焦炉炭化室硅砖正常及非正常损坏的原因

焦炉炭化室是炼焦炉主要的组成部分，炭化室炉墙的损坏主要是由装煤出焦时炉门开关导致炉内温度迅速变化而产生的热应力、机械碰撞、挤压、摩擦以及煤气中有害物质的侵蚀等多种作用造成，炭化室损坏导致煤气窜漏污染环境，炉墙剥蚀等降低炭化室使用寿命等危害。

焦炉在高温工作过程中的损坏可分为正常损坏与非正常损坏两种情况。正常损坏是指焦炉工作过程中由于焦炉生产工艺及工作环境等造成的不可避免的损坏，非正常所坏是指在焦炉工作过程中由于不规范操作或对焦炉损坏没有及时处理造成的可以避免的损坏。若对焦炉的正常损坏进行及时处理，则焦炉寿命可达25年左右；若焦炉遭到非正常损坏或损坏时没有得到及时处理，则焦炉寿命就会大大缩减。所以，为延长焦炉使用寿命，维持焦炉正常生产，应规范焦炉生产工艺，及时处理焦炉损坏。

1、焦炉正常损坏的原因

焦炉炭化室主要是由硅质耐火砖砌成，硅砖在热处理过程中发生二氧化硅的晶型转变，且二氧化硅在不同温度下会以不同晶型存在，晶型转变的同时伴随着一定的体积收缩膨胀，随之产生压应力或拉应力，因此硅砖的热稳定性较差，尤其在900℃的低温阶段更差。硅砖的损坏是造成焦炉损坏的主要原因，焦炉损坏的原因可以归纳为以下几点：

(1) 温度变化对焦炉损坏的影响。

在焦炉正常工作中，每一炉焦炭的生产周期为24小时左右，焦炉的工作流程为装煤—关闭炉门—炼焦—开炉门—推焦—装煤。在这一系列工作流程中，炼焦过程中温度为1100℃-1200℃，但是在推焦装煤过程中温度急剧较低至700℃左右。在温度变化过程中，硅砖受热震而出现裂纹、剥落等损伤。

(2) 机械力对焦炉损坏的影响。

在推焦装煤过程中产生机械摩擦会造成炭化室炉墙出现裂缝、磨损。当炉墙存在裂缝时，机械应力会加剧裂缝的扩大，对炉墙损坏起到促进作用。

(3) 物理化学作用对焦炉损坏的影响。

硅砖的主要成分是二氧化硅，呈酸性，常温下不易被腐蚀，但是高温下易被碱性物质腐蚀[27]。氧化硅与煤中的氧化钠、氧化铁等物质发生反应生成硅酸钠、硅酸铁等低熔性硅酸盐附着在硅砖表面，在温度变化及机械应力作用下易从硅砖表面脱落，造成硅砖脱落而形成腐蚀面。

(4) 炉长增长与石墨沉积对焦炉损坏的影响。

硅砖中的二氧化硅在烘炉及使用过程中都有晶型转变的发生，伴随着体积变化[28,29]。二氧化硅晶型转变随焦炉工作时间增长而减弱，但是焦炉体积确实发生变化。

2、焦炉非正常损坏的原因：

(1) 焦炉用硅砖理化性能不符合标准，造成焦炉损坏。

(2) 焦炉砌筑时对尺寸的把握以及耐火泥的使用等造成焦炉本体质量较差。

(3) 烘炉时温度制度不合理造成炉墙损坏。

(4) 护炉铁件管理不当造成炉门煤气窜漏，也造成砌体疏松。

(5) 炼焦煤质量不达标，膨胀系数过大或过小而产生较大的推焦应力造成炉体损坏。

(6) 焦炉损坏时没有进行及时有效的处理导致损坏加剧。

(7) 焦炉工作过程中温度制度混乱，对炉墙也会造成一定的损伤。通过加强生产等各方面管理可以避免非正常损坏现象的发生。