關(guān)于八鋼5#搗固焦?fàn)t冷爐效果淺析

杜生強(qiáng)，魏婷婷

（寶鋼集團(tuán)新疆八鋼煉鐵分公司）

關(guān)于八鋼5#搗固焦?fàn)t冷爐效果淺析

杜生強(qiáng)，魏婷婷

（寶鋼集團(tuán)新疆八鋼煉鐵分公司）

文章分析了5#搗固焦?fàn)t冷爐的全過(guò)程及部分關(guān)鍵測(cè)量數(shù)據(jù)，探討了焦?fàn)t冷爐效果及裂紋產(chǎn)生的原因。分析了5#焦?fàn)t重新開(kāi)爐的工作內(nèi)容，提出了改善焦?fàn)t冷爐效果的措施。

焦?fàn)t；冷爐；裂紋；建設(shè)期

隨著鋼鐵行業(yè)嚴(yán)冬的到來(lái)，國(guó)內(nèi)一些冶金焦生產(chǎn)企業(yè)為應(yīng)對(duì)低迷的鋼鐵市場(chǎng)已經(jīng)開(kāi)始延長(zhǎng)結(jié)焦時(shí)間，降低產(chǎn)能。焦?fàn)t進(jìn)行冷爐已經(jīng)成為眾多企業(yè)面臨的問(wèn)題，如何將焦?fàn)t在1000℃以上的高溫耐火硅磚降至常溫，同時(shí)還能夠保證爐體基本完好以及具備重新開(kāi)爐條件在國(guó)內(nèi)還沒(méi)有可參考的實(shí)例。根據(jù)八鋼公司統(tǒng)籌生產(chǎn)安排，需對(duì)焦化老區(qū)4.3m搗固焦?fàn)t（1#～5#）逐步停產(chǎn)并冷爐，因無(wú)任何經(jīng)驗(yàn)可言，為此，需要制定詳細(xì)、周密的實(shí)施計(jì)劃，確保1～5#焦?fàn)t冷爐過(guò)程平穩(wěn)安全。

1　焦?fàn)t冷爐降溫的要求

焦?fàn)t冷爐降溫就是將正在生產(chǎn)的焦?fàn)t炭化室內(nèi)的焦炭推空，之后使?fàn)t體由生產(chǎn)溫度緩慢降至常溫的特殊操作過(guò)程。

現(xiàn)代大型焦?fàn)t主體部位均是由硅質(zhì)耐火材料砌筑的［1］，一代爐齡壽命一般在25～30年及以上，其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和工藝一般僅滿(mǎn)足焦?fàn)t烘爐及正常生產(chǎn)的操作要求，基本上沒(méi)有考慮一代爐齡之內(nèi)焦?fàn)t的停產(chǎn)降溫需要，所以焦?fàn)t停爐降溫不單是簡(jiǎn)單的一個(gè)烘爐的逆過(guò)程，停爐降溫后爐體可能會(huì)出現(xiàn)一些磚縫錯(cuò)動(dòng)、磚縫灰漿脫落、個(gè)別磚的細(xì)小裂紋等，這會(huì)對(duì)以后再次投產(chǎn)造成一些困難（主要是炭化室部位出現(xiàn)串漏）。因此，一旦操作不當(dāng)，會(huì)使?fàn)t體造成不同程度的損傷，而且或多或少影響焦?fàn)t的使用壽命和對(duì)后期生產(chǎn)構(gòu)成潛在的影響。

因此，焦?fàn)t冷爐降溫之前必須制定詳細(xì)、周密的計(jì)劃，使冷爐工作正常有序地進(jìn)行，確保焦?fàn)t平穩(wěn)地由生產(chǎn)溫度過(guò)渡到常溫狀態(tài)，最大限度地保持焦?fàn)t的嚴(yán)密及完整性，為重新開(kāi)爐創(chuàng)造有利條件。

焦?fàn)t的冷爐降溫是一個(gè)技術(shù)性要求高、操作復(fù)雜的綜合性工作，它要求每一步必須嚴(yán)格按規(guī)定進(jìn)行。焦?fàn)t降溫過(guò)程主要分兩個(gè)階段進(jìn)行：首先，進(jìn)行停爐工作，包括推空爐、停加熱煤氣、切斷連接點(diǎn)工作；第二步再進(jìn)行冷爐降溫工作，包括爐體降溫的溫度檢測(cè)、爐體加壓管理、收縮測(cè)量；第三步焦?fàn)t降溫后，進(jìn)行焦?fàn)t防護(hù)工作。

文章重點(diǎn)研究焦?fàn)t冷爐降溫及降溫后的防護(hù)工作。焦?fàn)t冷爐降溫流程見(jiàn)圖1。

圖1　焦?fàn)t冷爐降溫流程

2　焦?fàn)t冷爐降溫工作步驟

2.1降溫前的準(zhǔn)備工作

爐體全部由耐火磚砌筑而成，爐溫降低，耐火磚及爐體收縮是焦?fàn)t開(kāi)爐爐體膨脹的逆過(guò)程。為保障爐體正?；驈?qiáng)制收縮，必須將與爐體連接的所有硬連接全部斷開(kāi)，并將收縮阻力降至最低。

（1）全爐焦炭出空。集氣管通蒸汽，保壓50～60 Pa。爐溫保持在1050℃；

（2）推空爐期間上升管加裝49個(gè)盲板；

（3）爐頂拉條溝揭蓋板磚，松動(dòng)拉條，然后吹掃。集氣管，爐頂軌道開(kāi)始拆除；

（4）開(kāi)始打掉小爐頭。鐵件做各滑動(dòng)點(diǎn)及收縮測(cè)量點(diǎn)的標(biāo)記；

（5）鐵件做滑動(dòng)點(diǎn)的潤(rùn)滑，測(cè)量爐高的原始值；

（6）爐頂區(qū)域影響爐體收縮的各連接點(diǎn)全部斷開(kāi)，爐頂區(qū)域需動(dòng)火的作業(yè)全部完成。集氣管端部盲板與放散管打開(kāi)，繼續(xù)通蒸汽，使易揮發(fā)氣體全部排出，消除爆炸極限，并開(kāi)始割除淌焦板；

（7）斷開(kāi)操作平臺(tái)與爐柱之間的連接。

2.2焦?fàn)t停止加熱開(kāi)始降溫

焦?fàn)t停止加熱，爐體自身熱量開(kāi)始散失，爐溫開(kāi)始逐漸降低，此階段爐體將逐漸收縮，而如何使得爐體收縮均勻，加強(qiáng)鐵件調(diào)整、保證爐體收縮顯得非常重要。

相關(guān)準(zhǔn)備及后續(xù)工作：（1）蓄熱室與小煙道承插部松開(kāi)，用石棉繩塞嚴(yán)。爐頂拉條溝松動(dòng)完畢，斜道區(qū)密封完畢；

（2）焦?fàn)t停止加熱，爐溫每4小時(shí)人工測(cè)量一次。橫拉條彈簧開(kāi)始加壓，此后每天加壓，保持規(guī)定噸位，并安裝自動(dòng)測(cè)溫系統(tǒng)。自動(dòng)測(cè)溫系統(tǒng)采用平均溫度，即測(cè)量每個(gè)燃燒室中間火道溫度、每隔6個(gè)燃燒室測(cè)量同一燃燒室爐頭溫度，之后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、變換，在電腦顯示全爐集合溫度，并每隔5min采集與顯示數(shù)據(jù)一次；

（3）自動(dòng)測(cè)溫系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行，冷爐值班室開(kāi)始24小時(shí)監(jiān)控爐溫，確保按計(jì)劃降溫。一旦發(fā)現(xiàn)廢氣開(kāi)閉器溫度高、爐頭溫度偏低，則及時(shí)通知相關(guān)人員檢查并處理，并加強(qiáng)爐頂大小爐蓋的密封處理，使得降溫速度在可控范圍內(nèi)；

（4）按照焦耐院要求，降溫速度開(kāi)始慢于計(jì)劃，開(kāi)始逐漸打開(kāi)大爐蓋。降溫速度嚴(yán)重滯后于計(jì)劃，打開(kāi)一半小爐蓋。降溫速度仍慢于計(jì)劃，打開(kāi)全部小爐蓋及打開(kāi)廢氣開(kāi)閉器空氣蓋板；

（5）爐溫降至64℃，拆除自動(dòng)測(cè)溫系統(tǒng)，冷爐降溫完畢。

2.3降溫曲線(xiàn)

降溫曲線(xiàn)每隔5min取全爐平均溫度連續(xù)打點(diǎn)獲得，見(jiàn)圖2所示。

圖2　4.3m5#搗固焦?fàn)t降溫曲線(xiàn)

降溫曲線(xiàn)對(duì)降溫過(guò)程控制有一定指導(dǎo)性，可以按照曲線(xiàn)的變換趨勢(shì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題，并及時(shí)做出調(diào)整，使其達(dá)到預(yù)定要求。

2.4冷爐關(guān)鍵數(shù)據(jù)

冷爐鐵件測(cè)量數(shù)據(jù)較直觀(guān)反映爐體降溫收縮效果，并以開(kāi)爐前的鐵件數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)。相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)見(jiàn)表1、表2、表3。

表1　爐體收縮量　mm

表2　爐高收縮量　mm

表3　爐柱曲度變化值

所有數(shù)據(jù)取其平均值?？梢钥闯鲭S著爐溫的逐步降低，爐體全方位收縮。鞍山焦耐院指導(dǎo)專(zhuān)家判斷，爐體收縮量正常，但爐柱曲度偏大。

3　冷爐效果及分析

3.1爐體直觀(guān)檢查

2015年8月2日，冷爐結(jié)束，打開(kāi)爐門(mén)檢查爐內(nèi)情況，見(jiàn)圖3。

圖3　冷爐后焦?fàn)t爐內(nèi)情況

檢查發(fā)現(xiàn)，炭化室中部、除塵孔下部普遍存在裂紋，寬度約10mm，最大20mm。炭化室底磚普遍存在斷裂，寬度在5～10mm。部分過(guò)頂磚斷裂。炭化室墻面有部分剝蝕，并且變得較為松軟，可用硬質(zhì)物輕松摳動(dòng)。這些部位的裂縫和侵蝕較為直觀(guān)，肉眼可明顯看到。對(duì)于斜道區(qū)、蓄熱室較難觀(guān)察，鞍山焦耐院專(zhuān)家判定同樣存在裂紋。

3.2產(chǎn)生裂紋的原因分析［2］

焦?fàn)t經(jīng)過(guò)長(zhǎng)年使用，由于一些縫隙里已經(jīng)被石墨及灰塵等雜物添入，已經(jīng)無(wú)法完全縮回烘爐前的尺寸，雖然通過(guò)彈簧和拉條給爐體施壓，其作用與烘爐時(shí)限制爐體膨脹的作用是不一樣的，靠這些力往回壓爐體是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因此，爐體收縮過(guò)程中產(chǎn)生的裂紋無(wú)法避免，而且這些裂紋還往往集中在一處或兩三處，因此裂縫寬度可能會(huì)更大。

5#焦?fàn)t經(jīng)過(guò)約10年的使用，出現(xiàn)過(guò)一些狀況：爐頂縱拉條部分被燒損，橫拉條大彈簧被部分燒損，因此噸位很難調(diào)節(jié)（這些情況在其他廠(chǎng)焦?fàn)t也發(fā)生過(guò)）。橫拉條在冷爐后期150℃時(shí)，上部橫拉條的大彈簧因絲扣銹蝕無(wú)法加壓，對(duì)爐體失去保護(hù)作用。由于小彈簧未調(diào)節(jié)，鋼柱曲度偏大，對(duì)爐體的保護(hù)作用降低。

4　5#焦?fàn)t再次投產(chǎn)的維修工作

冷爐再投產(chǎn)的焦?fàn)t，其爐況一定不如冷爐之前，裝煤后荒煤氣竄漏造成的爐體及煙囪煙塵外溢將非常嚴(yán)重，因此需要對(duì)爐體進(jìn)行更換及翻修才可能重新烘爐生產(chǎn)。

需要維修的工作如下：（1）取出所有橫拉條大彈簧絲扣，清洗潤(rùn)滑，增加大彈簧的調(diào)節(jié)余量；（2）更換調(diào)節(jié)后曲度仍大于25mm的爐柱；（3）更換部分失效的大小彈簧；（4）炭化室墻面的剝蝕，可通過(guò)抹補(bǔ)處理，部分損壞大的磚，必須挖補(bǔ)更換；（5）炭化室墻面的裂縫，需抹補(bǔ)處理；（6）炭化室底磚的斷裂，一般進(jìn)行抹補(bǔ)處理，特別嚴(yán)重的必須更換；（7）過(guò)頂磚挖補(bǔ)更換；（8）蓄熱室墻面的裂縫需進(jìn)行抹補(bǔ)處理。

根據(jù)初步預(yù)估，5#焦?fàn)t爐體投產(chǎn)所需費(fèi)用合計(jì)超過(guò)600萬(wàn)元，施工時(shí)間加烘爐時(shí)間約需120～150天。焦?fàn)t再開(kāi)爐是項(xiàng)復(fù)雜的工程，具體工作量及成本需根據(jù)實(shí)際情況再次核定。

5　關(guān)于焦?fàn)t冷爐的思考

八鋼公司停止運(yùn)行5#焦?fàn)t，并進(jìn)行冷爐是首例，是在無(wú)任何經(jīng)驗(yàn)的情況下開(kāi)展的工作。盡管焦?fàn)t冷爐結(jié)果不佳，但也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題，需要引起關(guān)注。

5.1關(guān)于焦?fàn)t爐體建設(shè)期

（1）建設(shè)期焦?fàn)t爐體砌筑狀況非常重要。建設(shè)過(guò)程中嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙砌筑，嚴(yán)格使用耐火泥標(biāo)號(hào)、嚴(yán)格控制磚縫縫隙大小。抵抗墻預(yù)留寬度是否合理是保證焦?fàn)t爐體質(zhì)量的基礎(chǔ)。在建設(shè)期這些內(nèi)容需要管理人員與監(jiān)理人員重點(diǎn)關(guān)注。

（2）必須重視建設(shè)期的鐵件質(zhì)量。鐵件縱橫拉條、大小彈簧、爐柱的規(guī)格要滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)，必須達(dá)到抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度的等級(jí)要求，且不可偷工減料、降低規(guī)格。否則在調(diào)整噸位的過(guò)程中易發(fā)生斷裂，起不到護(hù)爐作用，突然發(fā)生斷裂還會(huì)造成人員傷害。因此，鐵件質(zhì)量在設(shè)計(jì)、采購(gòu)、驗(yàn)收、安裝等環(huán)節(jié)需全面監(jiān)控、專(zhuān)人負(fù)責(zé)。

5.2生產(chǎn)期的鐵件管理

生產(chǎn)階段，鐵件測(cè)量與調(diào)整仍然非常重要，通過(guò)測(cè)量可以發(fā)現(xiàn)爐體膨脹情況，通過(guò)調(diào)整使?fàn)t體膨脹較為均勻，焦?fàn)t整體膨脹均勻不會(huì)發(fā)生爐磚竄動(dòng)、爐體變形現(xiàn)象，這也是提升冷爐效果的先決條件。

5.3冷爐過(guò)程

（1）冷爐前的準(zhǔn)備工作。冷爐前必須將所有與爐體連接的硬連接全部斷開(kāi)，包括行走樓梯、焦油盒、車(chē)體導(dǎo)軌、焦測(cè)磨電道、高低壓氨水管道等，同時(shí)拆除爐頭磚，盡可能減小爐體收縮阻力。此階段彈簧的潤(rùn)滑也非常重要，要保證螺母與螺桿正常轉(zhuǎn)動(dòng)。

（2）冷爐過(guò)程的高強(qiáng)、精密作業(yè)。冷爐過(guò)程中大小彈簧的調(diào)整非常重要，必須制定嚴(yán)密的調(diào)整計(jì)劃，分班次連續(xù)調(diào)整彈簧，保證彈簧噸位。此工作體力勞動(dòng)強(qiáng)度較大，需要不間斷逐個(gè)調(diào)整。遇到橫拉條失效的情況時(shí)必須用手動(dòng)葫蘆牽引，更換拉條，嚴(yán)防拉條失效、收縮不均勻。

筆者認(rèn)為在焦?fàn)t建設(shè)期、運(yùn)行期、冷爐期要關(guān)注這些環(huán)節(jié)，完全按設(shè)計(jì)和規(guī)程進(jìn)行，在冷爐期可減少焦?fàn)t裂紋的產(chǎn)生，可以降低重新開(kāi)爐的工作量及投資額。

6　結(jié)論

焦?fàn)t冷爐對(duì)爐體都有不同程度的傷害，一旦重新開(kāi)爐，都將有很長(zhǎng)時(shí)間的開(kāi)爐準(zhǔn)備工作及高強(qiáng)度的砌筑工作，并且一次性投入非常高，投入生產(chǎn)后爐體竄漏、煙囪冒煙造成的環(huán)保污染在所難免。如果停爐保溫時(shí)間較短，生產(chǎn)企業(yè)可以承受燃料消耗成本，建議焦?fàn)t保溫為主。如需長(zhǎng)時(shí)間停爐，做好冷爐前的準(zhǔn)備、硬連接的斷開(kāi)、爐體的密封、減緩爐體散熱速度、鐵件的潤(rùn)滑、彈簧的持續(xù)均勻緊固等工作可顯著減少爐體主墻面、炭底磚、爐頭磚、過(guò)頂磚、除塵口斜面磚、蓄熱室單主墻的龜裂、剝蝕、斷裂的程度。

總體而言，一般不主張焦?fàn)t冷爐，焦?fàn)t冷爐是鋼鐵業(yè)持續(xù)低迷、停爐保溫成本較高狀況下的無(wú)奈之舉。

［1］肖瑞華，白金鋒.煤化學(xué)產(chǎn)品工藝學(xué).北京：冶金工業(yè)出版社：2010年.

［2］于振東，鄭文華.現(xiàn)代焦化生產(chǎn)技術(shù)手冊(cè).北京：冶金工業(yè)出版社：2010年.

Analysis to Reduce the Temperature about No.5 Stamp-charging Coke Oven

DU Sheng-qiang
（Ironmaking Branch，Bayi Iron&Steel Co.，Baosteel Group）

This paper analyzes the cold furnace whole process of No.5 tamping coke oven and some key measurement data，discusses the effect of cold coke oven and the reasons of the crack，analyzes the working content of No.5 stamp-charging coke oven start-up again，puts forward the measures of improving coke oven cold furnace effect.

coke oven；cold furnace；crack；avoid risk

TQ522.15

A

1672—4224（2016）01—0029—04

聯(lián)系人：杜生強(qiáng)，35歲，男，碩士，煤焦專(zhuān)業(yè)工程師，烏魯木齊（830022）新疆八鋼煉鐵分公司生產(chǎn)科
E-mail：dusq@bygt，com.cn