為了降低焦罐內(nèi)襯的材料采購(gòu)與維修成本，提高焦罐的保溫性能和熱回收率，減少干熄焦?fàn)t的設(shè)備故障，采用輕質(zhì)耐火澆注料替代合金襯板作為焦罐內(nèi)襯，通過(guò)分析高強(qiáng)莫來(lái)石輕質(zhì)澆注料和高強(qiáng)輕質(zhì)澆注料分別作為焦罐下錐段和直段的內(nèi)襯材料的原因。實(shí)踐證明:輕質(zhì)耐火澆注料作為內(nèi)襯保溫效果良好，罐外壁表面溫度從500℃降低到150℃，極大地減少了紅焦的熱損失以及高溫對(duì)罐體和周圍構(gòu)件的損傷，并解決了襯板脫落進(jìn)入干熄焦?fàn)t內(nèi)卡堵旋轉(zhuǎn)密封閥的問(wèn)題，消除了安全隱患，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
在干熄焦生產(chǎn)中，焦罐是貫穿整個(gè)熄焦生產(chǎn)過(guò)程的重要設(shè)備,它用來(lái)裝運(yùn)從碳化室推出的1100℃左右的紅焦，通過(guò)牽引裝置和提升裝置，將紅焦裝入干熄焦?fàn)t內(nèi)?，F(xiàn)有的焦罐主要是由焊接結(jié)構(gòu)骨架與合金襯板構(gòu)成，襯板的作用主要是封閉焦炭和保護(hù)焦罐結(jié)構(gòu)不被燒壞。但由于焦罐襯板長(zhǎng)期接觸1100℃左右的紅焦，高導(dǎo)熱的合金襯板造成了極大的紅焦熱損失。而且合金襯板的抗熱震性差，長(zhǎng)時(shí)間使用后會(huì)彎曲、變形、開(kāi)裂,導(dǎo)致罐壁開(kāi)裂、漏風(fēng)，加大紅焦的燒損，甚至?xí)霈F(xiàn)襯板整塊脫落隨紅焦進(jìn)入干熄焦?fàn)t內(nèi)，在排焦過(guò)程中卡堵旋轉(zhuǎn)密封閥，造成干熄焦系統(tǒng)排焦困難。另外，在干熄焦?fàn)t系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，紅焦需要在焦罐內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間停放，合金襯板的溫度會(huì)不斷上升甚至軟化,存在安全隱患，有時(shí)需要現(xiàn)場(chǎng)工作人員對(duì)罐壁進(jìn)行淋水冷卻，急冷急熱史加劇了襯板的損壞。因此，綜合合金襯板焦罐存在的缺點(diǎn)，并借鑒輕質(zhì)耐火澆注料在焦罐蓋上取得的良好效果,探究使用輕質(zhì)耐火澆注料作為新塑焦罐的內(nèi)襯材料。
（一）焦罐內(nèi)襯用耐火澆注料的選擇與分析
由于將焦罐提升到干熄焦?fàn)t頂?shù)奶嵘b罝有限重要求，經(jīng)計(jì)算，焦罐的耐火澆注料內(nèi)襯質(zhì)必須控制在10t左右，因此，該耐火澆注料的一個(gè)重要指標(biāo)就是體積密度。另外，為了減少紅焦的顯熱損失，保護(hù)焦罐罐殼及其周邊構(gòu)件，耐火澆注料還要有較低的熱導(dǎo)率。由于焦罐在旋轉(zhuǎn)接焦時(shí)，紅焦與焦罐哦沖擊或摩擦，造成焦罐壁易受磨損，所以，耐火澆注料的耐磨性要好。焦罐的下錐段承受了焦炭大部分的重力，因此，也要有較高的耐壓強(qiáng)度。
綜上所述，選擇髙強(qiáng)莫來(lái)石輕質(zhì)澆注料和高強(qiáng)輕質(zhì)澆注料這兩種襯料進(jìn)行對(duì)比，分別用在新型試驗(yàn)焦罐的不同部位，經(jīng)使用效果表明高強(qiáng)莫來(lái)石輕質(zhì)澆注料的體積密度、耐壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度相對(duì)較高，用于使用環(huán)境要求高的下錐段和底門(mén)，其他部位使用髙強(qiáng)輕質(zhì)澆注料。
（二）新型焦罐及其內(nèi)襯耐火澆注料的設(shè)計(jì)
由于焦罐內(nèi)襯改用了耐火澆注料,需要將焦罐原來(lái)的工字鋼骨架加合金襯板的結(jié)構(gòu)改為整體的簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)，由鋼板拼接而成，材質(zhì)為10mm普通鋼,其他合門(mén)機(jī)構(gòu)及提升機(jī)構(gòu)均保持不變。為保證澆注料的整體穩(wěn)定性,避免澆注料出現(xiàn)大面積剝落的現(xiàn)象，在焦罐簡(jiǎn)體內(nèi)壁上每隔200mm焊接一個(gè)80mm高的“V型”錨固釘。耐火澆注料內(nèi)襯各部位的材料與澆注厚度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖如圖1所示。耐火澆注料經(jīng)過(guò)支模、加水?dāng)嚢琛⒄駝?dòng)成型、拆模等一系列施工流程，再通過(guò)自然養(yǎng)護(hù)和烘干后即可上線投入生產(chǎn)使用。
通 過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)：舊罐在投入使用96h后，罐壁溫度上升到了最高達(dá)500℃，而新罐在投入使用7h后罐壁溫度穩(wěn)定在了150℃左右，后續(xù)的使用也基本穩(wěn)定在這個(gè)溫度。耐火澆注料的保溫效果十分顯著，極大地減少了紅焦的熱損失以及高溫對(duì)罐體及其周圍構(gòu)件的損傷，而且收回的這部分熱量不僅提高了熱回收率，還可以提高干熄焦?fàn)t的蒸汽量和發(fā)電量。
另外，由于耐火澆注料的低熱導(dǎo)率，可以保證紅焦在焦罐內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間停放而不致于使罐壁溫度急劇上升，軟化鋼殼，從而保護(hù)了焦罐，消除了安全隱患。
通過(guò)連續(xù)2個(gè)月使用效果對(duì)比高強(qiáng)輕質(zhì)澆注料的表面粗糙多孔，磨損較深，基質(zhì)與骨料都有不同程度的磨損;高強(qiáng)莫來(lái)石輕質(zhì)澆注料除了一些表面燒結(jié)致密造成的裂紋外，磨損量很少，骨料未有磨損，表面依然很平滑?？梢灶A(yù)期:采用高強(qiáng)莫來(lái)石輕質(zhì)澆注料作為焦罐直段的材料，可以大幅度提高使用壽命。該技術(shù)獲得了國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局實(shí)用新型專利權(quán)。
由此可知采用輕質(zhì)澆注料替代合金襯板作為焦罐內(nèi)襯是可行的，其優(yōu)點(diǎn)如下：
(1)節(jié)能環(huán)保。焦罐采用輕質(zhì)耐火澆注料代替合金襯板之后，在保溫節(jié)能方面取得了良好效果。罐壁溫度從500℃降低到150℃，大大減少了焦罐使用中對(duì)環(huán)境的熱輻射和對(duì)提升裝置的熱損傷，提高干熄焦?fàn)t的蒸汽量和發(fā)電量。
(2)熄焦工序的安全性提高。采用輕質(zhì)澆注料作為內(nèi)襯，焦炭磨損時(shí)，以粉末碎塊進(jìn)入干熄爐中，避免了大塊合金襯板脫落，并隨紅焦進(jìn)入干熄焦?fàn)t內(nèi)，造成卡堵旋轉(zhuǎn)密封閥的現(xiàn)象。
(3)焦罐運(yùn)行安全性提高。采取輕質(zhì)澆注料為內(nèi)襯的焦罐可以長(zhǎng)時(shí)間存放紅焦，不用擔(dān)心高溫對(duì)罐體和提升機(jī)構(gòu)的熱損傷。
(4)高強(qiáng)莫來(lái)石輕質(zhì)澆注料更適合于焦罐內(nèi)襯。通過(guò)對(duì)比,采用高強(qiáng)莫來(lái)石輕質(zhì)澆注料可以獲得半年以上的使用壽命。同時(shí)，維護(hù)成本將低于合金襯板結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。