賀佳

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司技術(shù)中心， 山西太原030003）

摘要：針對(duì)7.63 m 焦?fàn)t深火道爐體墻面出現(xiàn)破損，采用熱態(tài)修補(bǔ)技術(shù)，在高溫?zé)釕B(tài)下對(duì)炭化室墻面砌體進(jìn)行修繕。介紹了高溫隔熱防護(hù)裝置的制作和安裝方法、檢修過(guò)程中的爐溫管控方案、詳實(shí)的修補(bǔ)檢修過(guò)程及復(fù)產(chǎn)方案。實(shí)踐結(jié)果表明，采用熱態(tài)修補(bǔ)技術(shù)，解決了爐體修繕的難題，效果良好。

關(guān)鍵詞：7.63 m 焦?fàn)t；深火道；熱態(tài)修補(bǔ)

7.63 m 焦?fàn)t是國(guó)內(nèi)炭化室容積最大的焦?fàn)t，集中了煉焦工藝、焦?fàn)t機(jī)械和自動(dòng)化控制等方面的先進(jìn)技術(shù)，代表了當(dāng)今國(guó)際煉焦行業(yè)的發(fā)展方向。國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)從2006 年開(kāi)始相繼從德國(guó)引進(jìn)該種焦?fàn)t，焦?fàn)t投產(chǎn)后隨著爐齡的增長(zhǎng)，由于裝煤-摘門-推焦等反復(fù)不斷地操作引起的溫差應(yīng)力、機(jī)械壓力和化學(xué)腐蝕等作用，使?fàn)t體各部位逐漸發(fā)生變化，炭化室爐肩及過(guò)頂磚出現(xiàn)剝蝕，爐墻表面出現(xiàn)裂紋、剝蝕、麻面和熔洞等現(xiàn)象^[1-3]。由于7.63 m 焦?fàn)t爐體龐大，在進(jìn)行爐體修復(fù)時(shí)會(huì)面臨爐溫控制和爐墻保溫難度大、檢修作業(yè)面空間狹窄，檢修人員動(dòng)作不暢等諸多問(wèn)題。同時(shí)，為了規(guī)避傳統(tǒng)冷修技術(shù)的弊端，山西太鋼不銹鋼股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱太鋼）根據(jù)7.63 m焦?fàn)t爐體特點(diǎn)開(kāi)發(fā)了深火道熱態(tài)修補(bǔ)技術(shù)，研制詳細(xì)的工藝技術(shù)方案，對(duì)焦化企業(yè)具有一定的借鑒意義。

1 7.63 m 焦?fàn)t情況

1.1 爐體工藝參數(shù)

7.63 m 焦?fàn)t為雙聯(lián)火道，分段加熱，廢氣循環(huán)，蓄熱室分格的復(fù)熱式超大型焦煤。炭化室高7 630 mm，有效高度7 180 mm，平均寬度590 mm，炭化室錐度50 mm，長(zhǎng)度18 800 mm，有效長(zhǎng)度18 000 mm，有效容積為76.25 m3，耐火磚墻厚95 mm，立火道中心距500 mm，18 對(duì)雙聯(lián)立火道^[4-5]。

1.2 墻面熔洞情況

7.63 m 焦?fàn)t炭化室爐墻使用致密硅磚砌筑。生產(chǎn)運(yùn)行多年后，一炭化室爐墻9~12 立火道處，距炭化室底第2~4 層爐墻磚部分損壞，破損處大高約120 mm、長(zhǎng)100 mm，造成火道串漏并導(dǎo)致立火道局部爐溫下降，影響正常生產(chǎn)。由于爐墻損壞部位距離炭化室機(jī)側(cè)距離有4 000~6 000 mm，在進(jìn)行檢修時(shí)會(huì)面臨爐溫控制和爐墻保溫難度大等諸多問(wèn)題。經(jīng)陶瓷焊補(bǔ)及抹補(bǔ)處理恢復(fù)生產(chǎn)2~3 個(gè)月后，又會(huì)再次出現(xiàn)爐墻破損。

2 熱態(tài)修補(bǔ)前期準(zhǔn)備

2.1 3 m×3 m帶護(hù)欄平臺(tái)的制作該平臺(tái)尺寸為3 m×3 m，與炭化室底同高，平臺(tái)四周焊有護(hù)欄。平臺(tái)四根支撐柱下安有走形輪便與移動(dòng)。平臺(tái)制作材料多為角鋼、鋼板、鋼管及走形輪等。該平臺(tái)制作較為簡(jiǎn)單，只需進(jìn)行簡(jiǎn)單焊接便可。該平臺(tái)的作用是為施工人員將熱修防護(hù)裝置推入炭化室時(shí)提供站立的基礎(chǔ)平臺(tái)。

2.2 熱修防護(hù)裝置的制作

根據(jù)7.63 m 焦?fàn)t炭化室尺寸及錐度情況，熱修防護(hù)裝置由9 個(gè)長(zhǎng)2 000 mm、高2 000 mm 的單體防護(hù)裝置組成，單體防護(hù)裝置的寬度分別為560 mm（3個(gè)）、580 mm（3 個(gè)）、600 mm（3 個(gè)）。9 個(gè)單體防護(hù)裝置用螺栓連接件緊固連接成有蓋無(wú)底的熱修防護(hù)裝置。熱修防護(hù)裝置如圖1。

單體防護(hù)裝置框架由鋼結(jié)構(gòu)焊接而成，底部為槽鋼，其余邊框?yàn)楸怃?，中部支撐鋼梁為角鋼，單體防護(hù)裝置底部在槽鋼上安裝有走形輪。單體防護(hù)裝置內(nèi)襯填充隔熱層，隔熱層由外及里依次為：第一層δ0.1 孔40 mm×40 mm 的鋼板網(wǎng)、第二層為50 mm 厚的硅酸鋁纖維氈，第三層硅酸鋁纖維布、第四層仍為δ0.1 孔40 mm×40 mm 的鋼板網(wǎng)，單體防護(hù)裝置內(nèi)襯隔熱層用12 號(hào)鐵絲穿透并固定。為防止單體防護(hù)裝置在推動(dòng)時(shí)左右扭動(dòng)，在單體防護(hù)裝置底部邊框上裝有3 個(gè)花籃螺栓支撐件，頂部邊框上裝有2 個(gè)花籃螺栓支撐件，支撐件放置在焊接頂部和底部邊框的卡槽中花籃螺栓支撐件見(jiàn)圖2。

2.3 熱修防護(hù)裝置走形導(dǎo)軌

為能夠?qū)嵝薹雷o(hù)裝置方便、快速的推進(jìn)需要檢修的炭化室，熱修防護(hù)裝置配備簡(jiǎn)易的走形導(dǎo)軌，走形導(dǎo)軌為2 根3 000 mm 的槽鋼。單體防護(hù)裝置走形導(dǎo)軌見(jiàn)圖3。

3 熱態(tài)修補(bǔ)降溫方案

檢修前調(diào)整焦?fàn)t推焦計(jì)劃，檢修爐號(hào)N 號(hào)推空爐，N-1 號(hào)和N+1 號(hào)炭化室為緩沖爐號(hào)燜爐，N-2 號(hào)和N+2 號(hào)炭化室為半緩沖爐號(hào)，半緩沖爐號(hào)出爐結(jié)焦時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)結(jié)焦時(shí)間的1.5 倍。檢修爐號(hào)N 號(hào)出焦后，關(guān)閉N-1 號(hào)和N 號(hào)炭化室兩側(cè)高爐煤氣加減旋塞降低爐溫，檢修爐號(hào)爐溫控制在750~800 ℃，緩沖爐號(hào)爐溫控制在800~850 ℃，半緩沖爐號(hào)爐溫控制1 150 ℃左右。檢修爐號(hào)N 號(hào)兩側(cè)燃燒室由高爐煤氣改為焦?fàn)t煤氣加熱，待檢修立火道停止加熱，檢修火道接口部位溫度控制650 ℃。降溫期間應(yīng)每2 h測(cè)量一次溫度，并做好記錄^[6]。

4 熱態(tài)修補(bǔ)作業(yè)

4.1 炭化室機(jī)焦側(cè)封堵保溫

檢修爐號(hào)N 號(hào)兩側(cè)燃燒室爐溫降至750 ℃左右時(shí)，打開(kāi)機(jī)、焦側(cè)爐門及上升管蓋，并關(guān)閉裝煤孔蓋，為防止?fàn)t溫下降，摘掉爐門后應(yīng)對(duì)炭化室機(jī)、焦側(cè)進(jìn)行封堵保溫。用預(yù)制的與炭化室寬度相近的陶瓷纖維氈塊對(duì)炭化室機(jī)焦側(cè)進(jìn)行封堵嚴(yán)密。

4.2 炭化室爐底清理

對(duì)炭化室爐底進(jìn)行清理，在推焦車推焦桿滑靴底部捆綁陶瓷纖維氈，模擬推焦動(dòng)作對(duì)炭化室底部殘留的焦炭及掉落的石墨進(jìn)行清掃，清掃之后再將壓縮空氣管固定在推焦桿滑靴上，模擬推焦動(dòng)作對(duì)炭化室底部進(jìn)行吹掃，確保炭化室底部干凈。

4.3 隔熱防護(hù)設(shè)施安裝

為減少勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短將熱修防護(hù)裝置進(jìn)入炭化室的時(shí)間，采取機(jī)拉焦推的方式，在檢修炭化室預(yù)放置一條長(zhǎng)20 m 的鐵鏈，將待組裝的單體熱修防護(hù)裝置運(yùn)至檢修號(hào)焦側(cè)爐前，并安放在跳架平臺(tái)上后安裝熱修防護(hù)裝置頂蓋，然后將預(yù)制的熱修防護(hù)裝置走形導(dǎo)軌鋪設(shè)在跳架平臺(tái)和檢修爐號(hào)炭化室間，將單體熱修防護(hù)裝置吊放在走形導(dǎo)軌中，將單體熱修防護(hù)裝置從焦側(cè)推進(jìn)炭化室。將預(yù)放置的長(zhǎng)20 m鐵鏈一端與熱修防護(hù)裝置等寬的槽鋼焊接在一起，并將該槽鋼卡在單體熱修防護(hù)裝置的外框架底部，此時(shí)第一組熱修防護(hù)裝置的安裝完成。重復(fù)上述單體熱修防護(hù)裝置安裝、拼接過(guò)程，直到9 組單體熱修防護(hù)裝置拼接完成，然后將鐵鏈另一端與推焦桿連接固定，利用推焦桿的行程拉力和攔焦車導(dǎo)焦柵的推力將熱修防護(hù)裝置全部送入檢修炭化室。然后調(diào)整熱修防護(hù)裝置的花籃螺栓支撐件，使熱修防護(hù)裝置緊貼爐墻，并用陶瓷纖維氈將機(jī)焦側(cè)爐框與熱修防護(hù)裝置間的間隙密封。然后在待檢修火道位置架設(shè)防爆照明和通風(fēng)管確保檢修人員作業(yè)環(huán)境安全，照明線路和通風(fēng)管做好防高溫防火包裹。

4.4 立火道修補(bǔ)作業(yè)

檢修人員進(jìn)入待檢修位置后，拆除處于待檢修立火道部位熱修防護(hù)裝置的隔熱層，檢查爐墻破損情況并確定檢修區(qū)域。同時(shí)，拆除隔熱層的非檢修區(qū)域用陶瓷纖維氈隔熱保溫。檢修時(shí)用電鋸將破損爐墻墻皮磚割斷，并清理斜道口堵塞，修整更換斜道口損壞的砌體，用零膨脹磚和硅火泥重新砌筑破損的爐墻部位。檢修結(jié)束后將立火道底部、斜道部位的廢物清理干凈，將廢棄的爐墻磚、檢修工具、全部清理撤出后，拆除焦側(cè)用于密封爐框與熱修防護(hù)裝置間隙的陶瓷纖維氈，并將熱修防護(hù)裝置從炭化室焦側(cè)撤出。然后清理炭化室底部，安裝機(jī)、焦側(cè)爐門，并關(guān)閉上升管蓋。

4.5 檢修爐號(hào)烘爐及空壓密封

檢修完畢對(duì)檢修爐號(hào)N 號(hào)進(jìn)行烘爐升溫，利用炭化室余熱待爐溫升至750 ℃，打開(kāi)檢修爐號(hào)N 號(hào)燃燒室的第9 和第12 火道焦?fàn)t煤氣噴嘴，當(dāng)?shù)?0和11 火道溫度達(dá)到750 ℃時(shí)，打開(kāi)第10 和11 火道焦?fàn)t煤氣噴嘴。當(dāng)烘爐火道溫度達(dá)到1 000 ℃，置換高爐煤氣加熱。當(dāng)烘爐火道溫度達(dá)到1 150 ℃時(shí)，開(kāi)始對(duì)檢修爐號(hào)N 號(hào)炭化室進(jìn)行空壓密封，嚴(yán)密檢修爐墻磚縫。機(jī)、焦側(cè)爐門用黃泥密封嚴(yán)密，在3 號(hào)裝煤口向炭化室噴吹密封料，直到在炭化室兩側(cè)燃燒室看不到竄漏的密封料為止。空壓密封炭化室完畢后，對(duì)爐底進(jìn)行徹底清理。

4.6 檢修爐號(hào)恢復(fù)生產(chǎn)

當(dāng)烘爐火道溫度達(dá)到1 200 ℃，檢修爐號(hào)N 號(hào)開(kāi)始裝煤，檢修爐號(hào)N 號(hào)第一次出爐的結(jié)焦時(shí)間按標(biāo)準(zhǔn)結(jié)焦時(shí)間的1.5 倍進(jìn)行組織，緩沖爐號(hào)N-1 號(hào)和N+1 號(hào)在檢修爐號(hào)N 號(hào)裝煤4 h 后方可安排出爐。檢修爐號(hào)N 號(hào)出焦后，處于亂序5 個(gè)爐號(hào)的應(yīng)按正常工藝要求盡快歸序。

4.7 修補(bǔ)效果

檢修爐號(hào)N 號(hào)修補(bǔ)后，炭化室墻面新舊砌體平整無(wú)錯(cuò)臺(tái)，機(jī)焦側(cè)爐頭、檢修立火道及相鄰立火道無(wú)竄漏?；謴?fù)生產(chǎn)后，出爐狀況良好，連續(xù)跟蹤了一個(gè)月，推焦電流穩(wěn)定在200 A 左右。

5 結(jié)語(yǔ)

自制7.63 m 焦?fàn)t深火道熱態(tài)修補(bǔ)高溫隔熱防護(hù)裝置，該裝置制作工藝簡(jiǎn)便，隔熱性能好，保證了爐體和作業(yè)人員的安全性。構(gòu)建焦?fàn)t火道熱態(tài)修補(bǔ)的爐溫控制方法，熱修區(qū)域溫度不低于硅磚晶型轉(zhuǎn)化點(diǎn)，保證了爐墻砌體安全。規(guī)避傳統(tǒng)冷修技術(shù)的弊端，解決了爐墻熔洞造成的爐體竄漏、爐溫不勻和推焦電流大等難題。

參考文獻(xiàn)

[1] 羅鵬飛，郝啟民.焦?fàn)t爐墻熔洞的熱修補(bǔ)[J].包鋼科技，2008，34（增刊）：8.

[2] 陳友.焦?fàn)t墻面損壞原因分析及對(duì)策[J].河北冶金，2008，213：63.

[3] 周海甫，張農(nóng)超.焦?fàn)t深火道熱態(tài)修補(bǔ)技術(shù)[J].燃料與化工，2010，41（1）：25.

[4] 田秀林.零膨脹磚在7.63 m 超大型焦?fàn)t爐體維護(hù)中的應(yīng)用[J].煤化工，2017，45（4）：24.

[5] 潘立慧，魏松波.煉焦技術(shù)問(wèn)答[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2013.

[6] 楊帆，嚴(yán)鐵軍.武鋼7.63 m 焦?fàn)t蓄熱室格子磚變形熔損原因探討[J].鋼鐵，2016，51（6）：95.