使用熔融硅磚熱修復(fù)6 m焦?fàn)t炭化室爐底的探索與實(shí)踐

供稿|栗忠浩, 翟向軍, 王文光, 張 佳, 邊福愛(ài) / LI Zhong-hao, ZHAI Xiang-jun, WANG Wen-guang,ZHANG Jia, BIAN Fu-ai

基本情況

本鋼焦化廠4#、5#焦?fàn)t為JN60型60孔復(fù)熱式焦?fàn)t，設(shè)計(jì)年產(chǎn)焦炭能力為120萬(wàn)t，兩座焦?fàn)t于2003年9月投產(chǎn)。在2011年5月推焦發(fā)現(xiàn)兩座焦?fàn)t的小號(hào)邊爐的個(gè)別爐室爐底出現(xiàn)了不同程度的磨損，在排除了推焦大桿及推焦車(chē)鐵軌存在因素后，對(duì)爐體進(jìn)行了多方位的測(cè)量與分析，始終找不到問(wèn)題的根源，隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，發(fā)現(xiàn)磨損部位不斷擴(kuò)大，繼而出現(xiàn)部分爐底磚脫落的現(xiàn)象，已經(jīng)威脅到正常生產(chǎn)。鑒于此，我廠技術(shù)人員經(jīng)過(guò)認(rèn)真研究，反復(fù)論證，最終決定使用熔融硅磚對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題較為嚴(yán)重的505#炭化室進(jìn)行熱修復(fù)處理。

硅磚的選擇

由于普通硅磚需要按烘爐時(shí)的膨脹規(guī)律緩慢升溫，但在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)時(shí)間的要求很緊迫，在短短幾個(gè)小時(shí)內(nèi)由幾十度升到1000 ℃左右，升溫速度過(guò)快，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)外膨脹不一致，容易造成磚的破裂。加上此次采用的是熱修復(fù)處理，爐內(nèi)溫度達(dá)到850 ℃左右，一般硅磚的抗熱震性滿足不了要求，這樣就對(duì)要更換的硅磚提出了更高的質(zhì)量要求。經(jīng)過(guò)多方論證，最終選用了零膨脹的熔融硅磚，它的殘余石英少，在1000 ℃熱膨脹率非常小，熔融硅磚的物理化學(xué)特性如表1、表2。

表1 熔融硅磚化學(xué)指標(biāo)(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) %

表2 熔融硅磚物理指標(biāo)

準(zhǔn)備工作

燜爐及緩沖爐設(shè)置

(1) 由于欲修復(fù)爐室505#是在推空狀態(tài)下，對(duì)相鄰爐室必須實(shí)施降溫處理，504#、506#實(shí)施燜爐，將503#、507#炭化室作為緩沖爐室，結(jié)焦時(shí)間控制在24 h，其他炭化室為正常結(jié)焦時(shí)間。若對(duì)產(chǎn)量要求不高，可加設(shè)緩沖爐室，對(duì)爐體將更有益。

(2) 為保證加熱速度，事先將5#焦?fàn)t加熱用高爐煤氣切換成焦?fàn)t煤氣。

(3) 當(dāng)505#炭化室推空后，關(guān)上上升管翻板，打開(kāi)上升管蓋，用吊子密封上升管，確保荒煤氣不會(huì)倒流。對(duì)于504#、506#，因?qū)嵤F爐，在結(jié)焦末期，荒煤氣的產(chǎn)生量極低，也采取上述措施切斷荒煤氣。

工具與材料準(zhǔn)備

(1) 耐材類(lèi)：零膨脹磚40塊、耐火泥、水玻璃、陶瓷、纖維氈。

(2) 工具：特制托磚板、特制推磚桿、特制澆漿小車(chē)、風(fēng)管、隔熱擋板、灰槽、泥桶、水管、草把，清掃爐底用鏟子、耙子、切磚機(jī)、電焊機(jī)等。

(3) 勞保用品：防高溫輻射面罩、手悶子。

圖1 特制托磚板、特制推磚桿、特制澆漿小車(chē)、風(fēng)管、隔熱擋板

燃燒室降溫處理

(1) 降溫需提前兩天進(jìn)行，降溫頻率按每小時(shí)降10 ℃，降至850～900 ℃。

(2) 降溫過(guò)程中，505#、506#燃燒室標(biāo)準(zhǔn)溫度控制在1100～1200 ℃，其他燃燒室標(biāo)準(zhǔn)溫度保持正常。

(3) 安排調(diào)火人員每4 h測(cè)量橫排溫度，并做好記錄。

(4) 按計(jì)劃降溫，并保證其他爐爐溫均勻，焦餅成熟。

(5) 根據(jù)降溫情況對(duì)鋼柱大小彈簧進(jìn)行測(cè)量和加壓調(diào)節(jié)。

(6) 計(jì)劃在505#炭化室墻壁溫度降至850 ℃左右，開(kāi)始開(kāi)門(mén)進(jìn)行修復(fù)處理。

實(shí)際降溫過(guò)程數(shù)據(jù)如下表3。

實(shí)際降溫曲線圖見(jiàn)圖2。

表3 實(shí)際降溫?cái)?shù)據(jù)表 ℃

圖2 實(shí)際降溫曲線圖

爐底磚熱修復(fù)

(1) 按正常推焦串序?qū)?05#炭化室推空后，用草把清掃爐底直至爐底無(wú)尾焦，將2孔至12孔處舊磚茬打掉，直至新磚與舊磚面吻合一致，再次用草袋清掃，直至無(wú)尾焦、碎磚為止。用壓縮空氣配合吹掃，確保落磚時(shí)保持姿態(tài)平整。

(2) 關(guān)機(jī)焦側(cè)爐門(mén)，防止熱量散失及冷空氣對(duì)爐頭侵蝕，實(shí)施保溫措施。

(3) 保溫結(jié)束后，打開(kāi)機(jī)側(cè)爐門(mén)(焦側(cè)爐門(mén)不開(kāi))、爐墻、爐門(mén)框部位用陶瓷纖維氈和水玻璃粘貼保溫，防止?fàn)t墻因溫度急劇變化而破損。

(4) 本次修復(fù)為機(jī)側(cè)2孔－12孔約5 m長(zhǎng)部位，需30塊左右新型熔融硅磚，其余原爐底未損壞不作修復(fù)。

(5)從內(nèi)向外砌筑，用特制工具(托板)將新磚送入炭化室與舊磚面交接處，依次無(wú)縫碼放，放新磚前需在磚體四周涂抹粘土火泥(如凹面過(guò)底，需用泥料墊底找平)，操作時(shí)要求找好兩側(cè)預(yù)留灰縫，要求砌筑平整，不能有錯(cuò)臺(tái)。實(shí)際砌筑過(guò)程見(jiàn)圖3。

圖3 修復(fù)實(shí)際砌筑圖

(6) 新磚碼放完畢后，用澆漿小車(chē)將粘土火泥對(duì)磚縫進(jìn)行澆漿，澆漿后對(duì)磚體表面進(jìn)行清理，保證磚體表面干凈整潔。

(7) 操作過(guò)程中注意用水給工具及時(shí)降溫，同時(shí)備用切磚機(jī)制作異型磚。另外，準(zhǔn)備電焊機(jī)及焊工對(duì)工具及時(shí)調(diào)整修補(bǔ)。

(8) 在熱修復(fù)過(guò)程中，要注意監(jiān)測(cè)爐室內(nèi)部溫度，必要時(shí)要采取關(guān)門(mén)保溫等措施。

恢復(fù)生產(chǎn)

(1) 修復(fù)工作結(jié)束后，關(guān)505#爐門(mén)(在關(guān)門(mén)前要對(duì)機(jī)側(cè)爐頭直立縫部位，重新抹補(bǔ)、噴漿)。

(2) 2 h后抽出吊子，關(guān)閉上升管蓋。

(3) 維修結(jié)束4 h后，505#裝煤，第一次裝煤應(yīng)控制裝煤量，適當(dāng)少裝。

(4) 505#第一循環(huán)結(jié)焦時(shí)間為48 h，待第一次出焦監(jiān)測(cè)爐底正常后，逐步縮短結(jié)焦時(shí)間。在此期間升溫工作也不可過(guò)急，要按照升溫計(jì)劃進(jìn)行，下表4即為504#－507#燃燒室實(shí)際升溫情況：

(5) 504#、506#待505#裝煤2 h后，再陸續(xù)推焦裝煤，逐步順至正常推焦串序。

表4 實(shí)際升溫?cái)?shù)據(jù)表 ℃

實(shí)際升溫曲線見(jiàn)下圖4。

圖4 實(shí)際升溫曲線圖

(6) 503#、507#結(jié)焦時(shí)間為24 h，待修復(fù)完成逐步順至正常推焦串序。

(7) 在修復(fù)后加煤出焦直到正常結(jié)焦時(shí)間期間，車(chē)間安排調(diào)火人員及專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員監(jiān)測(cè)爐底及推焦電流情況，在此期間要適當(dāng)控制加煤量。

結(jié)論

(1) 采用熔融硅磚熱修復(fù)炭化室底磚，代替普通硅磚冷修復(fù)的方案，可以避免冷修帶來(lái)的膨脹不均，縮短修復(fù)時(shí)間，延長(zhǎng)焦?fàn)t的壽命。

(2) 熔融硅磚價(jià)格較高，適用于生產(chǎn)任務(wù)緊的單位。

(3) 熱修復(fù)時(shí)可以用先干擺再澆漿的方式砌筑，比普通的抹灰砌筑節(jié)省時(shí)間和人力。

(4) 修理后的炭化室經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行觀察，爐底磚平整堅(jiān)固，推焦電流穩(wěn)定正常。