干熄炉斜道区损坏原因分析与解决措施
夏燚李平王飞(马钢股份公司煤焦化公司，马鞍山243000) 严解荣朱义文（马钢股份公司技术中心，马鞍山243000)
目前，我国干熄炉基本上是竖式圆形结构，自上而下分别为预存段、斜道和冷却段。

斜道不仅是冷却段和预存段过渡区域，而且还是气流汇集改向处。

在结构上，该区域逐层悬挑承托上部砌体荷重，并逐层改变烟道的深度。

在干熄焦系统内，焦炭、焦粉以及还原气氛、温度、压力的变化都会对耐火材料造成冲刷和磨损，特别是斜道部位，即“牛腿”的损坏尤为突出。

“牛腿”损坏后，拆除和修复的难度都很大，干熄焦系统的定期年修在很大程度上是检查“牛腿”的损坏情况，进行相应的修补，不仅修理费用大，而且影响生产。

1 “牛腿”损坏的类型
国内干熄焦“牛腿”的损坏各不相同，根据损坏的部位和程度大致可分为上部第3层砖开始向下断裂型、表面剥离损坏型和底层砖脱落型等3种类型。

2 “牛腿”的损坏原因
“牛腿”的损坏与施工质量、运行操作和耐火材料性能等有关。

目前，国内干熄焦装置的斜道部位一般用莫来石碳化硅质耐火材料，该材质具有耐磨、硬度高、抗热震性好等特点，但砖的热膨胀系数偏大。

2.1 环形烟道的损坏
1) 环形烟道支柱砖的高温蠕变。

斜道以上的预存室环形烟道耐火材料总重为180吨，按目前干熄炉30或36根“牛腿”计算，每根“牛腿”承受力5吨左右。

“牛腿”大多采用莫来石碳化硅质耐火材料。

在使用过程中，环形烟道总是处于焦炭移动和烟气冲刷的状态，烟气温度的变化使耐火砖内部形成温度梯度，从而产生热应力，导致烟道支柱的砖内结构逐渐疏松而损坏。

另外，由于烟道支柱下部耐火砖的受力面积比上部小，各部位所受负荷不均匀，且蠕变量与温度和压力成正比，所以环形烟道支柱下部的耐火砖首先损坏。

2) 热负荷变化导致环形烟道损坏。

环形烟道长期受热负荷变化的影响，砖内温度波动频繁，导致耐火砖膨胀和收缩，引发砖的相互位移或错位。

环形烟道的损坏一般先从底部耐火砖开始断裂，这与导入空气过量或负压区漏气有关，且容易造成干熄炉入口氧含量处于较高水平，在“牛腿”底层附近聚集大量可燃性气体，致使焦炭燃烧后底部温度偏高。

2.2 化学腐蚀
干熄焦循环系统内部气体中含有氧气、一氧化碳、二氧化碳、氮等气体，而莫来石碳化硅材料成分中含有SiO2和Fe2O3，相互之间可发生如下化学反应：2CO = CO2+C (Fe2O3能加速反应）
CO+ Fe2O3 = 2FeO+CO2
游离碳在耐火砖内的沉积会对砖产生腐蚀作用，发生体积变化，导致耐火材料内部组织疏松，强度变小，出现裂纹等。

在高温状态下，莫来石碳化硅材料各项性能很快下降。

因此，干熄炉内还原性气氛的化学腐蚀也是耐火砖损坏的原因之一。

3 减缓耐火砖损坏的措施
为减缓耐火砖的损坏，根据上述分析，在耐火材料的选择和运行操作上需加以注意。

（1）耐火材料的选择。

选择耐火材料时，首先要考虑材料的膨胀系数低，热震稳定性好，能够长期承受热负荷变化。

其次要求耐火材料具有较高的导热系数，以减小砖内温度梯苗，降低热应力。

另外，还要具有较高的热态高温抗折和耐磨性，以提高“牛腿”的抗磨和抗热冲击能力。

2005年12月，马钢在5、6号焦炉配套的干熄炉上试用了氮化物复相材料，取得了较好的使用效果，其理化性能见表1。

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（2）稳定干熄焦运行。

干熄焦生产必须连续、稳定，负荷平稳方能保证系统温度，尤其是“牛腿”部位的温度波动要尽可能地小。

同时，尽量减少定修和年修的次数，避免耐火材料的温度剧烈变化。

4 结论
1) 环形烟道的耐火砖受热负荷频繁变化和温度波动的影响形成热应力，导致耐火砖内部结构疏松，“牛腿”断裂。

2) 还原性气氛的化学腐蚀引发耐火砖内部产生化学反应，从而加速砖的表面腐蚀和剥离。

3) “牛腿”的耐火材料应选用热膨胀系数小、导热系数大、热态高温抗折强度大和耐磨性能好的材料。