干法熄焦简称干熄焦(CDQ)，是相对于湿法熄焦而言的采用惰性气体(Nz)熄灭炽热焦炭的一种熄焦方法。与湿法熄焦相比，干法熄焦具有节约能源、减少水资源浪费，改善焦炭质量和保护环境等优点。1985年，上海宝钢率先开始引进日本的干熄焦装置，随后干熄焦技术在我国得到了广泛推广和应用，取得了显著的社会影响和经济效益。干熄焦技术是焦化行业节能减排的先进技术之一，实现干熄焦装置的高效运行具有重大意义。

       硅碳棒干熄焦炉是干熄焦装置的核心部分，其寿命很大程度上决定了干熄焦系统整体运行效率。硅碳棒干熄焦炉为竖窑结构，炉体自上而下分为上部锥段(炉顶)、预存段(环形风道)、斜道区和冷却室。干熄炉耐火材料的损毁主要发生在斜道区、冷区段和环形风道内墙。其中，斜道区耐火材料最关键、最复杂也是最易受损的部位，斜道区耐火材料过早损坏是制约干熄焦装置安全运行和效能发挥的最重要因素。目前，干熄炉斜道区耐火材料主要为莫来石砖、莫来石一碳化硅砖和碳化硅砖，在使用23年后即出现开裂、剥落等损毁，严重影响干熄焦装置正常运行。

       因此，为了提高硅碳棒干熄焦炉耐火材料的使用寿命，本文从分析硅碳棒干熄焦炉斜道支柱耐火材料的损毁机理出发，并针对目前硅碳棒干熄焦炉应用最广泛的莫来石一硅碳棒碳化硅材料的缺陷，研究提高其力学性能和热震稳定性能的方法，以满足硅碳棒干熄焦炉的使用要求。

       在我国焦炭的生产过程中，熄焦是其中的重要环节。传统的熄焦的方式为湿法熄焦，即采用冷水将炽热的红焦熄灭，但这种熄焦方法污染环境，浪费水资源，并且制备的焦炭质量差，为了节约能源、保护环境及改善焦炭质量，世界各国逐步开始采用干法熄焦，即通过惰性循环气体将炽热的红焦熄灭。干熄焦技术作为焦化行业节能减排的先进技术，被世界各国不断改进和应用。

       硅碳棒干熄焦炉为竖窑结构，从上到下分为锥段、预存段、环形风道、斜道区和冷却段，其结构如图所示。在干法熄焦过程中，1000 ℃左右的红焦从硅碳棒干熄焦炉顶部装入，下降到冷却段并与低温惰性气体(Nz)进行热交换，红焦温度降至200 ℃以下后排出。低温惰性循环气体(Nz)在干熄炉冷区段与焦炭逆流换热，温度升高至900960 ℃后从斜道支柱之间的风道口进入环形风道，在环形风道汇集后通过开口部进入一次除尘器，除尘后进入余热锅炉，在余热锅炉内的循环气体温度降为160 ℃左右，由循环风机加压后在进一步降温至约130℃后再次进入干熄炉与焦炭换热。干熄焦工艺流程如图所示。

硅碳棒干熄焦炉斜道区耐火材料发展

       斜道支柱是硅碳棒干熄焦炉的关键部位，其作为风道口的同时必须以倾斜悬挑的方式承载上部耐火材料及设备的重量。因此，斜道支柱耐火材料的选择至关重要。

       宝钢二期使用国产致密粘土砖替代从日本进口的莫来石砖，但其使用寿命仅为1年左右，完全不能满足干熄焦的生产需要。对宝钢二期国产致密粘土砖和进口莫来石砖分别进行了XRD衍射分析，结果表明:国产粘土砖的主晶相为a一方石英，莫来石相较少，而进口莫来石砖的主晶相为莫来石和红柱石，a-方石英为次晶相。在此分析基础上，选择红柱石、焦宝石和莫来石等为主要原料，通过高温烧结制备了以莫来石为主晶相的红柱石一莫来石砖，红柱石在烧结过程中形成针状或纤维状的莫来石网络结构，极大地提高了制品的抗热震性能，但制品强度偏低。研究了红柱石粒度对干熄焦用耐材制品使用性能的影响，结果发现适当引入红柱石超细粉，可以降低试样的烧成温度，提高热震稳定性，同时不降低试样的强度。研制开发了1123-slC砖，并应用于宝钢硅碳棒干熄焦炉斜道区，但实际使用中仍存在整体性差、寿命不高等问题。随着干熄焦技术的引进消化吸收并大量国产化，硅碳棒干熄焦炉斜道区用耐火材料逐渐发展为性能优良的莫来石一碳化硅砖，至今仍占据主导地位，但实际效果并不理想，使用23年后会出现开裂损毁等现象。以白刚玉、莫来石和碳化硅为主要原料，通过添加Zr0:微粉和红柱石微粉并高温烧成制备了应力缓冲型莫来石一碳化硅材料，但由于Zr0:相变过程和红柱石分解过程的体积变化量难以控制，导致实际应用效果不佳。http://www.zbqunqiang.cn/