7.63 m焦?fàn)t爐門(mén)框外側(cè)跑火治理實(shí)踐

李 強(qiáng)，方亮青，鄧成豪，周 帥，陳皖冀

(馬鋼股份公司煤焦化公司 安徽馬鞍山 243000)

馬鋼7#、8#焦?fàn)t是兩座炭化室高7.63 m的特大容積焦?fàn)t，為德國(guó)伍德公司設(shè)計(jì)，分別投產(chǎn)于2007年1月和4月，隨著爐齡的增長(zhǎng)，一些問(wèn)題逐漸暴露出來(lái)，爐門(mén)框左右兩側(cè)與保護(hù)板之間，以及爐門(mén)框與小爐頭砌體之間的部位跑煙冒火日益頻繁(見(jiàn)圖1)，不僅嚴(yán)重影響焦?fàn)t“無(wú)組織放散”的治理，而且相鄰部位的爐柱和彈簧等護(hù)爐鐵件也經(jīng)常受到火烤，新的陶瓷纖維繩更換后也收效甚微，有的爐號(hào)多次更換，但更換的速度跟不上損壞的速度，無(wú)形中大大增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，這些問(wèn)題如不能及時(shí)有效處理，會(huì)對(duì)焦?fàn)t的正常使用壽命造成較大影響。

圖1 爐門(mén)框上橫頭跑火

1 問(wèn)題分析

1.1 爐門(mén)跑火對(duì)爐門(mén)框陶瓷纖維繩的損壞

由于爐門(mén)框外側(cè)的陶瓷纖維繩裸露在外，當(dāng)爐門(mén)跑火時(shí)，火焰能直接燒到陶瓷纖維繩，陶瓷纖維繩多次被火燒后會(huì)逐漸粉狀化，破壞了陶瓷纖維繩的密封作用。

1.2 炭化室爐頭過(guò)頂磚及爐肩磚破損對(duì)爐門(mén)框陶瓷纖維繩的損壞

炭化室爐頭第一、第二塊過(guò)頂磚在近幾年出現(xiàn)裂縫、斷裂、掉磚現(xiàn)象，使火焰能從炭化室爐頭上部直接接觸爐門(mén)框頂部的陶瓷纖維繩，同樣，兩側(cè)的爐肩磚出現(xiàn)破損時(shí)，火焰也能竄燒到爐門(mén)框兩側(cè)的陶瓷纖維繩，長(zhǎng)此以往，陶瓷纖維繩被燒損，起不到應(yīng)有的密封作用。

1.3 爐門(mén)框與爐體間密封材料的設(shè)置

國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)的焦?fàn)t除了在爐門(mén)框和砌體間設(shè)置石棉繩外，還在焦?fàn)t的熱態(tài)工程階段從爐門(mén)框或保護(hù)板頂部灌漿，保護(hù)板(爐門(mén)框)灌漿對(duì)焦?fàn)t壽命有重要的影響，因?yàn)樯a(chǎn)時(shí)保護(hù)板(爐門(mén)框)和爐體間的銜接處主要依靠泥漿密封[1]。

7.63 m焦?fàn)t未在相應(yīng)部位設(shè)置灌漿孔，爐門(mén)框與爐體接觸部位之間只是通過(guò)陶瓷纖維毯和陶瓷纖維繩進(jìn)行密封的，隨著焦?fàn)t投產(chǎn)后時(shí)間的推移，受長(zhǎng)期高溫、火燒影響，密封材料逐漸粉狀化，爐門(mén)框與砌體銜接處間的空隙便顯現(xiàn)出來(lái)，嚴(yán)密性受到破壞，見(jiàn)圖2。

1.4 上升管PROven壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的影響

當(dāng)壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的杯砣脫落、調(diào)節(jié)導(dǎo)套動(dòng)作緩慢等故障發(fā)生時(shí)，以及上升管壓力設(shè)定值設(shè)置偏大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致炭化室壓力過(guò)大，使?fàn)t內(nèi)荒煤氣從爐門(mén)刀邊、刀架或爐門(mén)框與砌體之間的縫隙泄漏著火，燒損爐門(mén)框外側(cè)石棉繩。

1-爐柱；2-保護(hù)板；3-爐門(mén)框；4-爐門(mén)本體；5-小彈簧部件；6-陶瓷纖維繩；7-陶瓷纖維毯；8-陶瓷纖維毯；9-焦?fàn)t爐頭砌體；10-爐門(mén)栓壓緊大彈簧；11-爐門(mén)襯磚

2 采取的技術(shù)措施

2.1 加強(qiáng)爐體維護(hù)

采用高溫陶瓷焊補(bǔ)技術(shù)對(duì)破損的爐頭過(guò)頂磚和爐墻修補(bǔ)，杜絕火焰從爐內(nèi)燒損陶瓷纖維繩。

陶瓷焊補(bǔ)技術(shù)的作用就象電焊一樣使焊補(bǔ)體同母體耐材牢牢焊接住，對(duì)焦?fàn)t內(nèi)部熔損耐火磚結(jié)構(gòu)也起到了補(bǔ)強(qiáng)的作用，有效的延長(zhǎng)了焦?fàn)t的使用壽命，而且可以在焦?fàn)t不停產(chǎn)的高溫狀態(tài)下對(duì)其進(jìn)行維修，大大降低了企業(yè)生產(chǎn)成本。目前在國(guó)際上它是一種被廣泛應(yīng)用的工業(yè)爐窯熱態(tài)維修先進(jìn)技術(shù)[2]。

2.2 調(diào)整保護(hù)板負(fù)荷

爐柱12.1～12.8系列彈簧高度的規(guī)定值為151±4 mm，因焦?fàn)t已投產(chǎn)10年，為使保護(hù)板與爐體有效貼靠，適當(dāng)增加了12.1～12.8系列彈簧負(fù)荷，將彈簧高度值調(diào)整至規(guī)定值的負(fù)公差147 mm。

2.3 緊固爐門(mén)框T型螺栓

在對(duì)保護(hù)板的彈簧負(fù)荷調(diào)整后，也相應(yīng)地對(duì)爐門(mén)框兩側(cè)的T型螺栓進(jìn)行了均勻加壓緊固，防止?fàn)t門(mén)框與爐體的間隙過(guò)大。

2.4 密封材料的改進(jìn)和更換

通過(guò)改進(jìn)密封材料的組成，用泥料來(lái)填塞爐門(mén)框與砌體銜接處間的縫隙，以此來(lái)加強(qiáng)7.63 m焦?fàn)t爐門(mén)框與爐體銜接處間的嚴(yán)密性。

2.4.1 爐門(mén)框與兩側(cè)保護(hù)板間密封材料的改進(jìn)和更換

作業(yè)前1 h將陶瓷纖維繩在水玻璃-粘土火泥稀漿中浸泡，其中水玻璃為外加量。

更換時(shí)，先用特制工具摳凈爐門(mén)框左右兩側(cè)與保護(hù)板之間的陶瓷纖維繩，清除干凈凹槽內(nèi)的焦油和石墨等雜質(zhì)，再用浸透水玻璃-粘土火泥稀漿的陶瓷纖維繩填滿(mǎn)間隙并搗實(shí)，最后再在陶瓷纖維繩表面用水玻璃-粘土火泥稀漿刷漿一遍。見(jiàn)圖3。

圖3改進(jìn)后的爐門(mén)框密封材料

2.4.2 爐門(mén)框與小爐頭間的密封材料的改進(jìn)和更換

作業(yè)前1 h將陶瓷纖維繩在水玻璃-粘土火泥稀漿浸泡，其中水玻璃為外加量；用水將粘土火泥調(diào)成稀漿；用粘土火泥外加15%的水玻璃拌勻制作成填料。

更換時(shí)，先摳凈爐門(mén)框上部與小爐頭之間溝槽內(nèi)的陶瓷纖維繩，用壓縮空氣將溝槽內(nèi)的雜物吹掃干凈，接著用粘土火泥稀漿把溝內(nèi)縫隙灌滿(mǎn)，再用浸透水玻璃-粘土火泥稀漿的陶瓷纖維繩塞進(jìn)溝槽并搗實(shí)，最后用精礦粉、粘土火泥外加水玻璃拌勻的填料覆蓋抹平溝槽。見(jiàn)圖4。

圖4改進(jìn)后的爐門(mén)框與小爐頭之間的密封材料

2.5 消除上升管PROven壓力系統(tǒng)故障，合理設(shè)定上升管壓力值，保持穩(wěn)定且合適的炭化室壓力

加強(qiáng)對(duì)上升管PROven壓力系統(tǒng)運(yùn)行情況的檢查，發(fā)生設(shè)施故障時(shí)及時(shí)進(jìn)行消缺；另外，當(dāng)配合煤指標(biāo)等發(fā)生較大變化時(shí)，及時(shí)安排測(cè)量炭化室底部壓力對(duì)上升管壓力設(shè)定值進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整(見(jiàn)表1)，使炭化室壓力穩(wěn)定且合適(見(jiàn)圖5)，以消除PROven壓力系統(tǒng)非正常狀態(tài)導(dǎo)致的跑火現(xiàn)象。

表1 優(yōu)化前后上升管壓力設(shè)定值

圖5 左為實(shí)施前的炭化室壓力曲線 ；右為實(shí)施后的炭化室壓力曲線

2.6 提高爐門(mén)刀邊密封效果

為提高爐門(mén)刀邊口的平整度，在爐門(mén)修理站增設(shè)一個(gè)爐門(mén)刀邊檢測(cè)平臺(tái)，用塞尺來(lái)檢測(cè)刀邊口與密封面的縫隙；另外，在爐門(mén)固定架上設(shè)計(jì)了一個(gè)爐門(mén)框清掃刮刀的校正裝置，用來(lái)調(diào)整刮刀尺寸，以提高爐門(mén)框密封面的清潔度，這兩個(gè)措施實(shí)施后，較大程度地提高了爐門(mén)刀邊的嚴(yán)密性，爐門(mén)刀邊跑煙冒火大幅減少。

3 實(shí)施效果

對(duì)跑煙冒火較為嚴(yán)重的爐門(mén)框采取上述措施后效果較為明顯，不僅能消除爐門(mén)框外沿跑煙冒火，而且陶瓷纖維繩更換頻次降低，延長(zhǎng)了密封材料的使用周期，為提高焦?fàn)t“無(wú)組織放散”治理效果創(chuàng)造了有利條件。

4 結(jié)語(yǔ)

焦?fàn)t跑煙冒火不僅與爐體和設(shè)備維護(hù)狀況密切相關(guān)，而且與炭化室內(nèi)荒煤氣壓力是否合適以及穩(wěn)定與否有較大關(guān)聯(lián)，要想搞好焦?fàn)t“無(wú)組織放散”治理工作，在爐體日常維護(hù)中要對(duì)爐墻輕微剝蝕等損壞部位及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，變被動(dòng)維修為主動(dòng)維修，另外，要根據(jù)煉焦條件的變化情況及時(shí)對(duì)上升管壓力設(shè)定值進(jìn)行校正，只有“多管齊下”，才能防患于未然，將焦?fàn)t跑煙冒火消除在萌芽狀態(tài)。

[1] 江蘇省冶金干部培訓(xùn)中心，江蘇省金屬學(xué)會(huì).煉焦工藝學(xué)[M]. 南京：江蘇省冶金干部培訓(xùn)中心出版社,1992

[2] 楊建華，等.焦?fàn)t管理與維修[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013