搗固焦爐爐墻損壞的原因及應對措施

徐廷萬

(攀枝花攀鋼釩煉鐵廠，四川攀枝花，617022)

生產(chǎn)與應用

搗固焦爐爐墻損壞的原因及應對措施

徐廷萬

(攀枝花攀鋼釩煉鐵廠，四川攀枝花，617022)

針對國內(nèi)搗固焦爐爐墻較早出現(xiàn)剝蝕、裂縫和穿孔的現(xiàn)象，從搗固工藝上進行了原因分析，并提出了應對措施，為今后搗固焦爐建設及生產(chǎn)提供借鑒。

搗固焦爐 爐墻 損壞 措施

國內(nèi)搗固焦爐是在二十一世紀初才開始大規(guī)模建設，其目的是擴大煉焦用煤范圍，解決中國焦煤資源不足的問題，同時降低配煤成本，改善焦炭質(zhì)量。攀鋼2×62孔5.5m復熱式JND55-07型搗固焦爐2009年建成投產(chǎn)，至今已運行8年。但隨著搗固焦爐運行時間的增加，搗固焦爐逐漸出現(xiàn)了剝蝕、裂縫、穿孔和竄漏現(xiàn)象，導致焦爐冒煙、冒火，環(huán)保風險增大，維護工作量較頂裝焦爐大幅增加。為此對國內(nèi)部份搗固焦爐設計參數(shù)、配煤比及質(zhì)量、生產(chǎn)運行進行了考察，查找搗固焦爐較頂裝焦爐提前損壞的原因，為今后制定相應的措施提供技術支撐。

1 國內(nèi)搗固焦爐運行情況

1.1 爐墻損壞

國內(nèi)搗固焦爐普遍存在爐體損壞較早、壽命較短的問題。搗固焦爐投產(chǎn)運行3年左右，就開始出現(xiàn)炭化室爐墻剝蝕、裂縫、竄漏等現(xiàn)象[1]，然后逐步發(fā)展到炭化室爐墻穿孔、燃燒室立火道堵塞、炭化室爐墻變形。運行6-8年后，爐體損壞部位增多、損壞速度加快，損壞程度達到甚至超過頂裝焦爐爐齡末期的狀態(tài)。某廠4.3m搗固焦爐于2007年投產(chǎn)，運行9年后于2016年就停產(chǎn)拆除重建。

表1 國內(nèi)部分搗固焦爐爐體狀況

部分國內(nèi)搗固焦爐爐體損壞情況的實物圖片如圖1、圖2。

1.2 配煤結構

國內(nèi)部分搗固焦爐配煤結構不盡相同，瘦煤和焦煤配比在20～70%之間，氣煤配比最高達到50%。而頂裝焦爐主焦煤配比在50%-60%，氣煤配比不高于10%。

1.3 配合煤質(zhì)量

國內(nèi)部分搗固焦爐配合煤揮發(fā)分(無灰基)在26%～31%之間，細度在80%～89%之間，X值在34～46mm之間。頂裝焦爐配合煤揮發(fā)分(無灰基)在22%-27%，細度在74%-80%，均低于搗固焦爐。

1.4 運行指標

國內(nèi)搗固焦爐的結焦時間由企業(yè)根據(jù)產(chǎn)品市場需求調(diào)節(jié)，但一般都大于設計值1-2小時。

國內(nèi)搗固焦爐普遍存在生產(chǎn)順行水平低、爐溫控制困難、推焦阻力大、煤餅易垮塌等問題。

圖1 F廠爐墻穿孔 圖2 D廠爐墻剝蝕

單 位瘦煤(%)焦煤(%)肥煤(%)1/3焦煤(%)氣煤(%)A廠106030B廠20348308C廠540550D廠6203044E廠651520F廠1463254354126G廠27401518H廠3-533-385-1030-4020I廠30418645853

表3 國內(nèi)部分搗固焦爐配合煤質(zhì)量

表4 國內(nèi)部分搗固焦爐運行指標

(1)國內(nèi)搗固焦爐運行幾年后，推焦綜合系數(shù)K3大部分在0.2～0.7之間，而頂裝焦爐K3普遍在0.85以上。

(2)焦爐四大溫度系數(shù)K均、K安、K橫、K爐是反映焦爐熱工管理水平的主要指標。國內(nèi)搗固焦爐運行幾年后，因推焦綜合系數(shù)K3低、立火道發(fā)生堵塞等原因，影響溫度調(diào)節(jié)，四大溫度系數(shù)普遍在0.90以下，而頂裝焦爐普遍在0.95以上。

(3)推焦電流是反映推焦阻力的關鍵參數(shù)。國內(nèi)搗固焦爐推焦電流均較大，最大推焦電流平均達600A左右，而頂裝焦爐約250A左右。

(4)國內(nèi)搗固焦爐在裝煤時普遍存在煤餅垮塌現(xiàn)象。煤餅垮塌后，造成裝煤不均，影響生產(chǎn)操作，加劇焦爐損壞。

2 搗固焦爐爐墻較早損壞的原因分析

2.1 裝入煤餅的堆比重大

搗固焦爐裝入煤餅的堆比重約1.0-1.1t/m3，遠高于頂裝焦爐裝入煤的堆比重0.73-0.75 t/m3。煤餅在結焦過程產(chǎn)生的膨脹壓力是頂裝焦爐的6-8倍，見下圖，且焦炭成熟后收縮小、焦餅與爐墻間隙小，導致推焦電流大，容易損壞爐墻。

圖3 搗固煉焦膨脹壓力

圖4 頂裝焦爐膨脹壓力

2.2 裝煤方式的影響

由于搗固焦爐采用側面裝煤方式，裝煤過程由摘爐門、推焦、裝煤、關爐門四個動作組成，機側爐門敞開時間較長、溫降大，同時低溫煤餅只從一側進入炭化室，導致機側爐墻的溫度周期性急升急降，爐墻磚容易開裂損壞。

2.3 裝煤過程中托煤底板擦傷爐墻

裝煤時，托煤底板進入和退出炭化室的過程中，極易擦傷炭化室側面爐墻和底部磚。

2.4 煤餅垮塌

由于煤餅是極薄的片狀體，在煤餅送入炭化室的過程中極易晃動垮塌，垮塌部位溫度不均，造成爐墻溫差大而損壞。

3 降低搗固焦爐爐墻損壞應采取的應對措施

3.1開展搗固煉焦用煤的膨脹性研究，降低搗固焦爐推焦電流，為減少對爐墻損壞提供必要的保證。

(1)進一步細化搗固焦爐煉焦用煤，從來煤采購、煤場堆放、取煤、配煤上嚴格控制。做好用煤計劃性管理，減少配煤比變化和用煤產(chǎn)地來源的變化。

(2)從采購上控制。提高的主焦煤揮發(fā)分，降低膨脹壓力。一般來說煙煤揮發(fā)分越低，膨脹壓力越大。

(3)開展小焦爐或工業(yè)焦爐的煉焦試驗，保證搗固焦餅收縮度≥100mm。

(4)調(diào)整煤箱煤餅寬度，搗固煤餅寬度與爐墻間隙一般在25mm左右，可以通過調(diào)整煤箱加大之間的間隙，從而降低結焦過程對爐墻的壓力。

3.2加強生產(chǎn)操作[2]，提高焦爐控制參數(shù)

(1)優(yōu)化配合煤水分、細度，增加煤餅抗剪強度，降低垮餅率。

(2)加強對焦爐低溫號的處理，提高焦炭成熟度。特別是機側爐頭部分的焦炭成熟。采用高爐煤氣加熱的焦爐，增設一套爐頭補充加熱系統(tǒng)十分必要。

(3)加強生產(chǎn)組織管理和設備點檢維修，提高推焦操作系數(shù)。減少因亂簽號對爐體的影響。

(4)加強焦爐鐵件管理，對拉條、彈簧進行更換，提高彈簧噸位。

(5)加強裝煤、推焦協(xié)調(diào)管理，嚴格爐門敞開時間，減少爐頭部位的散熱損失。

3.3加強焦爐熱修維護，對爐墻不同損壞情況，采取不同的維護措施，確保裝煤順利。遏制爐墻損壞面的擴大。

[1] 曾榮花.焦爐損壞原因與爐體維護[J] .煤化工，2004，32(3)：36-38.

[2] 魏述亮，郭濤，等.3#焦爐損壞的原因分析及治理措施[J] .甘肅冶金，2016，38(2)，44-46.

Causes of Wall Damage of Tamping CokeOven and Countermeasures

XuTingwan

(PanzhihuaPangangIronWorks,Panzhihua617022,Sichuan,China)

For tamping coke oven furnace wall erosion, earlier crack and perforation of the phenomenon, analysis the reason of this phenomenon from the stamping process, and puts forward some corresponding measures for the future construction and provide reference for production of tamping coke oven.

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