焦爐深火道通洞修補技術的探討

作者：李強 方亮青 陳學才 高偉偉

第一作者單位：馬鋼股份有限公司煉焦總廠

生產過程中焦爐炭化室因承受高溫、機械力及物理、化學反應等作用發生損壞，損壞最早并且最快的是燃燒室端部火道，隨著爐齡延長，損壞部位由爐頭向燃燒室內部火道逐漸延伸。對于深火道通洞，熱修作業環境惡劣，修補難度明顯加大。一般將待修部位的燃燒室溫度降至300 ℃以下，對損壞部位拆除重砌，該方法存在以下缺點。

（1）當燃燒室溫度降至300 ℃時，炭化室墻面溫度僅200 ℃左右，低于硅磚晶形轉化點，造成硅磚體積收縮產生裂紋，對焦爐損壞較大，影響焦爐使用壽命。

（2）修補前后的升降溫時間較長，修補效率低，并會產生較多非正常爐號，擾亂正常生產次序，影響焦炭產量和質量。

1 隔熱保護技術措施

爐墻修理部位的隔熱保護效果對熱修作業環境、修理火道降溫幅度等有較大影響。下面就隔熱保護裝置的設計和制作進行說明。

1.1 尺寸設計

隔熱保護裝置的總長度尺寸比爐門框至通洞內側距離長450～550 mm，寬度尺寸比炭化室寬度略小。

1.2 隔熱保護裝置的組成和制作

隔熱保護裝置主要由移動保溫隔熱板、滑軌和花蘭松緊器組成。

（1）移動保溫隔熱板的制作。隔熱板由角鋼、滾輪、鋼絲網和含鋯陶瓷纖維毯組成。含鋯陶瓷纖維毯設置在鋼絲網的外側（炭化室爐墻一側）；在隔熱板底部角鋼上設置前后2個滾輪；在需修補爐墻一側的隔熱板上留1個比墻面通洞略大的缺口，修補破損火道前，用1塊與缺口大小相同的小隔熱板封閉缺口，待熱修作業時再移開此板；靠炭化室內側和頂部的隔熱板不需要裝滾輪，見圖1～圖3。

（2）滑軌的制作?；売刹垆?、角鋼、滾輪制成，與隔熱保護裝置的總長度相同，比炭化室寬度略小，見圖4。

1.3 隔熱保護裝置的安裝

（1）待修補的炭化室推空焦炭，兩側燃燒室溫度降至700～750 ℃后，先從裝煤孔處將隔熱封墻或陶瓷纖維毯放至炭化室離通洞較近的位置，隔離炭化室非檢修區與檢修區。將軌道放至炭化室底部，在軌道上按照圖5通過花蘭松緊器和插銷連接隔熱板，然后將隔熱板往內推至隔熱板上預留缺口與墻面通洞對齊的位置。

（2）在炭化室底部鋪2層含鋯陶瓷纖維毯，再放置一長條厚木板，熱修人員穿著鋁鉑隔熱服進入炭化室內，通過調節花蘭松緊器的長度將兩側隔熱板支撐在爐墻上。熱修人員進入作業時，可在爐口放置鼓風機，以進一步降低隔熱裝置內的溫度。

2 爐墻修補耐火磚的選擇

由于舊砌體處于熱態，新舊砌體的熱膨脹率不同，因此硅質爐墻挖補的關鍵問題之一是膨脹縫預留的是否適當。爐墻挖補往往因為預留膨脹縫過大導致投產后砌體未脹滿而竄漏，或預留膨脹縫過小導致升溫后砌體嚴重變形。

為了更好地解決新舊砌體接茬及預留膨脹縫大小的難題，比較好的方案是選擇零膨脹硅磚。零膨脹硅磚的熱膨脹率接近零，修補爐墻不需要預留膨脹縫，可提高修理部位的嚴密性，另外，因其具有較高的熱穩定性，適用于高溫修補。

3 修補爐墻火道溫度的控制

因隔熱保護裝置具有較好的隔熱效果，較大程度地改善了熱修作業環境，使得較高溫度條件下的修補成為可能，將修理墻面的溫度降至700～750 ℃，高于573 ℃硅磚晶形轉化點，避免保留墻面的硅磚體積收縮產生裂紋。

3.1 降溫階段

將待修補炭化室推空后，停止加熱爐墻通洞部位相連通的立火道，通過關小或關閉相鄰號的煤氣加減旋塞、增加噴嘴的調節棒數量，以及在降溫最后階段采取打開上升管蓋、看火孔蓋和裝煤孔蓋等措施進行降溫,降溫速度每晝夜不超過200 ℃，將溫度降至700～750 ℃時，降溫階段結束。

另外，修理爐墻兩側設置燜爐和緩沖爐室，使高溫區和修理區溫度呈梯形下降，關聯燃燒室溫度控制見表1。

3.2 升溫裝煤階段

爐墻修補完后，拆除隔熱保護裝置和隔熱封墻，關閉爐門、上升管蓋，自然升溫3 h后，加減旋塞打開1/3，按每晝夜200 ℃進行升溫，溫度升到1 200/1 250 ℃即可裝煤。

4 修補砌筑要點

（1）拆除壞磚，清理茬口。將通洞部位的壞磚拆除，接頭磚的拆除要盡可能多剔出茬口，以利于新舊磚的接茬咬縫，注意保護好立茬。

（2）新磚砌筑。通洞部位的壞磚清理干凈后，開始用零膨脹硅磚砌筑?；铱p要求為4～6 mm；墻面磚要橫平豎直，灰漿飽滿，隨砌隨勾縫，嚴禁出現反錯臺。

5 實施效果

（1）新舊砌體接茬部位嚴密，消除了裝煤后火道竄漏冒煙問題。

（2）隔熱保護裝置中的軌道、隔熱板底部的滑輪設計，使隔熱保護裝置可沿軌道準確到達炭化室任何需修補的部位。

（3）隔熱保護裝置較大程度地改善了熱修操作環境，為700～750 ℃高溫下修補爐墻通洞創造了有利條件。

（4）縮短了爐墻通洞的修補時間，減少了因修爐而對焦炭產量和質量造成的影響。

（5）避免了低溫修補對焦爐砌體造成的損害，延長了焦爐的使用壽命。

6 結語

隔熱保護裝置與零膨脹硅磚配合使用，可在較高溫度下修補深部火道通洞，避免以往因降溫過低導致爐墻產生新的裂縫，以及修補后爐墻新舊磚間的接茬及膨脹縫預留難題等較多弊端。對爐墻深部火道通洞實施科學合理的熱態維修技術，保證修復后的砌體完整嚴密，避免惡性循環，是延長焦爐使用壽命的關鍵。