干熄焦耐材年修管理經(jīng)驗(yàn)探討

張為斌，張 淵，李劍利，曹 文，李莎莎

(安陽鋼鐵股份有限公司焦化廠,河南 安陽 455004)

干熄焦耐材年修管理經(jīng)驗(yàn)探討

干熄焦技術(shù)具有提高焦炭質(zhì)量、改善環(huán)境、回收能源三大優(yōu)點(diǎn)。安鋼焦化分公司于2009年6月以來陸續(xù)投產(chǎn)了三套干熄焦裝置，由于初期運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)監(jiān)理中存在一定的缺陷，75t/h和140t/h干熄焦已經(jīng)分別進(jìn)行了四次年修，本文針對(duì)我公司干熄焦裝置對(duì)耐材檢修方案的制定、實(shí)施，分析解決干熄焦年修管理中需要注意管控的問題，對(duì)延長耐材壽命，滿足工藝運(yùn)行要求，為穩(wěn)定和延長年修周期提供良好的條件。

干熄焦耐材；年修；牛腿磚；延長壽命

干熄焦的連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，不僅為大高爐提供優(yōu)質(zhì)焦炭，支撐煉鐵高爐的穩(wěn)定生產(chǎn)，還可以利用余熱蒸汽發(fā)電創(chuàng)效，越來越凸顯出干熄焦在焦化工序中的重要性。干熄焦的外圍設(shè)備，提升機(jī)、裝入裝置、排焦裝置、除塵系統(tǒng)等都可以利用周定修或月定修時(shí)間，進(jìn)行維護(hù)和更換作業(yè)，對(duì)生產(chǎn)工序的影響時(shí)間有限。而耐火材料作為爐體內(nèi)部重要部分，難以進(jìn)行日常點(diǎn)檢維護(hù)，需要等待年修時(shí)間爐體完全降溫后，進(jìn)行檢查拆除更換，影響時(shí)間長。利用年修對(duì)耐火磚更換、膨脹節(jié)和冷卻段的耐火材料澆筑，在檢修前期準(zhǔn)備、檢修方案制定、檢修過程控制、生產(chǎn)操作維護(hù)等方面細(xì)化檢修流程，以達(dá)到提高年修工作效率，延長耐材年修周期，對(duì)同類干熄焦的運(yùn)行管理有一定的借鑒意義。

1 檢修前期準(zhǔn)備工作

1.1 初步確定檢修工作量

利用測(cè)溫槍定期對(duì)干熄爐、一次除塵器外殼溫度進(jìn)行測(cè)量記錄，可以分析各部位溫度的變化情況。干熄爐內(nèi)層采用AM、BM，中層采用黏土磚，外層砌筑隔熱磚，砌磚的斷裂和磚縫的串漏能夠直接反應(yīng)到外殼溫度的變化，溫度異常的部位要列入檢修耐材申報(bào)項(xiàng)目。

牛腿是干熄爐內(nèi)最容易損壞的部分，是高溫焦炭與循環(huán)氣體連續(xù)沖刷的交界點(diǎn)，并且承載整個(gè)環(huán)形風(fēng)道內(nèi)墻的重量，使用了抗急冷急熱性好和抗折強(qiáng)度大的炭化硅質(zhì)磚。焦粉和氣體對(duì)牛腿造成較大的沖刷和磨損，磚縫耐火泥被沖空脫落比較嚴(yán)重，會(huì)造成耐火磚拉裂、剝落，可以根據(jù)檢修周期實(shí)際需要準(zhǔn)備整個(gè)干熄爐50%的牛腿磚備用。

冷卻段是干熄爐本體耐材的基座，承受著上部預(yù)存段和環(huán)形風(fēng)道、斜道區(qū)的耐材重量，還要承受焦炭的磨損，氣體的沖擊，一般磨損深度達(dá)到50～100mm，部分嚴(yán)重部位可以達(dá)到150mm。但對(duì)于冷卻段B級(jí)莫來石磚影響有限，可以采用整體澆筑的方案，統(tǒng)計(jì)表面積計(jì)算需要澆筑材料的工作量。如果磨損量較小，下料比較均勻，可以不進(jìn)行澆筑處理，待磨損嚴(yán)重時(shí)進(jìn)行年修換磚處理。

一次除塵器匯集環(huán)形風(fēng)道的氣流，進(jìn)行重力沉降除塵，減少焦粉對(duì)爐管的磨損影響。夾帶高溫焦粉的循環(huán)氣體燃燒碳化過程中使耐材結(jié)瘤，受力墻面就會(huì)發(fā)生變形，拱墻溝舌磚結(jié)構(gòu)和性能的差異會(huì)加劇這種變化，最終使耐火磚脫落擋墻受到破壞。一次除塵器出入口膨脹節(jié)澆注料脫落，膨脹縫過大或過小，陶瓷纖維棉脫離，氣流串漏造成外層金屬波紋管燒穿需要進(jìn)行處理。

干熄爐預(yù)存段爐口處受頻繁開關(guān)爐蓋，溫度急劇變化的影響，上部碳化硅磚容易斷層開裂，減少對(duì)爐頂水封槽的支撐作用，還使紅焦高溫輻射影響爐頂水封槽使用壽命。此處耐材情況可以通過日常水封槽內(nèi)環(huán)的檢查及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，根據(jù)損壞情況確定是否需要全部進(jìn)行更換水封槽下部碳化硅磚。

1.2 停工前準(zhǔn)備工作

做好降溫所需工具材料，根據(jù)降溫和置換的需要，列出需要打開人孔的時(shí)間和位置，并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行標(biāo)注。辦理受限空間作業(yè)手續(xù)，施工安全告知書，使檢修作業(yè)過程受控。準(zhǔn)備年修降溫表，檢查內(nèi)容記錄表，氣體檢測(cè)儀，低壓照明燈，各類工具和安全防護(hù)用品。將降溫方案、操作要點(diǎn)及注意事項(xiàng)發(fā)放到班組并組織認(rèn)真學(xué)習(xí)。

2 檢修方案的制定

2.1 統(tǒng)計(jì)損壞情況表

對(duì)照干熄爐往年檢修檔案，對(duì)各部位進(jìn)行檢查并對(duì)比變化情況，制定出相應(yīng)的處理措施。檢查上下氣室檢查地面積灰情況，上氣室積灰較少，約0.1t，但B點(diǎn)區(qū)域有較多小焦炭顆粒，分析從周邊風(fēng)環(huán)濺出。下氣室積灰比上次年修減少2/3，約3m3清理積灰。螺栓松動(dòng)上下氣室有部分螺栓松動(dòng)，檢查周邊風(fēng)環(huán)及十字風(fēng)道，周邊風(fēng)環(huán)間隙60～70mm，部分鑄石板突出部位30～40mm。十字風(fēng)道積存小顆粒焦炭較多，分析中央風(fēng)帽可能有磨損，向下漏焦炭。風(fēng)機(jī)入口擋板，對(duì)內(nèi)外開度進(jìn)行確認(rèn)重新標(biāo)注，檢查動(dòng)作狀態(tài)是否表里一致。

對(duì)斜道部位檢查牛腿損壞情況。損壞比較嚴(yán)重，上次年修7#全部換轉(zhuǎn)但外層斷裂脫落。根據(jù)實(shí)際情況，損壞輕微采用澆筑方案，有磚體斷裂的采取換磚方案，確定全部換磚的牛腿為2#、3#、6#、8#、9#、11#、13#、28#，換掉最外一環(huán)的牛腿為7#，其余澆注料施工。調(diào)節(jié)磚損壞情況檢查，鍋爐側(cè)有五塊調(diào)節(jié)磚燒壞約一半，其余良好，重新更換擺放。環(huán)形風(fēng)道情況，A點(diǎn)區(qū)域內(nèi)環(huán)有2道裂紋，風(fēng)管吹凈用陶瓷纖維毯塞實(shí)。干熄爐膨脹節(jié)，磚體部分良好，膨脹縫內(nèi)填充物全無，用纖維毯塞實(shí)。環(huán)形風(fēng)道內(nèi)墻，D點(diǎn)出風(fēng)區(qū)域有大片燒瘤現(xiàn)象，該區(qū)域高溫焦粉燃燒嚴(yán)重，未完全燃燒粘結(jié)在墻面，進(jìn)行清理。

一次除塵器干熄爐出口積灰情況，鍋爐入口吸力偏正造成吸力不足。鍋爐入口積灰情況，緊急放散下有1.5m3積灰，中間可看到地面磚情況，比上次年修積灰量減少50%，表象基本正常。上下?lián)鯄η闆r，上擋墻有裂縫，下?lián)鯄χ虚g凹陷。下灰口情況磚燒融嚴(yán)重，結(jié)渣大且多。熱電偶頭部基本都存在燒融，清理碎磚，重新砌筑

2.2 制定耐材修復(fù)方案

圖1 緊急放散口斷裂

圖2 澆注料修復(fù)

牛腿部位目前根據(jù)損壞程度和位置的不同，一般采用澆注修補(bǔ)或重新砌筑的方法進(jìn)行處理。對(duì)于產(chǎn)生一部分縱橫裂紋，對(duì)砌體影響不大的部分可以采用澆注料或可塑料進(jìn)行澆注。使用可塑料對(duì)牛腿立面進(jìn)行保護(hù)，減少對(duì)立柱立縫的磨損和氣流沖刷，提高耐火磚的荷重軟化溫度和抗磨性。對(duì)于損壞較為嚴(yán)重的牛腿，必須進(jìn)行拆除重砌以保證牛腿的承載能力。采用對(duì)斜道過頂轉(zhuǎn)上部砌體安裝環(huán)狀吊具拉升固定，下部使用千斤頂頂住保護(hù)，做好防護(hù)措施后，方可對(duì)損壞的牛腿磚進(jìn)行解體拆除。使用鉆孔機(jī)配合進(jìn)行拆磚，解體的兩個(gè)牛腿應(yīng)沿圓周方向間隔90°，從上往下將松動(dòng)的磚拆除，清理后及時(shí)采用兩面打灰擠漿法進(jìn)行砌筑。但由于重砌需要對(duì)原砌體的拆除破壞，考慮到新舊火泥的性能差異，以及耐火磚膨脹系數(shù)的不同都會(huì)對(duì)牛腿產(chǎn)生潛在的負(fù)面因素，所以能修不拆也是牛腿損壞處理方案中的一個(gè)觀點(diǎn)。緊急放散管下部磚由于進(jìn)水侵蝕，下部磚脆軟斷裂部分脫離。采用澆筑工藝，從上部鋼板焊接兩根耐熱鋼，下部焊爪釘固定耐火澆注料。

3 檢修過程控制

干熄焦耐材檢修屬于隱蔽工程，檢修砌筑質(zhì)量決定運(yùn)行壽命。必須要求現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員24h在場(chǎng)，并按照規(guī)范要求進(jìn)行砌筑施工作業(yè)。監(jiān)督施工人員，拆除舊磚時(shí)不能用大錘野蠻作業(yè)，需用水鉆，防止造成正常砌體的震動(dòng)開裂，耐火磚應(yīng)錯(cuò)縫砌筑，上下層不得有垂直通縫。磚縫內(nèi)的泥漿應(yīng)飽滿、均勻；為了達(dá)到砌體磚縫的要求，當(dāng)磚的質(zhì)量滿足不了磚縫的要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行耐火磚的加工，磚縫應(yīng)控制在2～3mm。耐火磚砌完后，應(yīng)用耐火泥漿勾縫，目的是為了提高接觸火焰面的磚縫表面的密實(shí)度，防止?fàn)t內(nèi)升溫后砌縫收縮和漏氣。干熄爐砌筑質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)主要包括：磚體平整度、水平縫、水平度、放射縫、半徑、環(huán)形風(fēng)道寬度、環(huán)縫、標(biāo)高以及磚型等。

從耐火材料的堆放，規(guī)范配比，均勻攪拌都要全程受控，對(duì)灰漿的飽滿度、厚度進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)不合格必須拆除重做。對(duì)噴涂料作業(yè)時(shí)要噴涂連續(xù)，不能有連接縫。冷卻段的澆筑要預(yù)留膨脹縫，防止在溫度應(yīng)力作用下造成損壞。澆筑前需將磚表面灰塵清洗并涂抹結(jié)合劑，每次攪拌的澆注料應(yīng)在30min澆筑完。一次除塵器內(nèi)部細(xì)微粉塵較大，需要認(rèn)真清理后檢查雙叉溜槽部位澆注料的開裂情況，位置狹小環(huán)境惡劣，但每一項(xiàng)工作都需要認(rèn)真負(fù)責(zé)地監(jiān)督和驗(yàn)收。

4 操作維護(hù)管理

年修結(jié)束后必須按照規(guī)定的升溫曲線進(jìn)行升溫操作，升溫過程中溫風(fēng)干燥階段以T2為準(zhǔn)，升溫幅度10℃/h；溫風(fēng)干燥結(jié)束后，氧氣濃度置換到5%以下，可以投紅焦作業(yè)，紅焦烘爐以T6為準(zhǔn)，升溫幅度15℃/h，每0.5h在曲線的相應(yīng)位置記錄一次，當(dāng)出現(xiàn)偏差時(shí)，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。堅(jiān)決避免在升降溫過程中急劇降溫和升溫，使砌體灰縫和膨脹縫受到影響。在正常生產(chǎn)操作中，保持干熄焦連續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行，使裝焦系統(tǒng)和排焦系統(tǒng)連續(xù)操作，穩(wěn)定裝焦量和排焦量，使干熄焦主要工藝參數(shù)的壓力、流量、溫度控制在最小的波動(dòng)范圍。尤其是盡量控制鍋爐入口溫度的穩(wěn)定，避免牛腿部分溫度劇烈下降對(duì)砌體膨脹收縮的影響。穩(wěn)定的循環(huán)風(fēng)量，最小的溫度波動(dòng)，控制斜道以上的料位高度都是防止對(duì)干熄爐耐材造成影響的重要措施。

5 結(jié)語

干熄焦內(nèi)襯耐火材料壽命已經(jīng)成為國內(nèi)目前干熄焦長期穩(wěn)定運(yùn)行的瓶頸，是影響干熄焦年修周期的重要影響因素，利用年修對(duì)耐火材料進(jìn)行細(xì)致的維護(hù)和管理，是干熄焦的重要檢修工作內(nèi)容。仍然存在許多技術(shù)問題及缺陷，有待于不斷地改進(jìn)和完善。本文通過對(duì)干熄焦耐火材料的年修管理進(jìn)行了分析，結(jié)合本單位干熄焦運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，提供了干熄焦?fàn)t內(nèi)襯問題的檢修解決方案。干熄焦技術(shù)迅速發(fā)展，耐火材料創(chuàng)新和維修需要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步延長爐體耐火材料壽命和干熄焦運(yùn)行周期。

[1] 潘立慧,魏松波．干熄焦技術(shù)[M] ．北京:冶金工業(yè)出版社,2005:49-53.

[2] 五冶集團(tuán)上海有限公司工業(yè)爐窯公司．干熄爐內(nèi)襯檢修技術(shù)[M] ．上海:上海交通大學(xué)出版社,2011.01.

[3] 羅時(shí)政，喬繼軍．干熄爐技術(shù)問答[M] ．北京:冶金工業(yè)出版社,2010:40-41.

MaintenanceManagementExperienceofCDQRefractories

ZhangWeibin,ZhangYuan,LiJianli,CaoWen,LiShasha

(Anyang Iron and Steel Corporation Coking Plant , Anyang 455004,China )

Improve the quality of coke dry quenching technology can improve the environment, energy recovery three advantages. Angangcoking branch in June 2009 since the launch of three sets of CDQ device, due to lack of management experience at the beginning of operation, there are some defects in the design and supervision, 75t/h and 140t/h have conducted four year CDQ repair, According to our company to develop the CDQ device, refractory maintenance plan implementation, analysis and solution of CDQ repair need to pay attention to management problem in the management of refractory, prolong life, meet The process operation requirements provide favorable conditions for stabilizing and prolonging the annual repair cycle.

CDQ refractories; repair; brick corbels; prolong life

2017-07-17

張為斌(1977—)，助理工程師，從事干熄焦運(yùn)行工作。

張為斌，張 淵，李劍利，曹 文，李莎莎

(安陽鋼鐵股份有限公司焦化廠,河南 安陽 455004)

TQ523.4

A

1008-021X(2017)18-0100-02

(本文文獻(xiàn)格式張為斌，張淵，李劍利，等.干熄焦耐材年修管理經(jīng)驗(yàn)探討[J].山東化工，2017，46(18)：100-101.)