响愈大。此外，水玻璃的溶液粘度还随密度的提高而增加，而水玻璃 溶液的密度是与其化学组成及溶解于水中的固体物质总量有关。 因此当溶液中固体物质总量一定时，Na?。和SiO2的比值可以不同，故水玻璃溶液的密度与其模数和 SQ2、Na2O含量有关。表8 列出了一般使用条件下的关系。表8水玻璃溶液的密度与模数、Na?。含量的关系Na2O含量:%密度234 n567891011 1213 114水玻璃溶液模数1.0501.581.241.501.381.151

30、.1311.191.541.501.332.031.661.381.0783.642.102.342.101.901.781.621.881.781.482.412.091.731.1003.213.402.922.522.252.052.201.932.402.782.512.081.1254.154.003.503.022.682.392.862.732.831.1503.983.473.112.473.481.1753.923.513.431.2004.254.241.2251.2501.2751.3001.3501.4001.4501.500因此，要根据密度来确定水玻璃溶液中溶解的Na

31、：。含量时，必须首先知道模数，才能用表 8查取。水玻璃属于气硬性胶凝材料，因为空气中CO2的作用，以及干燥而析出的SiO2的胶凝作用，在常温下硬化而使砌体具有早期强度。水玻璃的加入还可降低砌体和泥料的烧结温度。根据经验，水玻璃的加入对泥料的耐火度稍有影响。加入少 了，冷态粘结性差，容易磨损，加入多了即使水玻璃用量增加， 又使泥料发脆，容易脱落，一般泥料中含 ”氏01.5%左右为宜'除上述筑炉材料之外，还有普通水泥和红砖等，主要用于焦 炉基础和抵抗墙等部位。第二节 炼焦炉的砌筑一、筑炉的准备筑炉的准备工作涉及许多方面，首先应作好施工的组织工 作，其内容包括：施工平面布置、施工进度、劳动组

32、织与施工方 法等。为保证砌砖质量要建立质量检验机构，在整个施工过程 中，做好专职检查，确保施工质量。1 砌砖大棚的要求和耐火材料的贮存 焦炉砌筑应在大棚内进行。大棚内应防风防雨以保证水线稳定，避免雨水冲刷灰缝，砌体受潮和标杆变形。棚内温度冬季应 高于5C,以防泥浆冻结，应有足够均匀的照明。来厂的耐火材料要核实验收，入库时应按砌砖部位的使用先 后、公差大小，做好标记，分开堆放。耐火材料应放在库内，砖 库应能防雨雪，地坪坚实防止下沉，四周设有排水沟。灰库要严 防风雨，以免吹跑细粒火泥，防止混入泥砂和受潮结块。2 预砌因为焦炉砖型复杂，砖量多，为保证质量，避免返工，对于 蓄热室、斜道、炭化室等有代表

33、性的部位砖层和炉顶的复杂部 位，必需在施工前进行预砌，检查耐火砖的外形能否满足砌体的 质量要求，以提供耐火砖的加工及大小公差搭配使用的依据，检 查耐火泥的砌砖性能，确定泥料的配置方案；审查设计图纸及耐 火砖的制造是否误差。并应培训技术工人，掌握技术。3 砌炉基础及抵抗墙的抹面焦炉在基础顶板上砌筑，要求顶板表面平坦均匀，砌砖前顶 板表面应用水泥砂浆抹平，达到设计标高为止，砌完红砖后的顶 面标高公差应在允许的范围内。对于下喷式焦炉，在抹面前应进行下喷管埋设。焦炉下喷管 与炉体砖煤气道连接。因为焦炉砌体与基础由冷态到热态的膨胀 量不同，因此，下喷管的中心距与冷态砖煤气道的中心距也不 同，以适应炉体膨

34、胀后砖煤气道位置的变化。设计上规定的下喷 管中心距大于冷态砖煤气道的中心距，并虽蓄热室的材质不同而 异。例如：立火道中心距为 480mm,硅砖蓄热室按1%的膨胀量计 算，下喷管中心距为484mm,粘土砖按0.5%膨胀量考虑，下喷管 中心距为482mm。施工中要求它们的公差都在士 3mm。否则误差 过大，或无法砌砖，或烘炉后下喷管与砖煤气道不重合，甚至拉 裂管砖。烘炉过程中抵抗墙与炉体有相对位移，因此，抵抗墙与炉体 接触部位是滑动面，应用水泥沙浆抵抗墙抹平。其控制公差、平 直度为 5mm,垂直度也为 5mm。4砌炉的基准线焦炉是一种比较复杂的工业加热炉，炉体本身和其它设备、 机械间的相关尺寸比较

35、严格，因此，各部位、各炉孔的线性尺寸 应严格控制。否则将影响项目质量，造成较大浪费，为此，施工 前要埋设永久性标桩及基准点，埋设卡钉及设置横列标板与直立 标杆。<1）永久性标桩及基准点是用来控制焦炉整体尺寸的，其布置 如图5。腮纵轴永久标桩边炉永久标桩基准点焦炉纵中心线是焦炉炉组位置的主要控制线。在焦炉的抵抗 墙、煤塔或炉端台外的场地上埋设永久性标桩。边炉永久性标桩 为焦炉两端炭化室的中心线，用以控制焦炉的整个长度，同纵中 心线严格垂直。基准点用来控制炉体各部位的水平标高，一般在 炉组一侧埋设一个，或每侧埋设一个，还可在煤塔处埋设一个备 用基准点。<2 ）埋设卡钉 永久性标桩和基准

36、点都埋设在大棚外。为砌 砖方便，将永久性标桩和基准点引到抵抗墙和基础顶板上，并埋 设一定量的卡钉，在卡钉上刻以中心点，以供砌砖时拉纵轴中心 线及与其平行的两侧正面限之用。<3）设置横列标板和直立标杆横列标杆用来控制各个炉墙砌体中心线的，在标板上用木螺丝表示个燃烧室中心线的位置。 直立标杆用以控制各层砖的标高，每隔一个燃烧室安装一个< 和横列标板同时安装）。5泥料的配制泥料对砌砖质量影响很大，各种火泥的性质特点和质量要求 如第一节所述。泥料应随配随用，不宜存放过夜；砌体各部位使 用的泥料有所区别，不得混用；入厂的耐火泥必须化验质量，以 保证耐火度和组合符合要求。当不能供应成品火泥或火

37、泥品种不 全时，需在现场根据各砌体对耐火泥的要求进行配制。泥料的配 比可首先按原料或其它型号火泥的组成分析数据 <主要是 SiO2 的 含量，对粘土火泥还有 Al2O3 的含量）参照需用火泥所要求的含 量，以加和法估算几个配料比， 然后化验不同配料比火泥的耐火 度，选择符合要求的配料比，配制泥料。配制时，泥料必须混合 均匀，所用设备应防止因生粘土结块而混合不均。配制后的火 泥，应逐批化验，合格后才能使用。生粘土吸湿性较大，石英粉 吸湿性小，当用它们配制硅火泥时，配制时应分析原料水分，换 算为干基水分，以保证配比的准确性。二、炉体砌筑1 焦炉砌体的质量要求<1）砖缝 焦炉砌体是用单块

38、耐火泥砌筑而成的。耐火泥桨 在温度较低的炉体下部一般不易得到良好的烧结，在炉体上部虽 然烧结，但其强度也不高，因而砖缝就成为砌体的薄弱环节。为 了增加焦炉砌体的严密性，虽采用了不少异型砖，但砖缝还是必 需饱满和严密。砖缝不宜太宽，否则会使砌体强度和严密性变 差，但也不能太窄，否则灰缝不宜饱满又不易沟缝，容易造成空 缝，也使砌体强度降低。根据实践，灰缝为 36mm 较合适，既能 在砌筑时达到灰缝爆满，又能满足生产工艺上的要求。为达到砖缝爆满，焦炉砌砖应采用“挤浆法”，即在砌体上 放好灰浆，在待砌砖上打好灰浆，然后将砖沿灰浆层砌至合适地 位，并将多余灰浆挤出，最后再通过沟缝将砖缝压实、压严。<

39、;2）膨胀缝和滑动层 砌体由冷态到热态要产生很大的膨 胀。炭化室长向是往外部空间膨胀，炉体纵向膨胀主要靠膨胀缝 隙手，使燃烧室中心距在生产中基本保持不变，为此，膨胀缝的 宽度应适应砌体加热后产生的膨胀量。各个区域的工作温度和所 有的耐火材料不同，因而膨胀量也不同，各处所留膨胀缝的数目 和宽度也就不同。通常硅砖焦炉斜道区的膨胀可按2%，即每 M膨胀缝 <包括灰缝）按20mm计。膨胀缝过小会造成砌体挤压，产 生变形或破裂；过大则膨胀后尚留有空隙易引起串漏。膨胀缝的 质量主要由缝的宽度和缝壁平整两个方面保证，因此，必需使用 膨胀缝样板来砌筑，板厚较膨胀缝宽度小12m m。为保持缝壁平整，靠膨胀

40、缝的砖面在加工时必须平整，通常用机械加工。膨胀 缝应依缝的宽度塞入填充物。缝隙窄在砌砖时置以马粪纸，缝隙 宽时，用膨胀缝样板砌好后并清扫干净填入锯末，且其上灌以沥 青，锯末应干燥、清洁，不含其它杂质。沥青软化点要适当，一 般为 6580C。利用膨胀缝来吸收炉体的膨胀是通过其两侧的砌体相对位移 来实现的。因此，必须在膨胀缝上下设滑动层，通常用沥青油毡 纸，牛皮纸或马粪纸 <以前者为好）干铺在膨胀缝内，以使炉体相 对移动。铺设滑动层所用纸的长度，一端盖过下层膨胀缝约 510m m,以防止上层砌砖时将灰浆挤入膨胀缝内，影响砌体滑 动。另一端则伸至上层膨胀缝边，以免清扫上层膨胀缝时将纸勾 出,而

41、影响滑动层的质量。<3）砌体的平直度 垂直度与标高误差：因为炉体砌完后要 安装各种焦炉设备,生产过程中要和各有关机械设备配合操作, 因此对炉体的标高尺寸和各部墙面的平直情况都要有严格的要 求。砌体的标高误差是指实际砌筑的砖层标高与该层砖的设计标 高之差。从标高的误差中可以衡量砌体是否准确达到设计要求, 以及与焦炉设备的配合情况。砌体的标高应定期用水平仪测量, 经常性的检查用水平尺或木靠尺与直立标杆相比即可。砌体的平直度是指一定面积的砌体表面上凹凸程度,一般用 2mm 长的木靠尺沿砌体表面任意方向来测量。砌体的垂直度是指砌体垂直面上偏离垂线的程度。一般用挂 线锤的方法测量。虽然垂直度和平直

42、度在某些情况下是密切相关的,即砌体垂 直表面的平直度系包括在此表面的垂直度之内,平直度不好时, 垂直度也不好,但垂直度和平直度的误差不一定一致。墙面的垂直度和平直度是衡量砌体质量的主要指标之一,特 别是炭化室墙面应严格控制,垂直度和平直度误差过大,都将造 成推焦困难,并导致炉墙早日损坏。<4）焦炉各部孔道和各孔道间的尺寸 焦炉砌体各部孔道断 面和相互位置尺寸也是衡量砌砖质量的主要指标之一。有的会影 响筑炉后设备安装的寻顺利进行,有的则对保证生产过程的调温 工作和正常加热十分重要。所以除在砌砖时加以注意外,还应对 耐火砖尺寸进行严格的检查和挑选。2 焦炉各部位砌砖的主要注意事项 按焦炉结构

43、的要求,焦炉砌砖包括：小烟道、蓄热室、斜道 区和炭化室及炉顶 5 个结构单元。对这五个单元的共同要求是： 灰缝饱满均匀,墙面横平竖直,焦炉几何尺寸符合公差要求。除 此一般要求外,还有其各自的注意事项。<1）小烟道 小烟道是焦炉砌筑的开始，它砌于焦炉基础顶 板上，两者的热膨胀量不同，因此顶板面与其上的红砖层之间有 滑动层，一般可采用清洁河砂，要求砂层厚度均匀，符合设计要 求，尽量随砌随铺。关键在于保证滑动。小烟道第一层砖砌筑后 要防止滑动变位而偏离设计尺寸，造成炉头外移，洞宽变化，墙 宽变大和立缝不满等问题。第一次炉头应砌 45 层，并向中部呈 阶梯砌筑。第一层炉头是全炉砌砖的起点，对以后

44、的砌筑质量的 影响很大，因此应严格按标板中心点和正面线砌筑。砌蓖子砖时，要注意不可混号，否则会影响以后的加热气流 的合理分布。蓖子砖的膨胀缝宽度必须予以保证，不足时应对砖 加工。蓖子砖脚台为放置格子砖的基础，其平直度应满足不大于 ±5mm 的质量要求。两分式焦炉的中心隔墙两侧为异向气流，故严密性尤为重 要。<2）蓄热室 砌筑过程要注意控制墙的中心线，防止蓄热室 洞宽偏小而影响格子砖的安放，为此可将洞宽砌成负公差。为确保斜道区砌筑平稳，蓄热室墙顶及相邻墙的标高应该检 查，一般规定蓄热室顶相邻墙的标咼不超过 3mm,蓄热室顶标咼 与设计尺寸误差不超过± 5mm。下喷式焦炉

45、还应严格控制煤气管砖的位置和中心距，确保管 砖垂直，符合设计尺寸，管砖之间接缝应灰缝饱满，以免生产时 漏气并产生爆鸣现象。管砖应随砌随清扫管内多余灰浆。<3）斜道区 斜道区是焦炉结构及砖型最复杂的区域，孔道 很多，加热煤气，空气和废气都流通其间，如果砖缝不严，极易 造成串漏，影响焦炉正常生产。因此，斜道区的砖缝应砌筑严 密，尽量减少或避免采用插砖法砌筑。因为斜道区的砖缝多为隐 蔽缝，每砌完一层砖后应随即勾缝。为保证顺利推焦，炭化室底砖不得有与焦饼推出方向相反的 错台，表面不得有缺陷。为确保斜道开口位置和尺寸，斜道开口 砖和煤气道管砖的开口尺寸应逐块挑选并检查。斜道第一层砌砖 前，应由木工

46、划出各口中心线。斜道区最顶层的斜道出口在调节 砖不能调节的方向上，允许误差为士 1mm。侧入式焦炉对砖煤气 道的要求，与下喷式焦炉相同。<4）炭化室 焦炉炭化室与燃烧室相间并列，炭化室砌砖也 是燃烧室砌砖。炭化室砌砖前，应完成斜道区的砌砖质量检查， 并彻底清扫各通道和孔道；砖煤气道出口的灯头嘴用纸塞好，并 用沥青灌死。为确保炭化室第一层砖的位置正确，应由木工在斜 道区顶面打墨线定位后砌砖。为避免砌墙泥浆堵塞斜道和立火道 底，以及防止砌墙掉砖打坏斜道口，在砌完炭化室墙 23 层后， 再清扫一次斜道口和立火道底部，并在立火道底撒上 1015mm 厚 的锯木屑，再放以特制的临时保护板。炭化室与

47、燃烧室间只由一 层薄墙隔开，如有空隙，荒煤气会漏入燃烧室燃烧，破坏焦炉的 正常加热。并使焦炭质量降低。为此所有砖缝应饱满严密，每砌 45层就应彻底勾缝。炭化室宽度应符合设计尺寸，机、焦侧绝对不能反差。墙面 要平滑和炉底面一样不得有与推焦方向相反的错台。燃烧室两端的炉肩，是安装保护板和炉门框的地方，要求其正面线与设计要求相差不超过士 3mm，炉肩平直度和垂直度误差 不超过3mm,否则安装保护板和炉门框时，炉肩石棉绳会有松有 紧，生产后容易由此漏气造成冒烟冒火。砌炉端墙时，应注意膨 胀缝的尺寸和清扫。<5）炉顶 炉顶部分的特点是单元多,结构不同,施工较乱, 因此施工前应准确画出装煤孔,上升管

48、孔的中心线和边线,然后 根据边线砌炭化室盖顶砖,砌盖顶砖时,应保证膨胀缝均匀,炭 化室长向不能超过炉肩,以免影响炉门框的安装。砌看火孔墙时,应注意看火孔中心距,砖层标高和垂直情况,内壁错台不超过2mm。还要防止砖和泥浆杂物掉入立火道，内部砖缝应随砌随勾。最后一层应将事先准备好的看火孔、装煤孔底 座一并砌入,并立即将看火孔盖和装煤孔盖涂油盖严。装煤车轨 道基础的砌筑,应根据事先划好的线进行,不得偏斜。三、收尾工作 整个焦炉砌筑完后,还需对炉体各部位,进行彻底检查,取出 所有在砌砖过程中遗留在其中的任何杂物、工具。砌体外表砖 缝,包括炭化室墙面进行二次勾缝。露在外面的全部膨胀缝也应 清扫干净,并用

49、石棉绳堵塞。使用小保护板的焦炉燃烧室炉头正 面,还需抹 10mm 厚的抹面层,以保证炉体与保护板接触良好, 炉体受力均匀,要求平直、垂直,脱离正面线不超过士 3mm。清扫检查完后,蓄热室需安放格子砖 <下调式焦炉应随砌随安 放格子砖）。格子砖是干砌,为保持平稳垂直,可用马粪纸垫 平,安放时,按设计要求先将第一层砖铺好,然后从里到外以阶 梯状向外铺设。要注意上下层的孔对齐,留够膨胀缝,最后砌筑 封墙,其它还有铁件埋设,炉门及上升管衬砖的砌筑、放牛舌砖 等。收尾工作同样必须作好,否则也将影响焦炉的砌筑质量。第三节 炼焦炉的烘炉烘炉是将冷态的焦炉进行烘烤,砌体经干燥,脱水和升温阶段，使炉温达到

50、 9001000C以上，为焦炉过渡到生产状态作准备。因此烘炉过程中冷、热态之间的热膨胀冷缩十分突出，烘炉 质量的好坏，关键在于焦炉砌体从冷态转化为热态时，对砌体膨 胀速度和膨胀量的处理，确保焦炉不致因膨胀而损坏。焦炉烘炉是一个比较复杂的过程，它包括热工、铁件及膨胀 量的管理，同时在烘炉期间还要进行许多热态项目，涉及到土 建、设备安装，备煤及回收车间的开工准备。下面就几个主要问 题进行讨论。一、几种不同燃料的烘炉方法1烘炉的方法根据烘炉燃料的不同，有三种烘炉方法，即气体燃料、液体 燃料和固体燃料烘炉，它们各有特点：气体燃料烘炉，升温管理 方便，调节灵活准确，节省人力，燃料消耗小，开工操作简便，

51、因此有气体燃料供应时，应力争用气体燃料烘炉。用固体燃料烘炉，工人劳动强度大，炉温不易控制，尤其到 高温阶段，升温较困难，但烘炉设备简单，燃料较易解决，故在 第一座焦炉烘炉时，无气体燃料供应时，仍被广泛采用。液体燃料烘炉时克服了固体燃料烘炉的主要缺点：升温管理 方便，节省人力，但烘炉费用较高。目前采用喷嘴上的针型阀调 节油量，准确性较差，因此温度均匀性较气体燃料烘炉时为差。 近年来不少厂在第一座焦炉烘炉时常被采用。以上三种燃料烘炉时单位消耗比较如下:燃料种类温度区间C发热值3kJ/m (kg>每孔炭化室小 时耗热量，310 kJ/h耗热量比较%焦炉煤气50075017585594100燃料

52、油44094041870758128煤5009503014614482432对烘炉燃料的要求固体燃料：烘炉用煤最好是挥发分大于30%，灰分低于16%，且灰熔点高于 1300C的块煤。尤其在改为内部炉灶加热 时，因为设炉篦，通风条件差，要求煤料的块度要大，后期应采 用大于80mm的块煤，以保证煤能正常燃烧。灰熔点低可能将火 床与炭化室墙烧结或炉墙接渣，对此必须重视。固体燃料烘炉 时，干燥阶段最好用焦炭加热，因为焦炭燃烧后生成水分，火焰 较稳定，燃烧时间长，这样有利于砌体干燥。对液体燃料的主要要求是：油内没有固体杂质，80 C时的恩氏粘度小于2以保证其流动性），加热至 8085C时不起泡沫且 无明

53、显的气化。液体燃料可用赤油仅提取出轻质馏分的石油原油）、重油、焦油和柴油等，前三种油因其凝固点低、贮油和运 输系统均需加热保温。重油和焦油中含有大量的固体颗粒。焦油中含有较多的水分。因此烘炉初期 <200 C以前）因用油量较少, 炉膛温度低，使用前三种油困难较多。条件允许时，最好烘炉初 期米用燃点低、粘度小、流动性好的且杂质较小的轻米油，中后 期采用重柴油或重油。气体燃料有焦炉煤气、高炉煤气和发生炉煤气，后两者为贫 煤气，贫煤气的主要可燃成分是 CO,燃烧后生成的化合水很少, 有利于炉体的干燥。且因为发热值低，载热体体积大，故有利于 温度均匀分布。但贫煤气毒性大，因此要防止灭火，保证完全燃 烧，贫煤气烘炉，在低温阶段因为其燃烧点低，耗量少而容易灭 火，故煤气小支管上最好配上填有粘土砖粒的网状烧嘴，烘炉后 期<750 C以后）有可能出现升温困难，可混入部分焦炉煤气。焦 炉煤气要求含焦油雾少，发生炉煤气要求含尘量低，以免堵塞小 支管上的孔板。3烘炉设施和气体流动途径烘炉点火前，在各炭化室的机焦侧炉门处，都应砌好封墙、 火床和烘炉临时小灶。燃料不同，火床和烘炉小灶也略有不同。 图6为气体燃料烘炉时，加热设备配置和气体流动途径。I - 断面图6烘炉气体流动图1-烘炉小灶；2-火床；3-封墙；4-烘炉煤气管道；5-小支管；6-烘炉孔；7-燃烧室；8-斜道；9-蓄热室烘炉小灶