摘要：

山東濰耐節(jié)能材料有限公司是國(guó)內(nèi)最早的隔熱耐材企業(yè)（原始建于1957年的濰坊耐火材料廠(chǎng)），是五十年代山東省內(nèi)四大耐材企業(yè)（山東一耐、二耐、青耐、濰耐）之一， 濰耐公司是一個(gè)有著接近60年隔熱耐火磚研發(fā)及生產(chǎn)的老國(guó)有企業(yè)，并且在焦?fàn)t用隔熱耐材方面有著專(zhuān)業(yè)、持久、獨(dú)特的研究與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)山東鋼鐵集團(tuán)日照鋼鐵精品基地7.3M焦化搬遷項(xiàng)目指揮部及山東濰焦集團(tuán)薛城能源有限公司技術(shù)中心領(lǐng)導(dǎo)們的邀請(qǐng)，與其聯(lián)合對(duì)隔熱耐材中的漂珠磚和堇青石爐門(mén)襯磚在焦?fàn)t砌筑和運(yùn)行中的實(shí)用效果做出產(chǎn)品節(jié)能的詳細(xì)數(shù)據(jù)檢測(cè)和應(yīng)用分析報(bào)告。主題思想就是測(cè)試焦?fàn)t砌筑所選用的各種耐材在焦?fàn)t日常運(yùn)行中的優(yōu)異性能及表現(xiàn)，作出科學(xué)判斷的重要依據(jù)，以為日后焦?fàn)t正常運(yùn)行、保養(yǎng)及維護(hù)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

降低焦?fàn)t外表面的散熱、減輕爐體結(jié)構(gòu)重量、延長(zhǎng)爐體壽命，是眾多焦化企業(yè)夢(mèng)寐以求的發(fā)展追求，在這方面山東濰焦集團(tuán)薛城能源有限公司三、四號(hào)6.25M焦?fàn)t時(shí)，采用濰耐公司新型高強(qiáng)度漂珠磚和堇青石磚產(chǎn)品砌筑部分爐體和全部爐門(mén)，與一、二號(hào)6.25M 焦?fàn)t的唐山某隔熱耐材廠(chǎng)的產(chǎn)品做對(duì)比試驗(yàn)。

經(jīng)過(guò)對(duì)比，濰耐公司產(chǎn)品節(jié)能效果顯著；經(jīng)中國(guó)耐火材料行業(yè)協(xié)會(huì)焦?fàn)t耐材專(zhuān)題會(huì)議通過(guò)，由副會(huì)長(zhǎng)單位中鋼集團(tuán)洛陽(yáng)耐火材料研究院推薦，山東濰耐節(jié)能材料有限公司生產(chǎn)的漂珠磚、堇青石磚可以作為煉焦行業(yè)隔熱耐材節(jié)能降耗的典范產(chǎn)品，合適時(shí)機(jī)面向全國(guó)及國(guó)外耐材市場(chǎng)推廣。

關(guān)鍵詞：焦?fàn)t 漂珠磚 爐門(mén)襯磚

焦化行業(yè)如何進(jìn)一步節(jié)能是一個(gè)老生常談的問(wèn)題，它牽涉到操作管理、設(shè)計(jì)改進(jìn)、日常維護(hù)等諸多因素。令人高興的是焦化行業(yè)的許多革新與節(jié)能的方向基本一致。在煉焦生產(chǎn)過(guò)程中，大型焦?fàn)t外表面熱損失占總耗熱量的10-12%，為減少爐體外表面的熱損失，新焦?fàn)t砌筑時(shí)逐漸在爐體外表面采用新興隔熱材料。山東濰焦集團(tuán)薛城能源有限公司三四號(hào)焦?fàn)t為JNDX2-6.25-12型，是國(guó)內(nèi)知名設(shè)計(jì)院在6米搗固焦?fàn)t的基礎(chǔ)上進(jìn)行的技改升級(jí)，部分基礎(chǔ)頂板、燃燒室、爐頂、端墻，全部爐門(mén)采用濰耐公司的漂珠磚、堇青石磚作為砌筑用隔熱耐材。

濰耐漂珠磚簡(jiǎn)介

濰耐漂珠磚系采用電廠(chǎng)浮選的中空玻璃球體（漂珠）為主要原料，摻和高溫耐材輔料、復(fù)合型高效速凝結(jié)合劑，經(jīng)300T靜音高壓成型，高溫?zé)贫?。該產(chǎn)品濰耐公司于1986年通過(guò)鑒定，經(jīng)過(guò)30年的發(fā)展，其技術(shù)指標(biāo)將常溫耐壓強(qiáng)度提高到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2-3倍，導(dǎo)熱系數(shù)值縮小了一半，見(jiàn)以下兩表是濰耐漂珠磚與同行業(yè)漂珠磚產(chǎn)品比較表。

表1 濰耐漂珠磚與唐山漂珠磚產(chǎn)品抽檢比較表 

 2 濰耐堇青石爐門(mén)襯磚與唐山堇青石爐門(mén)襯磚比較表 

通以上兩表分析、比較得出：濰耐漂珠磚、堇青石磚具有密度小、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低、耐急冷急熱性能好的特點(diǎn)；作為目前國(guó)家提倡大容積焦?fàn)t的宏觀(guān)戰(zhàn)略，濰耐產(chǎn)品不僅可減輕爐體、爐門(mén)的重量，并且可以降低爐體散熱，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

濰耐漂珠磚、堇青石磚在國(guó)內(nèi)焦?fàn)t應(yīng)用中與同行耐材產(chǎn)品的對(duì)比如下： 2.1 爐體表面溫度比較 

薛城能源三、四號(hào)焦?fàn)t用濰耐漂珠磚砌筑爐體，一二號(hào)焦?fàn)t的相同部位采用同行業(yè)唐山某耐材廠(chǎng)的產(chǎn)品砌筑爐體，山東濰焦集團(tuán)技術(shù)中心經(jīng)過(guò)3年的跟蹤監(jiān)測(cè)，對(duì)焦?fàn)t爐體表面溫度進(jìn)行多次測(cè)定，具體數(shù)據(jù)比較見(jiàn)表3（測(cè)溫工具采用點(diǎn)式紅外測(cè)溫儀）。

表3 爐頂、爐端墻、基礎(chǔ)頂板表面溫度對(duì)照表 

注：從表3可看出在相同結(jié)焦時(shí)間下三四號(hào)爐（濰耐漂珠磚砌筑部分）相比于一二  號(hào)爐（唐山漂珠磚砌筑部分）相同部位的溫度偏低，三部位總平均降低13.3℃。 

 爐門(mén)表面溫度比較 

通過(guò)濰耐堇青石磚與唐山堇青石磚理化指標(biāo)的對(duì)照，濰耐堇青石磚具有抗壓強(qiáng)度高、保溫性及熱穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)比一二號(hào)焦?fàn)t爐門(mén)采用唐山產(chǎn)堇青石爐門(mén)襯磚砌筑，以及三四號(hào)和一二號(hào)焦?fàn)t用點(diǎn)式紅外測(cè)溫儀對(duì)機(jī)焦側(cè)爐門(mén)外表面進(jìn)行多次全方位的測(cè)量， 具體數(shù)據(jù)比較如下表4

表4 爐門(mén)爐頭溫度對(duì)照表 

從表4可看出在相同結(jié)焦時(shí)間下三四號(hào)爐（濰耐堇青石磚砌筑）相比于一二號(hào)爐（唐山堇青石砌筑）相同部位的溫度偏低，爐門(mén)外表面溫度總平均降低28℃；保溫性能好； 爐頭溫度平均提高30℃(與堇青石爐門(mén)襯磚相比)，可以使?fàn)t頭焦炭成熟均勻，改善焦炭質(zhì)量。 

焦?fàn)t結(jié)構(gòu)重量的減輕（以一座63孔焦?fàn)t計(jì)算） 

使用濰耐漂珠磚砌筑，減輕了爐體的結(jié)構(gòu)重量。通過(guò)二個(gè)供貨廠(chǎng)家產(chǎn)品的對(duì)比，濰耐公司的產(chǎn)品體密取樣結(jié)果按1.0 g/cm3體密標(biāo)準(zhǔn)測(cè)算，明顯低于唐山某耐材企業(yè)的產(chǎn)品0.3-0.8g/cm3/塊的結(jié)果,該檢測(cè)數(shù)值對(duì)于焦?fàn)t爐體意義重大，爐體重量的減輕對(duì)于緩解焦?fàn)t地基壓力、延長(zhǎng)爐體壽命有舉足輕重的好處；濰耐堇青石磚能明顯、有效的減輕爐門(mén)重量，有效的降低摘、對(duì)門(mén)過(guò)程中的機(jī)械磨損。

 爐體重量的減輕     

用 濰 耐 漂 珠 磚 砌 筑 ， 一 座 焦 爐 可 以 減 重 0.23 × 0.114 × 0.065 ×

（174210+119562+22960+22420）×（2.0-1.0）= 678噸的重量。

具體數(shù)據(jù)：磚型標(biāo)準(zhǔn)尺寸為230×114×65，240×116×59mm,174210、19562、22960、22420分別為基礎(chǔ)頂板、燃燒室、爐頂、端墻用磚塊數(shù)；爐體用濰耐漂珠磚密度平均為1.0 噸/m3；唐山漂珠磚重量不均衡，分別是0.3-0.8噸/m3/塊，體密普遍超重，經(jīng)過(guò)二組焦?fàn)t對(duì)比，砌筑體積部位相同的地方，唐山漂珠磚比濰耐公司漂珠磚重量平均超出0.55噸/m3/塊，合計(jì)超重體密（0.3-0.8）平均值：0.55×1.7×1.0×339152塊，合計(jì)超出濰耐重量317噸。

爐門(mén)重量的減輕     

爐門(mén)使用濰耐漂珠磚砌筑，機(jī)、焦側(cè)爐門(mén)重量分別為0.82噸和0.95噸；爐門(mén)使用唐山堇青石砌筑，機(jī)、焦側(cè)爐門(mén)重量分別為1.4噸和1.75噸。濰耐漂珠磚與唐山堇青石產(chǎn)品的對(duì)比，一座焦?fàn)t爐門(mén)可以減重84×（1.4+1.75-0.82-0.95）=115.92噸。

 焦?fàn)t結(jié)構(gòu)重量的減輕     

同型的一座63孔焦?fàn)t，累計(jì)減重317+115.92=432.92噸，可以減輕焦?fàn)t結(jié)構(gòu)重量400 多噸。

 投資比較 

三四號(hào)焦?fàn)t用濰耐漂珠磚砌筑部分爐體、全部爐門(mén)，一座焦?fàn)t投資為： 2.4.1 濰耐漂珠磚砌筑部分爐體     

按現(xiàn)行市場(chǎng)價(jià)輕質(zhì)漂珠磚 2500 元/ 噸， 用磚量為 0.23 × 0.114 × 0.065 ×

（174210+119562+22960+22420）×1.0=678噸，費(fèi)用678×2500=1695000元。

2.4.2 唐山漂珠磚砌筑部分爐體     

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)以唐山地區(qū)為代表的輕質(zhì)耐材企業(yè)，為謀求更高的產(chǎn)品利潤(rùn)，在焦?fàn)t建設(shè)用隔熱耐火磚產(chǎn)品，出現(xiàn)了以膨脹珍珠巖代替漂珠、粘土磚代替堇青石磚、高強(qiáng)隔熱磚中沒(méi)有硅藻土的，以次充好的不良現(xiàn)象，并且得到部分焦化受損企業(yè)的高度關(guān)注和重視。按一二號(hào)焦?fàn)t選用的唐山某耐材廠(chǎng)的產(chǎn)品核算如下：用磚量為0.23×0.114×0.065

×（174210+119562+22960+22420）×1.55=1051噸。產(chǎn)品超重原因分析：1、原料低廉因素。2、產(chǎn)品工藝落后。3、生產(chǎn)及燒成設(shè)備落后。按設(shè)計(jì)重量678噸×2000=1356000元， 表面上優(yōu)惠力度不小，可經(jīng)過(guò)檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)唐山該企業(yè)產(chǎn)品沒(méi)有漂珠成分，相關(guān)指標(biāo)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，為普通輕質(zhì)粘土磚產(chǎn)品，如按目前輕質(zhì)粘土磚市場(chǎng)價(jià)格為1000元/ 噸計(jì)算，報(bào)價(jià)2000元/噸的話(huà)利潤(rùn)還是相當(dāng)豐厚的，但濰耐按漂珠原料市場(chǎng)價(jià)格來(lái)分析， 漂珠原料是6000元/噸左右，按35-40%的添加比例就是+包裝、稅款、運(yùn)輸費(fèi)、管理費(fèi)等等不會(huì)低于2300元左右/噸，低成本≠高品質(zhì)，是鐵定的規(guī)律。高比重隔熱耐材產(chǎn)品不僅增加了爐體重量，對(duì)焦炭質(zhì)量、產(chǎn)量，爐齡等等都隱患很大，該項(xiàng)的詳細(xì)數(shù)據(jù)上面也已經(jīng)闡述過(guò)。

2.4.3 濰耐堇青石磚砌筑爐門(mén)   按現(xiàn)行市場(chǎng)價(jià)輕質(zhì)漂珠爐門(mén)襯磚3500元/噸，用磚量為84×（1.9+2.0）×1.05=343.98噸（1.05采購(gòu)系數(shù)），費(fèi)用3500×343.98=1203930

元。

2.4.4 唐山堇青石磚砌筑爐門(mén)   按現(xiàn)行市場(chǎng)價(jià)堇青石爐門(mén)襯磚3170元/噸，實(shí)際用磚量為84×（2.1+2.3）×1.05=388.08噸（1.05采購(gòu)系數(shù)），超重44.1噸，按設(shè)計(jì)重量計(jì)算費(fèi)用3170×343.98=1090416元。

2.4.5  二者投資表面比較 1203930-1090416=113514元，濰耐堇青石漂單價(jià)高于

唐山供貨廠(chǎng)家，一座焦?fàn)t增加投資113514元。但唐山廠(chǎng)家供貨產(chǎn)品經(jīng)山東濰焦集團(tuán)技術(shù)中心送樣檢測(cè)為純粘土磚指標(biāo)，達(dá)不到爐門(mén)磚的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和基本使用要求。

 經(jīng)濟(jì)效益分析（以一座63孔焦?fàn)t計(jì)算）

 爐體部分   濰耐漂珠磚砌筑爐體，雖然爐體各部位的溫度隨時(shí)都在變化，但隨著每個(gè)炭化室的裝煤、出焦應(yīng)為周期性變化，將爐體看做一個(gè)點(diǎn)，可近似為穩(wěn)定散熱，根據(jù)表面散熱公式，Q=aOS(t2-t1)KJ/h

式中：aO=132.9KJ/m2.h.℃（爐體表面總散熱系數(shù)）；S=2000m2（三號(hào)爐除爐門(mén)、爐框部位外）；

t1=28℃（大氣溫度）； 3號(hào)爐表面溫度整體平均t1=（52+54+138+148+54+59）

/6=84.2℃，一號(hào)爐表面溫度整體平均t2=（60+67+153+179+61+65）/6=97.5℃。

減少爐體散熱量為1號(hào)、3號(hào)散熱量之差：Q=132.9×2000×〔（97.5-28）-（81.2-28）〕

=4332540KJ/h。

三號(hào)爐一年節(jié)約煤氣量（煤氣熱值為16466KJ/m3）：F=Q/16466×24×365=2304934m3，每m3煤氣按0.30元計(jì)（內(nèi)部?jī)r(jià)），一年節(jié)約0.30×F=691480.2元。

 爐門(mén)部分   濰耐堇青石爐門(mén)磚導(dǎo)熱系數(shù)僅為唐山所謂堇青石磚的60%，爐頭溫度平均提高月30℃，可以有效降低煤氣用量，見(jiàn)表4，降低為500m3/h，年節(jié)約煤氣量為500×24×356=4380000m3，每m3煤氣按0.30元計(jì)（內(nèi)部?jī)r(jià)），一年可節(jié)約0.30× 4380000=1314000元。

 增加裝煤部分 濰耐借鑒濟(jì)鋼經(jīng)驗(yàn)把爐門(mén)襯磚由原來(lái)的400mm厚減為

375mm，一個(gè)炭化室有效容積增加0.09m3，周轉(zhuǎn)時(shí)間T=18h，入爐煤堆比重g=0.75×

103Kg/m3，成交率0.78，年增加焦炭產(chǎn)量為62.5×24/18×0.09×0.75×365×0.78=1476

噸，一噸焦炭按內(nèi)部?jī)r(jià)計(jì)算利潤(rùn)為200元/噸，一年可增收200×1476=295200元。  2.5.4  累計(jì) 以上三項(xiàng)累計(jì)為691480+1314000+295200=2300680元，即一座6.25m、

63孔焦?fàn)t使用濰耐漂珠磚、堇青石磚砌筑部分爐體、全部爐門(mén)年可創(chuàng)效益為230萬(wàn)元。 此外提高爐頭溫度，改善焦炭質(zhì)量，無(wú)法量化；濰耐堇青石磚耐急冷急熱性能較好，

磚本身不易因溫度變化而損壞，延長(zhǎng)了爐門(mén)襯磚的使用壽命；減輕了爐門(mén)重量，可以降低摘、對(duì)門(mén)時(shí)的機(jī)械負(fù)荷，減少維修的次數(shù)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

 增加企業(yè)效益

使用濰耐漂珠磚、堇青石磚砌筑部分爐體、全部爐門(mén)，可以節(jié)約能源，減少?gòu)U氣排放量，保護(hù)環(huán)境。

結(jié)論

3.1 濰耐公司生產(chǎn)及供貨的山東濰焦集團(tuán)薛城能源有限公司三、四號(hào)焦?fàn)t漂珠磚、堇青石磚，比唐山某耐材企業(yè)供貨的一、二號(hào)焦?fàn)t砌筑焦?fàn)t爐體的成本對(duì)比，從表面成本來(lái)看雖然一座焦?fàn)t一次性多投入爐體部分33.9萬(wàn)元+爐門(mén)部分11.35萬(wàn)元＝45.25萬(wàn)元。但按周轉(zhuǎn)時(shí)間18小時(shí)，每年可以創(chuàng)效益230余萬(wàn)元；對(duì)于增加的投資，經(jīng)濟(jì)效益顯著；可以作為煉焦行業(yè)節(jié)能降耗的一個(gè)有效途徑。

3.2 三、四號(hào)焦?fàn)t較一、二號(hào)焦?fàn)t改善了爐頭溫度，降低了爐門(mén)和爐體外表溫度， 減少熱量損失，降低煉焦耗熱量，改善了操作環(huán)境，可以延長(zhǎng)爐門(mén)及護(hù)爐鐵件的使用壽命。