高温作业的窑炉内衬大多使用耐火砖,如钢铁业高炉、热风炉、转炉、有色反射炉、回转窑等。一般的耐火砖耐热性能并不能满足高温工业的长期使用要求，在经过长期使用后耐火砖会开裂,甚至熔化，造成损毁，所以在窑炉经历长期的冶炼工作后需要拆除损毁严重的耐火砖部分，进行重新铺设以保证窑炉的安全使用。
1、人工扒砖
最初的拆卸方法是人工扒砖,具体的操作过程是等待上千度的窑炉冷却后,工人师傅在炉侧轮流用风镐、撬杠、重锤等工具将耐火砖击碎并取出。而耐火砖表层在上千度的冶炼高温下,形成一层较厚的致密层,冷却后,强度很高,异常坚固,给破拆工作带来较大的难度。人工扒砖需要较长时间的冷却等待时间,另外,增强了操作人员的劳动强度,而且还要花费较长的破拆时 间,破拆的工作效率也很低。据统计熟练人工拆砖平均速度 1 h 仅拆除 1 m,扒砖后还需要重新进行铺设。总之,人工扒砖过程存在噪音大、灰尘大、速度慢、安全性差、环境温度高、劳动强度高、工程周期长等问题,是人工进行耐火砖拆除工作的难点。
2、机械耐火砖拆除
在机械化破拆过程中,主要使用机载的液压破碎锤,将破拆机械开进维修的窑体内,液压破碎锤依靠液压回路间隙式驱动冲击锤芯打击钎杆来破拆残余耐火砖。 在拆除过程中,不仅噪音大,而且冲击锤芯不易控制。有的残余耐火砖在钎杆冲击下表面产生微裂纹,但不易被观察到,若仍然受到钎杆的冲击作用,钎杆会失速,其尖端不可避免地撞击到窑体表面上,使窑体内表面产生损伤,随后冲击锤芯才能停止打击。在破拆过程中,不同位置的耐火砖磨损程度不同,强度也不一样,钎杆受到的打击力很难做到随残余耐火砖的不同而精确调整,这也大大增加了钎杆对窑体的损伤。这些损伤点,最终造成窑体破裂而无法使用,带来巨大的经济损失。 正是由于液压打击力和破拆深度难以精确控制,所以企业一般较少采用机械化破拆方式。 机械破拆虽然降低了工人的工作强度但是不易控制,容易给工厂造成经济损失,并且机械化破拆的 成本过高,企业需要承受巨大的经济压力。
3、爆破拆除技术
根据耐火砖拆除规模、冶金炉的类型、拆除具体要求、爆破具体环境等具体条件,爆破拆除时需要通过详细设计、加装防护措施,具体包括炸药量控制、耐火砖的破碎过程、冶金炉炉体的加装防护等,才能达到预期的爆破效果。总之,既要将破除耐火砖,又不能影响冶金炉本身的结构强度。此外,冶金炉炉体内部是高温、高压的一种极端环境,在炉内进行爆破拆除时还需要注意周围环境,既要控制爆破时产生的飞溅,又要控制爆破诱发的冶金炉炉体震动,还要确保周围的设备、工作人员的安全,尤其是炉内爆破作业的高温、高压问题,使得爆破拆除变得异常困难。进行爆破作业之后还需进行温度的测量及爆破作业量的测量及评估,为后续作业提供技术支撑。 与人工拆除和使用机械设备拆除相比,爆破拆除技术难度高、成本高、危险性高,但其独有的拆除工期短,节省作业时间的优点,尤其是在大规模短期内进行升级换代时,比传统拆除方法更具有优越性。
4对比分析
在对窑炉耐火砖拆除方法进行选择时,还需要考虑到其他因素,如拆除工作的时间、效率、安全性和环境保护等方面。 人工扒砖法虽然所需技术水准相对较低,企业成本较低,但是人工破拆噪音大、灰尘大、速度慢、安全性差。
机械耐火砖拆除法在效率和安全性方面相对较好,但是机械拆除液压打击力难以精确控制,破拆深度难以精确控制,对炉窑的结构要求比较敏感,如果结构不稳定容易引起炉窑变形或倒塌等安全事故,容易给工厂造成经济损失,而且机械化破拆的成本过高,需要承受巨大的经济压力。
爆破拆除法虽然具有工期短、节省劳动时间的特点,但是具有很大的危险性,对环境的影响较大,同时还需要进行严格的安全措施,使用成本也相对较高,仅适合于大规模的炉体拆除情况。
综上所述,对于不同的企业来说,需要根据自身的实际情况选择适合自己的拆炉方法,并且在选择时需要综合考虑多方面因素,包括资金、炉窑规模、时间、效率、安全性和环保等方面。