焦爐爐體熱修維護安全技術創新應用

王 利

（河鋼集團宣鋼公司）

0 引言

河鋼宣鋼焦化廠1#、2#焦爐結構為雙聯火道、廢氣循環、焦爐煤氣下噴、高爐煤氣側入的復熱式焦爐，1#、2#焦爐分別于1989 年和1993 年投產使用。在生產過程中，隨著焦爐爐體的老化，炭化室墻面容易出現熔洞，繼而發生竄漏。為了消除爐墻熔洞、竄漏問題帶來的影響，在對爐墻熔洞進行及時挖補處理的同時，還需要對堵塞的斜道進行處理。隨著焦爐爐齡的增加，炭化室墻面磨損、剝蝕加劇，燃燒室立火道經常進入異物，出現立火道堵塞現象，從而造成加熱煤氣、空氣斜道口堵塞，進而形成死眼，影響正常的加熱制度和穩定的生產秩序。為了穩定焦爐加熱制度，需要對焦爐燃燒室立火道進行疏通處理。而傳統的焦爐爐體熱修維護安全技術已經不能很好地解決這些問題，因此，針對這些問題，筆者對焦爐熱修維護安全技術進行了創新研究。

1 傳統焦爐爐體熱修維護安全技術

1.1 傳統挖補方法

傳統的挖補方法需要將挖補的炭化室停產，對相鄰炭化室進行緩沖，待炭化室降溫后進行局部挖補[1]。這種方法操作繁瑣、修補時間長，不僅影響生產進度，還會造成爐溫大幅度降低，容易使硅磚發生晶型轉化，從而影響焦爐的使用壽命。

還有一種方法是采用陶瓷焊補[2]，但是這種方法不僅操作繁瑣，操作技術要求高，而且需要配備陶瓷焊補機，投資較大。

1.2 傳統疏通方法

傳統的疏通方法包括鋼釬疏通法和炭化室挖洞疏通法。鋼釬疏通法的弊端是將異物捅入到蓄熱室內，造成蓄熱室阻力增加，影響高爐煤氣和空氣在各立火道間的分配，造成橫排溫度不勻，從而影響焦炭成熟；炭化室墻面挖洞疏通法的弊端是破壞爐墻、工作量大，影響焦炭產量。

2 焦爐爐體熱修維護安全技術創新

2.1 焦爐熱態挖補爐墻熔洞技術

焦爐熱態挖補爐墻熔洞技術規避了傳統技術的弊端[3]，修補過程簡單，修補時間短，爐溫降低幅度小，影響生產小。通過炭化室熔洞位置減量裝煤，對應的立火道用棉絲堵塞，并掛鋼網隔熱石棉簾遮擋焦餅，粘貼耐高溫硅酸鋁板，達到修補爐墻所需控制溫度。

具體方法：

（1）確定挖補的位置和大??；

（2）根據位置確定炭化室裝煤量；

（3）裝煤1 h 后將熔洞爐墻對應的立火道四通小孔板用棉絲堵塞；

（4）裝煤3 h 后摘下爐門，對熔洞位置進行扒焦并清理干凈底部尾焦；

（5）從炭化室頂部掛鋼網隔熱石棉簾遮擋焦餅；

（6）熔洞周圍墻面粘貼耐高溫硅酸鋁板；

（7）拆除損壞的爐墻磚，對相應燃燒室斜道、洞口周圍清理干凈，找見舊磚茬；

（8）加工提前預熱好的新磚，用高強粘結劑與舊磚茬接在一起；

（9）清理雜物和硅酸鋁板，取走石棉簾；

2.2 立火道異物疏通方法

對焦爐立火道疏通方法進行創新，采用“立火道異物疏通方法”，借助特殊的疏通工具，將立火道內的雜質“抽取”出來，達到操作簡單，投資少，不影響正常生產的效果，徹底解決了傳統疏通方法增加焦爐加熱阻力和破壞炭化室墻面的弊端。該方法包括焦爐加熱煤氣轉換調節、疏通工具安裝準備、立火道疏通操作控制、疏通工具安全拆除、立火道疏通后加熱制度恢復調節等步驟。該操作法利用高速流通氣體通過后形成局部負壓的原理，改變傳統的疏通思路，變“捅透”為“抽通”，實現將堵塞立火道異物“抽取”出來的目的。

2.2.1 疏通清掃器的研制

疏通清掃器包括清掃頭、壓縮空氣吹掃管、壓縮空氣抽取管。清掃頭由不銹鋼的內套筒和外套筒組成，外套筒的下端連接在內套筒的外周下部，內套筒與壓縮空氣抽取管相連接，壓縮空氣吹掃管與外套筒壓縮空氣導入孔相連接，壓縮空氣進口與內、外套筒間的圓環形空腔相連通，壓縮空氣輸入管道與吹掃管相連接。清掃器結構如圖1 所示。

圖1 立火道異物疏通清掃器

2.2.2 疏通方法

針對需要疏通部位，通過清掃頭將壓縮空氣引入到立火道內，利用壓縮空氣吹掃管對堵塞的異物進行吹掃松動，再利用壓縮空氣抽取管負壓將異物吸取出來。

2.2.2.1 焦爐加熱煤氣轉換調節

（1）根據焦爐加熱系統“同雙前單”原理，確認需要“疏通的立火道”所對應的蓄熱室排號。

（2）提前對需要疏通的燃燒室進行加熱。

電磁發射技術可以方便地為實驗室提供超高的速度，以便對目前比不可能達到的速度進行研究?？梢赃M行高壓、沖擊物理實驗、研究材料的狀態方程等。

（3）打開下降氣流蓄熱室排號的空氣進風門蓋板，將風門開度調整為正常加熱開度的70%。

（4）確認需要“疏通立火道”相“雙聯”的立火道未堵塞，減小下降氣流蓄頂吸力（較正常加熱吸力降低10～20 Pa）。

2.2.2.2 疏通工具安裝準備

（1）確認疏通立火道爐號處于檢修狀態，裝煤車磨電道停電。

（2）借助裝煤車固定懸掛點上的定滑輪將清掃器吊起，放入堵塞的立火道內。

（3）接通“清掃器”壓縮空氣吹掃管。

（4）接通“清掃器”壓縮空氣抽取管，連通清掃器的動力源。

2.2.2.3 立火道疏通操作控制

（1）操作“清掃器”方向調節手柄，對準立火道堵塞部位。

（2）逐漸打開“清掃器”壓縮空氣吹掃管調節旋塞，控制壓縮空氣壓力在20～30 MPa，待立火道上部異物松動后關閉吹掃管。

（3）逐漸打開“清掃器”壓縮空氣抽取管調節旋塞，控制壓縮空氣壓力在30～40 MPa，移動“清掃器”清掃位置，將堵塞異物“抽取”到異物收集桶內。

（4）循環操作（2）～（3），將堵塞異物分層抽取出來，直到堵塞立火道徹底疏通。

2.2.2.4 疏通工具安全拆除

（1）拆除“清掃器”壓縮空氣抽取管，斷開“清掃器”動力源。

（2）拆除“清掃器”壓縮空氣吹掃管。

（3）借助固定滑輪將清掃器垂直吊起。

（4）使用專用“套環”，拉住清掃器底部，慢慢減小定滑輪拉力，將清掃器平放在焦爐頂部（清掃器高溫部位達到1 000 ℃左右，操作過程中要防止灼燙）。

（5）將“清掃器”運送到爐頂端臺固定位置降溫。

（6）裝煤車磨電道送電，恢復正常生產。

2.2.2.5 熱制度恢復調節

（1）恢復“疏通立火道”相“雙聯”的立火道吸力，蓄熱室頂吸力恢復正常。

（2）打開下降氣流蓄熱室排號的空氣進風門蓋板，將風門開度恢復正常。

（3）恢復疏通燃燒室加熱煤氣。

3 應用效果

（1）改善了焦炭質量，焦炭抗碎強度M40 由83 提高到84，M10 耐磨強度由9.0 變為8.0。

（2）避免了傳統熱修方法對焦爐爐體的二次傷害，減少了燃燒室竄漏對爐體的危害，爐體使用壽命可延長3 年。

（3）有效杜絕了荒煤氣的外逸，節約了加熱煤氣用量，焦爐荒煤氣放散點火次數降低了80%，焦煤氣消耗由項目實施前的平均183.57 m3/t 降低到實施后的平均178.42 m3/t。

（4）操作安全、快捷，實現了本質化安全提升，疏通工作由原來4 人操作降為2 人操作，降低了職工的勞動強度。

4 結語

焦爐爐體熱修維護安全技術創新項目提出一種焦爐熱態挖補爐墻熔洞的方法，一種焦爐立火道疏通清掃器和疏通方法，應用后系統運行穩定，操作簡單方便，可靠度高，優化了焦爐加熱制度，提高了爐溫系數，減少了煤氣放散、煙囪排放對環境的污染，獲得了較好的經濟效益、社會效益和環保效益。