耐火澆注料在管式爐維修中的應用

霍　利,劉進忠,胡　成（安陽鋼鐵股份有限公司焦化廠,河南安陽455004）

耐火澆注料在管式爐維修中的應用

霍利,劉進忠,胡成
（安陽鋼鐵股份有限公司焦化廠,河南安陽455004）

本文介紹了管式加熱爐常用爐襯結構及耐火澆注料在焦化廠管式加熱爐爐襯維修中的應用情況，并對實際使用的效果進行了測試與評價。

管式爐；耐火澆注料；爐襯；應用

0　前言

管式加熱爐是石油煉制、石油化工和化學、化纖工業中使用的工藝加熱爐。其工作原理是：燃料在管式加熱爐的輻射室(極少數在單獨的燃燒室)內燃燒，釋放出的熱量主要通過輻射傳熱和對流傳熱傳遞給爐管，再經過傳導傳熱和對流傳熱傳遞給被加熱介質。加熱爐的表面散熱損失關系著加熱爐熱效率。而爐墻保溫效果的好壞，直接影響加熱爐的散熱損失大小。因此，選擇優良的保溫材料、先進的施工工藝是加熱爐設計中的一個重要環節。

1　爐襯的結構形式

現代管式加熱爐常用的爐襯有三種結構：磚結構、耐火纖維噴涂結構和澆注料結構等。

1.1磚結構

磚砌爐襯是采用耐火磚，包括標準耐火磚和異型耐火磚砌筑的爐襯。其優點是可以根據加熱爐不同部位的工作溫度、工作條件、熱負荷的不同，相應選擇不同種類、不同性質、不同等級的耐火磚和耐火泥漿。其缺點是爐襯的整體性和密封性差，施工效率低。

1.2耐火纖維噴涂結構

耐火纖維噴涂是通過專用纖維噴涂機，將預處理的散狀纖維棉高壓送出噴槍，同時通過幾套專用流體輸送設備均勻地經噴槍外環將無機結合劑噴入纖維棉中，兩者在槍外混成一體噴射到爐內壁上。耐火纖維噴涂施工技術的優點是施工速度快，襯里無接縫，氣密性好，特別適用于對復雜、異型爐墻部位的施工。其缺點是：

（1）爐襯強度低，使用過程中容易被機械力破壞；

（2）抗氣流沖刷能力較差；

（3）施工環境惡劣、受人為因素的影響質量不穩定，難以保證設備在運行使用中的效果。

1.3澆注料結構

澆注料結構主要是由耐熱混凝土、澆注料等耐火材料修筑的爐襯。其主要優點是爐襯整體性和氣密性好，爐襯壽命高，易實現機械化施工作業，施工效率高。其缺點是耐火材料必須在有效期內使用，爐襯修補不如磚砌爐襯靈活。

2　澆注料結構的應用

某焦化廠回收車間三系統粗苯管式加熱爐于2012年投用，擔負著脫苯系統富油加熱及產生過熱蒸汽的任務。輻射室的工況條件為：爐膛溫度為650～700℃。輻射室內襯保溫層材質原設計為耐火纖維噴涂料，厚度為190～240mm，用L型保溫釘固定。使用中，由于開、停工過程蒸汽吹掃的氣流沖刷以及濕氣的侵蝕，加之爐管支架變形對爐襯的機械傷害，保溫層不斷粉化、脫落，造成爐體表面溫度過高（外測溫度達200℃，正常溫度不超過60℃），高溫造成爐體變形，保溫層脫落趨勢加劇。在維修過程中，該廠將輻射室保溫層材質更換為ZJQ70-0.6型輕質耐火澆注料，收到了良好的使用效果。

2.1耐火澆注料的使用步驟

2.1.1加水攪拌

澆注料采用分包方式，每袋中除含有主料外，還有一小袋外加劑，將主料和外加劑倒入攪拌機。使用強制式攪拌機前,應將澆注料干混1-2分鐘左右，再加潔凈的自來水攪拌，每100kg澆注料加77%±1Kg自來水,邊攪拌邊加水至物料均勻，方可出料?；旌玫臐窳霞皶r運至施工現場澆注施工。（若濕料存放時間過長，導致施工性能變差，應將該料丟棄不要，嚴禁將料放回攪拌機內重新加水攪拌繼續使用）。2.1.2支模澆注

模具支設嚴密牢固（嚴禁大量跑漿），并進行刷油或脫模劑（薄且均勻）。支好模具后，下料時沿模具均勻布料，布料厚度200-400厚時及時開啟振動棒。振動棒做到快進慢出，均勻振動，禁止長時間在同一地方振動，以防止顆粒偏析，當料面泛漿，冒出的氣泡由多變少時，表明該料已經澆注完成。澆注體厚度大于400mm時應分層施工，但要求分層施工連續進行。

2.1.3脫模及養護

澆注體模板的拆除應在澆注料產生較高的強度以后（常溫一般12-24h小時）。在強度還未達到可承受較大壓力前，應避免踩壓、碰撞等，否則可能造成裂紋和邊角的損傷。若環境溫度較低，則應適當延長養護時間,或采取保溫措施（養護溫度最好能保證在10℃以上）。如工期較短,應適當提高環境溫度，加快澆注體硬化。模具拆除后，澆注體必須在溫濕環境中繼續養護12-24小時以上，方能進行烘烤。

2.1.4爐襯烘烤

按照制定的烘爐方案及烘爐曲線進行爐襯的烘烤。

2.2施工注意事項

（1）加水量應嚴格按比例，多加水將嚴重降低澆注體的強度和高溫性能，在保證施工流動性的前提下應盡量少加水。

（2）施工用水溫度最低應不低于5℃，養護溫度最低也應在5℃以上，溫度較低時應適當延長養護時間，或設法提高環境溫度。嚴禁未經烘烤的濕澆注體處于0℃以下環境中。

（3）攪拌好的澆注料應在25-30分鐘內用完，否則砂漿將失去觸變流動性。失去觸變流動性的澆注料不得加水稀釋再用。

2.3應用效果

管式爐自投入生產運行至今，通過看火門觀察無可見裂縫、破損和脫落的現象。設備運行效果良好，對爐體表面溫度進行檢測，現場實測溫度56℃。加熱爐的表面散熱損失減小，熱效率提高，由此每年節約燃料氣100多噸，降低生產成本10多萬元。

3　結束語

采用耐火澆注料保溫工藝，提高了加熱爐運行熱效率；解決了加熱爐爐墻溫度過高和爐墻襯里脫落的問題。同時也消除了由于爐墻溫度過高，引起墻體外側防腐層起皮、脫落的現象。