焦炉炉头墙面损坏原因分析及降低挖补频次措施.doc

焦炉炉头墙面损坏原因分析及降低挖补频次措施摘要:通过探讨分析焦炉炉头墙面损坏原因,有针对性地采取科学、合理的措施,有效地降低了炉头墙面损坏和挖补频次。关键词:焦炉炉头;熔洞;挖补;措施中图分类号:TQ522文献标识码:A文章编号:1004-7050(2004)01-0043-02引 言我公司焦化一厂两座58型焦炉分别投产于1979年和1981年,已步入焦炉老龄期。随着炉龄不断增长,炭化室墙面损坏程度日趋严重,尤其是炉头火道部位,熔洞的出现逐年增加,严重影响炼焦生产。在挖补熔洞的过程中,又需降低炉墙表面温度,会对整个墙面及相邻火道造成不同程度的损坏,直接影响炉体的寿命。因此,探讨、分析炉头墙面损坏的原因,寻求对策,采取科学、合理的措施,有效地降低炉头火道挖补频次,对炼焦生产和焦炉炉体的维护具有重要意义。1 炉头墙面损坏原因分析一般来说,焦炉开工投产后,随着炉龄的增长,由于装煤、摘门、推焦等反复不断地操作引起的温度应力、机械压力和化学腐蚀等作用,使炉体各部分逐渐发生变化,炉墙表面会出现不同程度的裂缝、剥蚀、麻面、掉角、变形、错台、熔洞甚至倒塌等现象,通常损坏最早且最快的是燃烧室的端部火道,即炉头火道。根据我厂焦炉生产的实际情况,结合炉头损坏出现熔洞的状况,经探讨、分析,认为我厂58型焦炉炉头墙面损坏、出现熔洞的主要原因有以下几个方面:1.1 减薄炉门衬砖,提高炉头温度对炉墙的影响为了提高焦炭质量,增加企业效益,于1993年将炉门衬砖由致密粘土砖改为聚轻质炉门衬砖,并将机、焦侧衬砖厚度均减薄10 cm,使每孔炭化室可多装0.27 t干煤,年可增产焦炭8 500 t,焦炉煤气35.3万m3。为确保炉头焦的成熟,相应将炉头火道煤气孔板直径增加1 mm,加大了炉头火道加热煤气量,机、焦侧炉头温度也相应提高到1 300和1 340,这样,就使炉头火道火焰中心区,即离炭化室底部1 m处最高温度达1 4501 500,从而加剧了硅砖中SiO2向气态氧化硅的转化,且在1 470时,会引起硅砖中磷石英向方石英的转化,使该处方石英比例增大。方石英抗腐蚀性差,线膨胀率大,久而久之,会使该处墙面剥落,使炉墙由内向外产生熔洞,再加上炭化室墙面的剥蚀,加速了熔洞的形成。事实证明,在我厂所挖补的熔洞中,均由燃烧室向炭化室侧烧熔,且熔洞位置均出现在炉头火道距炭化室底部1 m处。1.2 挖补熔洞对炉墙的影响在挖补处理炉头熔洞过程中,要扒焦炭、砌封墙(或安装假炉门),并使挖补墙面降到200以下,热修人员方可进入清斜道、清砖茬、量尺寸、逐层加工砖,然后才能砌筑,整个挖补过程需8 h左右。这么长的冷却时间,使裸露墙面由900高温下降至200以下,必然会引起硅砖内部晶相转化,使墙面裂缝加宽,加剧了相邻火道及裸露炉墙的损坏。新砌补的硅砖,在装上炉门后,又会因升温过快受热不均,体积急剧变化,而引起该处硅砖碎裂,影响挖补质量,使新挖补墙面只能保持2年3年,并会出现第二次穿孔。随着挖补火道的增加,二次挖补率也逐年增加,这也是造成挖补频次增加的一大影响因素。1.3 炭化室墙面喷浆及铲除石墨对炉头墙面的影响炉头墙面出现裂缝、麻面、剥蚀后,曾于1994年1995年对部分剥蚀严重的炉头部位进行了喷浆处理。由于浆液较稀,且为常温,而墙面温度较高,浆液喷上后,使墙面温度急剧下降,引起炉墙局部体积骤变,加剧了墙面的剥蚀现象。生产操作中,剥蚀、麻面处温度较高,易积挂石墨,积到一定程度,会影响出焦。在人为铲除石墨过程中,不可避免地会对炉墙产生损坏,使墙面更加凹凸不平。愈不平,愈易积石墨,如此恶性循环,也是使炉头部位产生熔洞的一个因素。2 采取措施,有效降低炉头火道挖补频次针对上述炉头墙面损坏原因,我们采取了以下措施,有效地降低了炉头火道挖补频次。2.1 恢复机、焦侧炉门衬砖原设计厚度,降低炉头温度1998年9月至1999年8月,我们陆续将机、焦侧炉门衬砖全部恢复到原设计厚度,炉头火道煤气孔板直径恢复原尺寸,减少了煤料对炉头部位墙面的腐蚀面积。同时将炉头温度降低到机侧1 260、焦侧1 290,使炉头燃烧室火焰中心区域温度控制在1 450以下,从而有效地遏制了炉头墙面损坏程度,减少了新增熔洞的出现。2.2 改进挖补方式,提高挖补质量,减少二次挖补率改进和完善挖补方式,使挖补操作更趋合理、科学、规范,以提高挖补质量,延长挖补墙面的寿命,降低二次挖补率。2.2.1砌封墙(或装假炉门)后对裸露墙面采取保温措施。用20 mm厚的硅酸铝纤维毡浸水玻璃粘贴墙面,可使炉墙表面温度始终保持在600以上,而纤维毡外表温度低于200,既减轻了对裸露墙面及相邻火道的损坏程度,又节省了降温时间,改善热修人员的操作环境,使挖补时间缩短2 h以上。2.2.2延长新砌硅砖的预热时间。挖补前先对硅砖进行预热,确保其干燥;挖补后,对新砌墙面延长预热时间,即砌完后,前三火道不送煤气,拆除封墙上部3层5层砖,装上炉门,靠相邻火道、炭化室及封墙上部荒煤气的热量来预热挖补墙面。所挖补的炭化室加热12 h后,关闭地下室2/3煤气考克,使之处于闷炉状态,两个周转时间后再扒封墙,送煤气并完成出焦操作。对于相邻炭化室可适当延长结焦时间,作为缓冲炉,使之处于半闷炉状态。经过预热,避免了因升温过快导致新砌硅砖碎裂的现象,保障了挖补质量,再加上精心维护,可使挖补墙面保持5年甚至更长时间不变形、不穿孔,有效地降低了二次挖补率。2.2.3挖补时不预留膨胀缝,不留“活砖”。由于每次仅挖补一个火道,只需将纵、横向灰缝适当加宽,接茬处留足10 mm灰缝即可,且不需在第一层留“活砖”,既简化了挖补操作,又保障了砌补质量。实践证明,这种砌砖不会造成新砌部位硅砖的碎裂和变形。2.3 加强炉体日常维护首先加强对炉温的管理,确保结焦时间、加热制度和入炉煤质量指标的稳定,保障焦炉均衡供热,避免因炉温波动而引起对炉墙的影响;其次,改进热修人员的维护方式,管理上实行个人包段,炉墙维护责任到人,缩短普查周期,力争做到能小修不大修、能热修不冷修。对于炉头小熔洞采取高温粘结剂配骨料抹补;对于大的裂缝和剥蚀面采用半干法火焰焊补;对于挖补过的炉号,定期检查,及时抹补。此外,组织更换了炉顶纵、横拉