曹其華

(廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院，廣東 佛山 528216)

焦?fàn)t是鋼鐵企業(yè)主要耗能設(shè)備之一[1]，煉焦工序的能耗狀況關(guān)系到整個企業(yè)能耗指標(biāo)的高低。焦?fàn)t結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、爐型多種多樣[2-4]，但現(xiàn)代焦?fàn)t有共同結(jié)構(gòu)特點，結(jié)構(gòu)主體都是由炭化室、燃燒室和蓄熱室等組成。燃燒室分布在炭化室兩側(cè)，每個燃燒室沿其長向設(shè)立多個立火道，蓄熱室布置在炭化室和燃燒室下面、用來回收燃燒廢氣熱量及預(yù)熱空氣或煤氣。冶金焦長期煉制過程中，焦?fàn)t炭化室墻會出現(xiàn)剝蝕、變形、裂縫、熔洞等現(xiàn)象。焦?fàn)t產(chǎn)生熔洞和縫隙后煉焦過程中的荒煤氣就會從炭化室直接竄漏到燃燒室，造成能源浪費、增加煉焦能耗。因此焦?fàn)t生產(chǎn)過程中需不斷對炭化室墻進(jìn)行維護(hù)修補，焦?fàn)t服役到一定時間后就不得不更換淘汰。實踐證明，由于焦?fàn)t結(jié)構(gòu)特征等原因炭化室墻的損壞都是局部性的，因此可以通過大修的辦法將局部損壞嚴(yán)重的爐墻修復(fù)，這樣可以避免更換淘汰整個焦?fàn)t系統(tǒng)，也就可以為企業(yè)節(jié)省大量投資。吊頂翻修是焦?fàn)t大修的方法之一，此種方法即是將一定部位爐體頂部吊裝固定之后、對其下面的爐墻進(jìn)行冷態(tài)翻修的一種方法。以下將對某鋼鐵企業(yè)兩分下噴式常規(guī)頂裝煤焦?fàn)t吊頂翻修過程及結(jié)果進(jìn)行技術(shù)要點總結(jié)、對節(jié)能效果進(jìn)行簡要說明。

1 大修前爐體狀況

焦?fàn)t大修前墻體熔洞嚴(yán)重的炭化室統(tǒng)計結(jié)果見表1。由表1可以看出，在對應(yīng)于燃燒室1、2立火道位置處炭化室墻都有6層或6層以上的磚體形成了熔洞。至于炭化室墻上有5層磚以下形成溶洞的統(tǒng)計情況沒有列于表1中，但可以肯定的是有3至4層磚形成溶洞的炭化室數(shù)量最多。形成溶洞的原因主要是由于爐體結(jié)構(gòu)及操作不當(dāng)引起的，具體內(nèi)容已在文獻(xiàn)[5]中進(jìn)行過詳述。炭化室墻形成溶洞后，一者造成炭化過程中產(chǎn)生的荒煤氣直接從炭化室竄漏到燃燒室，再者爐墻頻繁熱修補過程中也會造成荒煤氣及炭化熱量的損失，致使煉焦耗熱量增加、整個煉焦環(huán)節(jié)綜合能耗也相應(yīng)增加。因此當(dāng)炭化室墻的溶洞數(shù)量發(fā)展到一定程度時需要對焦?fàn)t進(jìn)行大修。

表1 炭化室墻部分熔洞統(tǒng)計結(jié)果

2 大修施工程序及方法要點

焦?fàn)t大修施工程序如下。

爐體降溫→炭化室及燃燒室吊頂→舊墻拆除→新墻砌筑→烘爐升溫→裝煤及出焦。

各個施工環(huán)節(jié)的技術(shù)要點及需要注意事項如下。

(1)爐體降溫

①待修燃燒室及其兩側(cè)臨近燃燒室都停止送煤氣并且都在在1～6火道上加盲板隔斷煤氣；

②待修燃燒室兩側(cè)炭化室按計劃推焦，推完焦后兩個炭化室的裝煤孔及上升管蓋保持敞開以加快降溫速度；

③在推空炭化室的焦側(cè)砌封墻，機(jī)側(cè)對應(yīng)于適當(dāng)火道位置砌隔熱墻；

④降溫過程中1～6號看火孔蓋保持敞開，同時開小火控制機(jī)焦側(cè)溫度；

⑤空爐降溫過程中，因裝煤孔蓋處于敞開狀況，致使?fàn)t墻上下溫差很大，裝煤孔周圍的爐頂區(qū)溫度更低，這樣對舊爐墻的保護(hù)不利，同時造成爐頂區(qū)竄漏嚴(yán)重，因此爐體降溫過程中需設(shè)法保持爐頂及爐墻上部溫度不能太低。

(2)碳化室及燃燒室吊頂

①炭化室吊頂時在吊杠和炭化室蓋頂磚之間要加隔熱保溫板，吊頂裝置吊頂松緊度應(yīng)適當(dāng)，太松太緊都不利于爐頂砌體保護(hù)；

②燃燒室吊頂?shù)乃删o度也應(yīng)控制適當(dāng)，注意燃燒室吊頂前先放好立火道底及蓄熱室頂接灰盤以免斜道及蓄熱室空間的阻塞；

③水平煙道的過頂磚需要更換時，應(yīng)在燃燒室吊頂時進(jìn)行更換。

(3)舊墻拆除

①拆除舊墻重要的是保護(hù)不需翻修部分的舊墻及保證新舊砌體接口位置的質(zhì)量，因此拆墻時尤其是接口位置處要輕敲細(xì)拆；新舊砌體接口位置一般位于立火道隔墻處；

②新舊砌體間每隔5層磚必須留茬口，在條件允許情況下，每個茬口最好為完整茬口，即不是在人為斷磚條件下形成茬口，這樣有利于新砌體質(zhì)量及舊砌體保護(hù)。

(4)新墻砌筑

①砌筑新砌體時在保證新砌體平直度的條件下，在茬口處盡量與舊砌體平滑過度，無明顯錯臺；

②砌筑過程中灰縫要飽滿，全部勾縫，保證立火道內(nèi)部干凈，每層砌筑都進(jìn)行平直度及垂直度的測量；

③新砌體接頂之前徹底檢查所砌立火道內(nèi)部、保證無雜物，接頂同時拆除燃燒室吊頂裝置、之后拆除炭化室吊頂裝置；

④新墻砌好后為防止變形應(yīng)馬上砌花格墻進(jìn)行支撐保護(hù)，花格墻應(yīng)松緊適度，對于不能馬上砌花格墻的新墻面需加其它具有足夠強度的支撐物進(jìn)行支撐。

(5)烘爐升溫

①砌好新墻及花格墻、固定好其它新墻支撐物并砌好機(jī)側(cè)封墻后，密封炭化室裝煤孔蓋，有關(guān)立火道放測溫?zé)犭娕迹_始自然升溫；

②自然升溫階段所修燃燒室1～6號立火道(已加盲板)看火孔蓋全開，上升管蓋敞開；

③自然升溫階段結(jié)束后，隨著烘爐過程的進(jìn)行逐漸蓋看火孔蓋；

④隨著烘爐溫度的升高，從6立火道開始逐漸送火，每次送火時都要確認(rèn)立火道的溫度是否達(dá)到點火溫度(如700 ℃)，關(guān)閉上升管蓋；

⑤第1立火道送火后繼續(xù)升溫，直到2立火道溫度達(dá)1100 ℃。

(6)裝煤及出焦

①烘爐溫度達(dá)1100 ℃以后，拆除機(jī)焦封墻以及花格墻，噴補爐肩，測量新砌炭化室寬度，檢查新墻墻面狀況，上機(jī)焦側(cè)爐門；

②溫度再次回到1100 ℃后炭化室裝煤，觀察爐墻竄漏情況，經(jīng)一定時間后按計劃出焦，第1次出焦時再次檢查新墻狀況及推焦電流，接下來進(jìn)行第2及第3循環(huán)裝煤出焦，依次進(jìn)行，直到恢復(fù)正常結(jié)焦時間，執(zhí)行正常推焦計劃。

3 大修后爐體狀況及節(jié)能效果

爐子大修后炭化室寬向尺寸的變化在要求范圍之內(nèi)；炭化室墻表面平整﹑無凹凸現(xiàn)象﹑無錯臺，新舊磚結(jié)合部位平齊﹑連接牢固；所有修理炭化室裝煤后都順利出焦，推焦電流都在控制值范圍內(nèi)。

大修后炭化室煤氣直接竄漏到燃燒室的情況明顯改善，熱修補爐墻的頻度大幅度減少，因此煉焦過程中煤氣及熱量損失都較爐子大修有所減少；大修后炭化室墻平整度總體上改善，因此推焦電流也有所降低。幾種因素綜合作用結(jié)果使煉焦綜合能耗相應(yīng)降低，生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)顯示，爐子大修前后煉焦綜合能耗分別約為143.0 kgce/t及141.0 kgce/t。

4 結(jié) 語

焦?fàn)t爐體損壞主要發(fā)生在炭化室墻的某些特定部位，對這些部位進(jìn)行吊頂翻修可以延長焦?fàn)t壽命、減少企業(yè)投資，能達(dá)到節(jié)能降耗的效果。

焦?fàn)t吊頂翻修施工過程包括爐體降溫、炭化室及燃燒室吊頂、舊墻拆除、新墻砌筑、烘爐升溫、裝煤及出焦幾個環(huán)節(jié)。爐體降溫環(huán)節(jié)在保證較快降溫速度的同時需保護(hù)好無需維修部位舊砌體的質(zhì)量；吊頂環(huán)節(jié)需注意吊頂松緊度適當(dāng)；舊墻拆除時需注意留有完整的茬口；新墻砌筑階段要保證新舊砌體的平滑過渡及新砌體平直度和垂直度；烘爐升溫過程中需嚴(yán)格按照升溫計劃進(jìn)行；裝爐出焦環(huán)節(jié)需待烘爐溫度達(dá)1100 ℃以后進(jìn)行裝煤操作。

希望以上對某冶金企業(yè)兩份下噴式焦?fàn)t吊頂翻修的分析總結(jié)對相關(guān)企業(yè)能有一定借鑒作用。