晚期焦炉炉体的维护与热修

1、四川冶金SichuanMetallurgy9晚期焦炉炉体的维护与热修攀钢煤化工公司范润汉周延辉许廷录【摘要】本文总结了一期焦炉炉体维护与热修的经验与教训,分析焦炉维护与热修技术对焦炉寿命的影响,对晚期焦炉维护与热修的方针及措施进行了探索。【关键词】焦炉炉体维护热修1前言煤化工公司一期四座焦炉是我国自行设计、自行施工的第一代515m大容积焦炉,于7073年相继投入生产,现已进入炉龄晚期。现焦炉各项经济技术指标均达到并优于特级焦炉标准,分析,探索晚期,对今后一期焦炉炉体的维护、长寿化攻关等工作均具有重要的意义。2焦炉维护与热修管理工作烟道、砖煤气道的治漏维护等。2)炉门的维护包括炉门框及炉门体的维

2、护等。)、钢柱、弹簧、。、抹补和焊补等,它是在炉体基本不降温的情况下,修理人员在炉外进行操作,而且包括在保留不修理部位温度大于700,需要修理的部位降低到常温,以便修理人员进入炉内进行操作。热修工作主要包括:(1)炉头喷抹补;(2)炉头补洞;(3)炉体墙砖的更换;(4)吊顶修理;(5)揭顶修理;(6)多孔炭化室整墙冷修等。213一期焦炉炉体维护与热修阶段1)以日常维护工作为主的预防性维护阶段此阶段可大致从焦炉开工到成功更换处理39#炭化室焦侧216米深度底部砖为标志的1999年。该阶段本着“能小修不大修,能抹补不挖补,能热修不冷修”的原则,通过三十年精心维护管理为一期焦炉长寿、再创特级焦炉奠定

3、了坚实的基础。该阶段出现20多孔次炉墙穿孔均集中在机侧的第一火道。用粘土砖修补损坏的炭化室墙硅砖,现基本保持良好取得令人满意的效果。2)以日常维护和简易挖补炉体墙砖为主的预防性热修阶段此阶段可大致从1999年为开端至吊顶、揭顶修理技术的应用。该阶段是焦炉长寿化攻关的攻坚阶段,直接决定一期焦炉最终寿命。现正开展一系列维护热修补技术的引进、研究与应用。此阶段炉墙穿孔比较频繁,2000年至今共有43孔次炉墙穿孔,仍集中在机侧1火道,随着焦炉炉体不断老化炉墙穿孔必将逐渐向机侧2、3、4火道和焦焦炉投产以后,焦炉维护与热修管理工作与焦炉寿命息息相关,是确保焦炉正常生产运行,有效延长焦炉寿命最重要的工作之

4、一。包括焦炉日常维护工作和热修工作。211焦炉日常维护工作焦炉砌体出现凹凸、剥蚀、裂缝、熔融、掉砖、错台与局部堵塞等情况时,用清扫、灌浆、喷涂、勾缝、抹补、焊补及矫直等方法,一般称为对焦炉砌体的日常维护。焦炉日常维护工作在焦炉无明显损坏或刚开始损害时起预防作用,当有明显损害时可以阻止和延缓损坏面进一步的损坏,可有效阻止焦炉炉体早衰。其工作主要包括:1)焦炉砌体的维护(1)炉顶部位包括炉顶的平整与灌浆和上升管、小炉头、看火孔座、装煤口座、拉条沟及盖砖的更换与维护等。(2)炉台部位包括炭化室墙、立火道、炭化室底部、底角砖以及炉门衬砖的维护处理等。(3)蓄热室部位包括封墙、废气盘、两叉部、小1020

5、03年第3期侧14火道扩展。其中2002年3月对穿孔频繁发生的1号焦炉机侧全部应用半干法技术有效延缓炭化室穿孔现象发生;2001年12月39#炭化室北墙1#火道已有7层硅砖被更换。3)吊顶、揭顶修理技术应用为主的热修阶段随着焦炉炉体不断老化,炭化室墙严重变形受损或倒塌,受损部位向炭化室深度扩展到14#火道,采用挖补已不能取得实效,开始采用以吊顶、揭顶修理技术。揭顶修理技术是将要修理的部位从炉顶开始一直拆到燃烧室底并重新砌到炉顶的一种检修方法。一般适用于一个或相邻数个较长的一段燃烧室的修理,这种办法工作量大,修理时间长,需要的人力、物资和资金比较多,但能彻底解决问题保证修炉质量。表1类别湿法喷、

6、,50%左无熟练的热修工无常温差20kg/h4)以多孔炭化室整墙冷态翻修为主的特护阶段炉墙受损继续向炭化室内纵深发展,应用吊顶、揭顶修理技术进行热态翻修处理已经不能取得预期效果不得不采用多孔炭化室整墙冷态翻修进入焦炉特护阶段。3热修技术应用以及对焦炉寿命的影响探讨现一期焦炉热修方法包括湿法喷、抹补,半干法喷补、火焰焊补等技术对延缓、控制焦炉砌体的劣化起到了重要的作用,此外热修方法还包括尚未引进的陶瓷焊补技术。各种热修喷补技术状况比较见表1,的局限性,:,在喷补时喷补料在喷嘴混料器中才与水份结合,水份含量为10%12%预混式多喷头喷枪结构经短期培训的热修工提供一定压力空气和清洁水常温好160kg

7、/h火焰焊补技术以丙烷为燃料、氧气为助燃剂兼作焊补料载体预混式多喷头焊枪结构经短期培训的热修工提供丙烷、氧气、压缩空气1600以上陶瓷焊补技术以加在焊补料中的金属粉末为燃料,氧气为助燃剂兼作焊补料载体套管式焊枪结构需专门培训提供氧气、压缩空气2000以上技术特征焊(喷)枪结构对操作工的要求配合工作操作温度炉墙面的平整度焊、喷、抹能力好50kg/h好60kg/h优点操作设备少、简单、方便设备结构简单,挂料率高,操作方便,速度快,适合于焦炉不同温度、部位对炉墙有轻微损害火焰参数好,操作性、安全性好,挂料率高,能形成粘结牢固,理化性能好的焊补体设备结果复杂,准备时间长、不易操作、成本高。反应温度高,

8、设备结构简单,挂料率高准备时间长、不易操作,成本高。缺点挂料时间短,将造成再次损害,维修工作量大311湿法喷、抹补技术传统的湿法喷补适用范围很广,不论大小裂缝、剥皮、麻面、凹陷等都可进行喷补,既可以补炽热的墙面,又可补温度较低的炉顶及蓄热室区域,其优点是操作简单、方便、快捷、效率高、适用面广;其缺点是泥浆含水4050%,当泥浆接触墙面时,由于水份的剧烈蒸发,水蒸气产生的压力会影响泥料对墙面的粘结,所以挂料时间不长;同时由于含水量较大的泥浆对炽热的墙面的骤然冷却,使硅砖砌体龟裂,直接影响焦炉寿命。抹补用泥料的含水量比喷补泥料要低得多,对砌体造成的副作用相对较小,抹补对较小的裂缝不适合,但对修补大

9、的裂缝、孔洞时速度很快;抹补操作技术直接影响挂料时间,需要热修人员在实践中不断总结经验,以便延长一次修补的挂料时间。操作好时其挂料时间可达一年以上,有的达到两年以上。312半干法喷补技术半干法喷补技术工作原理是根据焦炉炉体不同部位及损坏程度选择相应的喷补料。喷补料通过转盘输送后由压缩空气携带至掺混器中与加压水混合、加湿至含水量1012%;喷补附着到焦炉炉体损坏部位,及时用抹子抹平、刮平;烧结凝固一段时间,以达到焦炉维护修补、延长使用寿命的目的。半四川冶金SichuanMetallurgy11干法技术具有以下显著特点:(1)在冷、热焦炉炉墙上均有高的附着率,与砖的连结性好,形成与墙砖同样致密的墙

10、体,结合牢固持久。(2)易于分层,特别对深度损坏的修理极其方便。(3)操作速度快,修补一孔炉头墙两面整个过程火焰、陶瓷焊补技术由于焊补温度高达1600以上、在焊补的过程中将会燃烧硅砖内部已渗入的石墨,造成炭化室硅砖疏松受损。硅砖内部渗炭与炉龄成正比,一般在20年炉龄炭化室墙的硅砖渗炭已达一半以上,因此火焰、陶瓷焊补技术最适合于中青年的焦炉。通过以上的分析总结可得:传统的湿法抹补技术以其简单、方便、快捷的特点在很长的时间内仍将被广泛应用;半干法喷补技术比较适合老龄焦炉、超期服役的焦炉;火焰、陶瓷焊补技术最适合于中青年的焦炉。41)、中只需2个小时左右,喷补量最大可达到160kg/h。(4)刚喷补

11、到炉墙的喷补料用抹子容易抹平和刮平,确保炉墙平整。(5)高的抗压、抗折和耐磨强度。(6)热膨胀性具有较高的抗急冷急热性能。(7)修补料使用寿命至少在两年以上。半干法喷补技术现主要应用在修补较严重的炉头墙、上升管根部等部位。其应用前景相当广泛,包括蓄热室维修、;废气盘部位的喷补等;、各种不同温度、各种烧损部位的特点以及在常温下操作相对简单方便、喷补速度大、挂料时间长而倍受各单位青睐尤其是处于晚期焦炉厂矿的青睐。313火焰焊补技术该技术原理是利用丙烷燃料燃烧所产生的高温火焰把喷出的耐火粉料熔融与砌体熔接,从而达到弥补砌体缺陷的目的。其焊料坚固结实,耐磨粘结性好、耐热冲击等优点而被广泛应用。火焰焊补

12、技术具有以下特点:(1)该方法焊后的焊肉与硅砖的强度接近,致密度相当,耐磨性好,且焊补体在焊补过程中就基本上完成晶型转换,与硅砖的粘结性好。(2)挂料时间长,对硅砖损坏作用小。(3)易于分层,特别对深度损坏的修理极其方便。(4)准备时间长、操作比较复杂,喷补时速度比较快。(5)修补料使用寿命至少在两年以上。314陶瓷焊补技术,对原砌体、见好就收。要以日常,阻止和延缓炉体损坏面进一步损坏。热修过程中不可避免地对砌体各部位,特别是新旧接替部位带来严重的损坏,以致形成相邻部位逐渐延伸的趋势,焦炉维修应尽量采取保守稳妥的方法进行。如在2002年元月处理39#炭化室底部焦侧损坏深达8米的过程中,面对机侧

13、已磨损一半,焦侧已磨损到第二层底面砖的实际情况,采用“机侧继续使用,焦侧用高铝砖更换”的方案。既减少了工作量又有效地利用机侧现有的底部砖,延缓炭化室底部的损坏,取得令人满意的效果。2)铁件管理工作至关重要,勤测细调,保持高吨位,采用“七分养、三分治”的原则,经验包括:(1)钢柱采用40#工字钢对焊,并在正面和侧面设加强筋,具有较大的强度。(2)上部横拉条采用16Mn钢,且机、焦侧设有弹簧组。(3)采用铸铁件大保护板具有较好的钢性,保护板基本紧贴钢柱和砌体。)各种热修修补技术均具备优越性的同时存在其技术的局限性;在选择应用修补技术时应充分结合本单位焦炉炉体的实际,尤其是炉体破损的部位及损害程度,

14、加以消化吸收并结合各种热修修补技术的特点,扬长避短。杜绝出现生搬硬套一概加以应用新技术;或因应用某一技术时出现一些问题而一概加以否定或不大了解新技术就加以否定该技术的推广应用的现象出现。如在引进德国的半干法技术及设备的同时,结合一期焦炉炉体及生产实际尤其是充分考虑处于晚期炉龄的焦炉炉体炉况,包括对作业方式、喷枪管及该技术原理与火焰焊补基本一致,该技术是用氧气将含有铝粉和镁粉的硅质喷补料一起送到炭化室墙的表面,在高温下铝、镁金属粉末进行氧化反应,释放大量的热量,熔融焊补料,形成和硅砖组成和结构基本一致的陶瓷涂料,将炉墙的裂缝补好。122003年第3期用水的供给方式、修补炭化室穿孔方式进行了技术改

15、进确保了该技术在一期焦炉上的广泛应用。4)焦炉热修方案的制定、论证慎之又慎,必须充分结合焦炉炉体的实际,制定切实可行的操作方案,尤其是焦炉重要部位的修理:如翻修炉头墙,更换炉底砖等,都必须制定详细的施工方案,对要使用的耐火材料、工具、安全措施、降升温速度、人员安排、相应的生产组织等都有周密的计划,发动职工进行热修工具的发明、改造;做好工具试用,对热修操作过程进行多次模拟演习,确保一次性成功。如:2000年7月在处理39#炭化室焦侧地面砖深达6米的过程中,制作了隔热罩降低操作环境的温度,改善操作环境,但由于未能注意到39#炭化室是边炉号,炉墙扇形变形严重的问题,该隔热罩不能顺利送入炭化室造成此次

16、作业失败。5)越修越坏”的恶性循环,术培训方面,。当出现问题时,在操作技术与施工方案未过关时进行修补,其效果可想而知,导致“越坏越修、越修越坏”的恶性循环。6)某焦化厂焦炉已有30余年的历史,该厂是我国最早使用火焰焊补、半干法喷补技术的单位之一,1998年开始对焦炉机侧绝大部分14号立火道进行了吊顶翻修,但未解决新、旧砖的衔接,炉体致密性差。各种技术的应用效果不明显,表现在烟囱冒黑烟,炉柱变形严重,炉墙窜漏相当严重。又将引进俄罗斯技术对斜道区以上部位进行大规模翻修,其费用将达1000多万元。每次引进新技术后均未大面积推广应用,未广泛应用在被损害的炉体上,未能掌握核心关键技术,应用效果不够理想的

17、局面。其经验教训值得我们吸取。5晚期焦炉热修方针及今后工作晚期焦炉热修方针即:以日常预防性维护为主,以热修为辅,尽量减少维护量。做到“能热修的不冷修,能小修的不大修,能抹、喷补的不挖补或翻修,见好就收,该抢修的必修抢修”。贯彻落实该方针是一期焦炉长寿化攻关目标实现的基础之一。晚期焦炉今后的热修工作主要包括以下几个方面:1)引进国内外新技术、新材料,加强技术交流与合作,做好技术方案储备工作。2)加强操作人员的技能培训,做好操作技术储备工作。3)成立焦炉点检组。4)热修工具的研制工作。5)、。)、吊顶技术的应用可行性研究。8)矫直炭化室墙技术的应用可行性研究。9)加大必要的资金投入。10)大力开展预见性、前瞻性技术攻关工作。比如:(1)支模造胎法修复斜道技术。(2)高合金镍铬管替代砖煤气管道外引煤气补充加热。(3)焦炉附属设施设备及时处理更换等。(4)焦炉串漏预见并及时处理,杜绝高温号的发生等等。6结论11焦炉炉体维护与热修大致可分预防性维护三十多年焦炉维护管理和国内外的经验与教训,结合一期焦炉炉体的实际状况逐渐总结形成了阶段、预防性热修阶段、热修阶段和特护阶段。21传