阅读说明：本技术 一种免维护干熄焦焦罐的制备方法 (Preparation method of maintenance-free dry quenching coke tank ) 是由 马明锴 王裕龙 孔令彬 王伦 栾元迪 于 2019-09-24 设计创作，主要内容包括：一种免维护干熄焦焦罐的制备方法在试用地区显示,焦罐外层使用寿命内不需要维护,焦罐外层的使用寿命比现有技术延长3倍左右,外层结构中的柱形筒体为一个整体结构,倒圆台形筒体部分也是是整体式结构,它们连接成整体结构,不需要使用支撑架,外层结构均采用钢板制作；焦罐内层也称浇注层,采用耐火材料原料制作,并与外层紧密贴合,避免了内层与外层间的夹层及内层翘起的不足。内层的柱形筒体、第一倒圆台形筒体、第二倒圆台形筒体及第三倒圆台形筒体的浇注层材料密度及厚度不同,以适应了不同部位的撞击力度等,在使用寿命达到设计要求下,使制造成本达到较低水平。(A maintenance-free preparation method of a coke tank for dry quenching shows in trial areas that the service life of the outer layer of the coke tank is not required to be maintained, the service life of the outer layer of the coke tank is prolonged by about 3 times compared with the prior art, a cylindrical barrel in the outer layer structure is of an integral structure, the part of an inverted frustum-shaped barrel is also of an integral structure, the cylindrical barrel and the inverted frustum-shaped barrel are connected into an integral structure, a support frame is not required, and the outer layer structure is made of steel plates; the coke pot inner layer is also called as a pouring layer, is made of refractory materials and is tightly attached to the outer layer, so that the defects of an interlayer between the inner layer and the outer layer and the inner layer from being tilted are overcome. The pouring layer materials of the cylindrical barrel body, the first inverted-circular-truncated-cone-shaped barrel body, the second inverted-circular-truncated-cone-shaped barrel body and the third inverted-circular-truncated-cone-shaped barrel body of the inner layer are different in density and thickness so as to adapt to impact strength and the like of different parts, and the manufacturing cost reaches a lower level when the service life reaches the design requirement.)

一种免维护干熄焦焦罐的制备方法

技术领域

本发明涉及干法熄焦技术，是一种免维护干熄焦焦罐的制备方法。

背景技术

干法熄焦成套技术方案中，焦罐是一个使用频次高，工作环境差并极易损坏的部件。干熄焦焦罐由直筒段和锥段组成，锥段部分的下锥段又称下罐口。干熄焦焦罐有外层和内层，外层是用框架做支撑，用多块钢板拼接成圆柱筒体及锥形筒体并与框架连接制成。内层采用钢板、合金或耐火复合材料做成小块衬板，拼成柱形筒体及体锥形筒体，每块衬板与外层连接。这种结构的焦罐优点是便于维护，外层某一处钢板变形后，直接更换某块钢板即可，不需要大面积更换。内层的多块衬板在维护时，也存在针对性强的优点，避免浪费，更换衬板即可。但是，这种结构焦罐的不足是：更换维护频繁，特别是在焦罐底部工作时，操作人员在较高温度下工作，操作要求速度快，以避免影响生产，同时，在高温下工作时间较长易使身体产生不适感，这种结构的下罐口衬板与外层锥形筒体内壁贴合时，易出现夹层及翘起，红焦在高处下落时撞击力度较大，衬板在高温及较大力度撞击下易产生断裂，如不及时维护，外层的钢板易产生磨损或变形，导致焦罐外层变换频繁，影响干熄焦整体生产的稳定性及连续性，严重时需要停产维护。这种结构的焦罐外层使用寿命一般为12个月左右，内层的使用寿命一般为4个月左右。

发明内容

本发明的目的是提供一种免维护干熄焦焦罐的制备方法，将干熄焦焦罐的整体结构做全面改进，达到在使用寿命内免维护的目的。

本发明为一种免维护干熄焦焦罐的制备方法，包括下述步骤：

①用钢板制成整体式第一倒圆台形筒体5；

②用钢板制成整体式柱形筒体1，柱形筒体壁上开设数个第一排气孔，柱形筒体1内径与第一倒圆台形筒体5下端口内径相等；

③用钢板制成整体式第二倒圆台形筒体8，第二倒圆台形筒体8上端口内径与步骤②所述的柱形筒体1内径相等，第二倒圆台形筒体壁上部开设数个第二排气孔4；

④在步骤③所述的第二倒圆台形筒体8底部内壁周向均匀设置数块金属板12，各金属板12的高度方向底部与第二倒圆台形筒体8底部内表面连接，金属板12长度方向一端面与金属支撑环13外表面连接，金属支撑环13沿第二倒圆台形筒体底部周向设置，金属支撑环13的底端面与第二倒圆台形筒体8底端连接，金属支撑环13高度方向上端设置向金属板12长度方向另一端弯折的弧面环14，弧面环14的下表面与金属板12高度方向上端面连接；

⑤将上述第一倒圆台形筒体5、柱形筒体1、第二倒圆台形筒体8依次相互连接制成干熄焦焦罐外层；

⑥在步骤⑤所述干熄焦焦罐外层的内壁制作浇注层；

a、在第二倒圆台形筒体8底端向上至400-600毫米范围内设置第一倒圆台形模板7，该模板采用数块扇形板拼接制成，第一倒圆台形模板7采用数个锚固件与对应的干熄焦焦罐外层连接，第一倒圆台形模板7与干熄焦焦罐外层之间设置第一空腔16，该空腔为环形，在第一空腔16内浇注第一层耐火材料，第一层耐火材料浇注进行养护后得到第一浇注层6；

b、在第二倒圆台形筒体8底端向上400-600毫米上方至柱形筒体下端口范围内设置第二倒圆台形模板18该模板采用数块扇形板拼接制成，第二倒圆台形模板18采用数个锚固件与对应的干熄焦焦罐外层连接，第二倒圆台形模板18与干熄焦焦罐外层之间设置第二空腔19，该空腔为环状，在第一层耐火材料养护22-25小时后，在第二空腔19内浇注第二耐火材料，第二层耐火材料浇注后进行养护，第二层耐火材料浇注养护后得到第二浇注层20；

c、在柱形筒体1下端口向上至柱形筒体1上端口范围内设置圆环形模板21，该模板采用数块矩形板拼接制成，圆环形模板21用锚固件与对应的干熄焦焦罐外层连接，圆环形模板21与干熄焦焦罐之间设置第三空腔22，在第二层耐火材料养护22-25小时后，在第三空腔22内浇注第三耐火材料，第三耐火材料浇注后进行养护，养护后得到第三浇注层23；

d、在第一倒圆台形筒体5底端至其上端设置范围内第三倒圆台形模板24，第三倒圆台形模板24采用数块扇形板拼接制成，第三倒圆台形模板24采用数个锚固件与对应的干熄焦焦罐外层连接，第三倒圆台形模板24与对应的干熄焦焦罐外层间设置第四空腔25，该空腔为环状空腔，在第三层耐火材料养护22-25小时后，在第四空腔25内浇注第四耐火材料，养护22-25小时后，得到第四浇注层26；

⑦、在步骤d得到的第四浇注层46-49小时后，对干熄焦焦罐内壁的浇注层进行350℃内11小时低温烘烤；

⑧、步骤⑦低温烘烤后进行高温烘烤：在1小时内升温至200℃，然后，在4小时内升温至400℃，在400℃下保温1小时后，1小时内升温至450℃,450℃下保温1小时后在1小时内升温至500℃，500℃下保温1小时，然后在1小时内降温至环境温度，得干熄焦焦罐的浇注层，然后，在干熄焦焦罐底端安装开合闸门3，得到免维护干熄焦焦罐。

步骤⑥所述的第一浇注层6烘干后的密度为2.5g/cm³,厚度为98—105毫米；第二浇注层20和第三浇注层23烘干后的密度为1.8-2g/cm³,厚度为90-100毫米；第四浇注层26密度为1.8-2g/cm³，厚度为60-70毫米。

步骤a所述第一层耐火材料由下述重量份的原料组成，莫来石37-42份，其粒径分3级，其中1-3毫米的粒径为10-11份，3.1-5毫米的粒径为9-10份，5.1-10毫米的粒径为18-21份，铝矾土8-11份，粒径为0.1-3毫米，红柱石12-15份，粒径为0.1-3毫米莫来石细粉15-18份，刚玉粉7-9份，铝酸钙水泥8-10份，硅微粉2-3份，铝微粉2-3份，钢纤维2-3份，三聚磷酸钠0.1-0.3份，防爆纤维0.1-0.2份和水6-12份。

步骤⑥所述第二耐火材料、第三耐火材料和第四耐火材料的原料相同，其重量份的原料组成如下：莫来石53-58份，其中粒径为5-10毫米为19-21份，粒径为3-4.9毫米的为10-11份，粒径为0.1-2.9毫米为24-26份，红柱石9-11份，粒径为0.1-1毫米，莫来石粉9-11份，焦宝石粉7-9份，铝酸钙水泥10-14份，硅微粉3-7份，三聚磷酸钠0.1-0.3份，防爆纤维0.1-0.2份，钢纤维1.5-3.5份和水8-12份。

步骤⑦所述的低温烘烤是在2小时内升温至150℃，保温2小时后在1小时内升温至200℃，在200℃下保温1小时后，然后在1小时内升温至250℃，在250℃下保温1小时后，在2小时内升温至350℃，保温1小时，再冷却至50℃。

用本发明方法制备的焦罐，在试用地区显示，焦罐外层使用寿命内不需要维护，焦罐外层的使用寿命比现有技术延长3倍左右，外层结构中的柱形筒体为一个整体结构，倒圆台形筒体部分也是是整体式结构，它们连接成整体结构，不需要使用支撑架，外层结构均采用钢板制作；焦罐内层也称浇注层，采用耐火材料原料制作，并与外层紧密贴合，避免了内层与外层间的夹层及内层翘起的不足。内层的柱形筒体、第一倒圆台形筒体、第二倒圆台形筒体及第三倒圆台形筒体的浇注层材料密度及厚度不同，以适应了不同部位的撞击力度等，在使用寿命达到设计要求下，使制造成本达到较低水平。

由于在第一倒圆台形筒体(也称下罐口)部位设计了增强该处强度的立体支撑带结构，试用焦罐显示下罐口的使用寿命比现有技术提高5倍左右，在使用寿命内不需要维护。用本发明的方法制备的干熄焦焦罐还具有浇注层无缝隙、下罐口不断裂等优点。

附图说明

附图1是用本发明方法制备的干熄焦焦罐的结构示意图，附图2是图1的俯视结构示意图，附图3是图1中Ⅰ部放大结构示意图，附图4是本发明方法制作过程中模板与外层的结构示意图。

图中1柱形筒体 2螺栓 3开合闸门 4第二排气孔 5第一倒圆台形筒体 6第一浇注层 7第一倒圆台形模板 8第二倒圆台形筒体 9第三排气孔 10第一排气孔 11第四排气孔12金属板 13金属板支撑环 14弧面环 16第一空腔 17螺栓 18第二倒圆台形模板 19第二空腔 20第二浇注层 21圆环形模板 22第三空腔 23第三浇注层 24第三倒圆台形模板 25第四空腔 26第四浇注层

具体实施方式

本发明所述的一种免维护干熄焦焦罐的制备方法，包括下述步骤:

①用钢板制成整体式第一倒圆台形筒体5；

②用钢板制成整体式柱形筒体1，柱形筒体壁上开设数个第一排气孔，柱形筒体1内径与第一倒圆台形筒体5下端口内径相等；

③用钢板制成整体式第二倒圆台形筒体8，第二倒圆台形筒体8上端口内径与步骤②所述的柱形筒体1内径相等，第二倒圆台形筒体壁上部开设数个第二排气孔4；

④在步骤③所述的第二倒圆台形筒体8底部内壁周向均匀设置数块金属板12，各金属板12的高度方向底部与第二倒圆台形筒体8底部内表面连接，金属板12长度方向一端面与金属支撑环13外表面连接，金属支撑环13沿第二倒圆台形筒体底部周向设置，金属支撑环13的底端面与第二倒圆台形筒体8底端连接，金属支撑环13高度方向上端设置向金属板12长度方向另一端弯折的弧面环14，弧面环14的下表面与金属板12高度方向上端面连接；

⑤将上述第一倒圆台形筒体5、柱形筒体1、第二倒圆台形筒体8依次相互连接制成干熄焦焦罐外层；

⑥在步骤⑤所述干熄焦焦罐外层的内壁制作浇注层；

a、在第二倒圆台形筒体8底端向上至400-600毫米范围内设置第一倒圆台形模板7，该模板采用数块扇形板拼接制成，第一倒圆台形模板7采用数个锚固件与对应的干熄焦焦罐外层连接，第一倒圆台形模板7与干熄焦焦罐外层之间设置第一空腔16，该空腔为环形，在第一空腔16内浇注第一层耐火材料，第一层耐火材料浇注进行养护后得到第一浇注层6；

b、在第二倒圆台形筒体8底端向上400-600毫米上方至柱形筒体下端口范围内设置第二倒圆台形模板18，该模板采用数块扇形板拼接制成，第二倒圆台形模板18采用数个锚固件与对应的干熄焦焦罐外层连接，第二倒圆台形模板18与干熄焦焦罐外层之间设置第二空腔19，该空腔为环状，在第一层耐火材料养护22-25小时后，在第二空腔19内浇注第二耐火材料，第二层耐火材料浇注后进行养护，第二层耐火材料浇注养护后得到第二浇注层20；

c、在柱形筒体1下端口向上至柱形筒体1上端口范围内设置圆环形模板21，该模板采用数块矩形板拼接制成，圆环形模板21用锚固件与对应的干熄焦焦罐外层连接，圆环形模板21与干熄焦焦罐之间设置第三空腔22，在第二层耐火材料养护22-25小时后，在第三空腔22内浇注第三耐火材料，第三耐火材料浇注后进行养护，养护后得到第三浇注层23；

d、在第一倒圆台形筒体5底端至其上端设置第三倒圆台形模板24，第三倒圆台形模板24采用数块扇形板拼接制成，第三倒圆台形模板24采用数个锚固件与对应的干熄焦焦罐外层连接，第三倒圆台形模板24与对应的干熄焦焦罐外层间设置第四空腔25，该空腔为环状空腔，在第三层耐火材料养护22-25小时后，在第四空腔25内浇注第四耐火材料，养护22-25小时后，得到第四浇注层26；

⑦、在步骤d得到的第四浇注层46-49小时后，对干熄焦焦罐内壁的浇注层进行350℃内11小时低温烘烤；

⑧、步骤⑦低温烘烤后进行高温烘烤：在1小时内升温至200℃，然后，在4小时内升温至400℃，在400℃下保温1小时后，1小时内升温至450℃,450℃下保温1小时后在1小时内升温至500℃，500℃下保温1小时，然后在1小时内降温至环境温度，得干熄焦焦罐的浇注层，然后，在干熄焦焦罐底端安装开合闸门3，得到免维护干熄焦焦罐。

本发明上述方法中金属板12的长度为150-400毫米，高度为98-105毫米，金属板12厚度为3-8毫米，每两个金属板12间的距离为10-15厘米。金属环13的内径与第二倒圆台形筒体的小直径端内径相等或大于小直径端内径1-5毫米。金属环13的高度为98-105毫米，金属环13采用厚度为3-6毫米的钢材制作。弧面环14采用3-6毫米钢材制作，弧面环14优选与金属环13一体材料弯折制成。本发明所述弧面环14与金属板12的连接长度为150-400毫米。金属板12、金属环13及弧面环14组成抗磨损、抗撞击的高强度立体支撑带，使下罐口的抗撞击能力有较大提高，其中弧面环14的弧度与对应的焦罐外层弧度相同。立体支撑带在焦罐使用初期还能够更好的保护第一浇注层，使第一浇注层在未达到烧结强度时，更好的抵抗高处下落的红焦撞击和卸焦时的磨损，保证下罐口在使用寿命内免维护，达到稳定、连续生产的要求。

本发明方法中所述焦罐外层厚度是8-10毫米，焦罐外层在使用中受热温度为230度以下，比现有焦罐外层受热温度降低了2倍左右，使焦罐外层不易出现变形，使用寿命大幅提高。

本发明方法中所述的第二倒圆台形筒体8底端向上400-600毫米范围内是第一浇注层，也称下焦罐口。第一浇注层耐高温1200度左右，红焦下落抗冲击的同时导热率较低，保护焦罐外层不受高温侵蚀。第二浇注层、第三浇注层及第四浇注层耐高温1000度左右，保护其相应的焦罐外层不受高温侵蚀。

本发明方法所述的柱形筒体壁上开设的第一排气孔10，优选上下排列3排，如图所示，沿筒体壁周围均匀分布，下排气孔位于上排两个排气孔之间，在焦罐使用初期供焦罐内壁水分及时均匀排出，避免焦罐内壁浇注层产生剥落现象。

本发明方法中所述的低温烘烤、高温烘烤，选择的温度、升温速度及保温时间彻底解决了因烘烤不当而使焦罐浇注层产生裂纹、爆裂等缺陷，使焦罐的浇注层无任何裂纹、爆裂等问题，进一步保证在使用寿命内达到免维护的目的。

本发明方法中所述的低温烘烤、高温烘烤，烘烤时，将焦罐顶端盖上焦罐盖，焦罐盖上开设排烟道，保温时将排烟道封闭。

本发明方法中选用的耐火材料形成浇注层后强度高，体积密度高，并能在浇注层内形成润滑，增加浇注层的韧性，进一步提高浇注层的使用寿命。用本发明方法制成的焦罐浇注层具有不裂纹、不剥落，耐热稳定性好、强度高等优点。

本发明方法中所述的下罐口底端的开合闸门结构及其安装方法均为现有技术。

本发明方法中步骤⑥所述的第一浇注层6烘干后的密度为2.5g/cm³,厚度为98—105毫米；第二浇注层20和第三浇注层23烘干后的密度为1.8-2gcm³,厚度为90-100毫米；第四浇注层26密度为1.8-2gcm³，厚度为60-70毫米。这种不同密度的浇注层能够根据不同的使用情况，耐受高热及撞击，在进一步延长焦罐使用寿命的前提下达到较好的降低成本的目的。

本发明方法中优选的方案是，步骤a所述第一层耐火材料由下述重量份的原料组成，莫来石37-42份，其粒径分3级，其中1-3毫米的粒径为10-11份，3.1-5毫米的粒径为9-10份，5.1-10毫米的粒径为18-21份，铝矾土8-11份，粒径为0.1-3毫米，红柱石12-15份，粒径为0.1-3毫米莫来石细粉15-18份，刚玉粉7-9份，铝酸钙水泥8-10份，硅微粉2-3份，铝微粉2-3份，钢纤维2-3份，三聚磷酸钠0.1-0.3份，防爆纤维0.1-0.2份和水6-12份。

进一步优选的方案是，步骤⑥所述第二耐火材料、第三耐火材料和第四耐火材料的原料相同，其重量份的原料组成如下：莫来石53-58份，其中粒径为5-10毫米为19-21份，粒径为3-4.9毫米的为10-11份，粒径为0.1-2.9毫米为24-26份，红柱石9-11份，粒径为0.1-1毫米，莫来石粉9-11份，焦宝石粉7-9份，铝酸钙水泥10-14份，硅微粉3-7份，三聚磷酸钠0.1-0.3份，防爆纤维0.1-0.2份，钢纤维1.5-3.5份和水8-12份。

优选的低温烘烤方案是，步骤⑦所述的低温烘烤是在2小时内升温至150℃，保温2小时后在1小时内升温至200℃，在200℃下保温1小时后，然后在1小时内升温至250℃，在250℃下保温1小时后，在2小时内升温至350℃，保温1小时，再冷却至50℃。使热量缓慢均匀穿透浇注层，让各种材料相互容合，便于高温下牢固结合。

本发明方法所述的第一层耐火材料可以有下述多种组合：

莫来石37份，其粒径分3级，其中1-3毫米的粒径为10份，3.1-5毫米的粒径为9份，5.1-10毫米的粒径为18份，铝矾土8份，粒径为0.1-3毫米，红柱石12份，粒径为0.1-3毫米莫来石细粉15份，刚玉粉7份，铝酸钙水泥8份，硅微粉2份，铝微粉2份，钢纤维2份，三聚磷酸钠0.1份，防爆纤维0.1份和水6份；

莫来石42份，其粒径分3级，其中1-3毫米的粒径为11份，3.1-5毫米的粒径为10份，5.1-10毫米的粒径为21份，铝矾土11份，粒径为0.1-3毫米，红柱石15份，粒径为0.1-3毫米莫来石细粉18份，刚玉粉9份，铝酸钙水泥10份，硅微粉3份，铝微粉3份，钢纤维3份，三聚磷酸钠0.3份，防爆纤维0.2份和水12份；

莫来石40份，其粒径分3级，其中1-3毫米的粒径为10.5份，3.1-5毫米的粒径为9.5份，5.1-10毫米的粒径为20份，铝矾土10份，粒径为0.1-3毫米，红柱石13份，粒径为0.1-3毫米莫来石细粉17份，刚玉粉8份，铝酸钙水泥9份，硅微粉2.5份，铝微粉2.5份，钢纤维2.5份，三聚磷酸钠0.2份，防爆纤维0.15份和水9份。

本发明方法所述的第二耐火材料、第三耐火材料和第四耐火材料可以有下述多种组合：

莫来石53份，其中粒径为5-10毫米为19份，粒径为3-4.9毫米的为10份，粒径为0.1-2.9毫米为24份，红柱石9份，粒径为0.1-1毫米，莫来石粉9份，焦宝石粉7份，铝酸钙水泥10份，硅微粉3份，三聚磷酸钠0.1份，防爆纤维0.1份，钢纤维1.5份和水8份；

莫来石58份，其中粒径为5-10毫米为21份，粒径为3-4.9毫米的为11份，粒径为0.1-2.9毫米为26份，红柱石11份，粒径为0.1-1毫米，莫来石粉11份，焦宝石粉9份，铝酸钙水泥14份，硅微粉7份，三聚磷酸钠0.3份，防爆纤维0.2份，钢纤维3.5份和水12份；

莫来石55份，其中粒径为5-10毫米为20份，粒径为3-4.9毫米的为10.5份，粒径为0.1-2.9毫米为25份，红柱石10份，粒径为0.1-1毫米，莫来石粉10份，焦宝石粉8份，铝酸钙水泥12份，硅微粉5份，三聚磷酸钠0.2份，防爆纤维0.15份，钢纤维2.5份和水10份。

本发明方法制备的干熄焦焦罐在使用寿命内不需要维护，彻底解决了因需要频繁维护焦罐而产生的各种不足，特别是解决了需要停产维护带来的整个系统运行的稳定性及连续性问题。