328-paper-梅山焦炉长寿的生产实践

1、梅山焦炉长寿的生产实践徐顺国宝钢集团上海梅山钢铁股份 炼铁厂，南京 210039摘要：梅山1号、2号焦炉分别投产于70、71年，炉龄已达30多年，随着炉龄的增加，炉体老化，护炉设备失效，焦炉的寿命成了公司生产平衡的重要课题。文章介绍了投产以来炼焦生产的概况，分析炉体状况恶化和护炉设备失效的原因。阐述了焦炉超期服役阶段在炉体维护、护炉设备完善、操作机械改良、生产组织管理和配煤管理等方面采取的措施，以及取得的效果。总结梅山焦炉长寿的经验。关键词：炭化室；护炉设备；上升管；焦炉长寿Production Practice of long campaign.of coke oven in meishan

2、Xu shun-guo（Baosteel.Group.Shanghai.Meishan.CO.LTD.Iron-making.Plant,Nanjing.210039,China）Abstract:Mei shan No.1 & No.2 coke ovens were put into use in 1970、1971. So the campaign of they were more than 30 years ,with the long production practice of long campaign ,the coke plants were old and pro

3、tect equipments of the coke ovens were out of use ,so the lives of the coke oven become a very important project to balance the production of the company .This issue make a brief introduce of the production of the coke from putting into production ,analyze the reason of the deteriorate of the status

4、 of the coke plants and the invalidation of the protect equipments of the coke oven, betterment of performed machines ,manage of product organization and manage of coal blending and the effect we got .Summing up the experience of how to protract the lives of Meishan coke batteries .Key words: chambe

5、r demensions，the protect of equipment，riser lining coke long longevity of the coke oven1 前言梅山1号、2号焦炉已连续服役35、34年，焦炉炭化室单孔累计推焦次数达17000余次，累积生产焦炭2700多万吨。已超过硅砖焦炉25年的设计寿命和炭化室单孔累计推焦12500次的设计要求。目前，1号、2号焦炉的生产水平保持在84.3炉/日.座，周转时间为18.5小时。全炉炭化室正常工作，没有进行过减产降温的揭顶大修；燃烧室没有不工作的立火道；加热煤气设备和荒煤气导出设备根本完好；1号、2号焦炉稳定均衡的生产为梅山公

6、司的大生产平衡发挥了积极的作用。2 生产概况梅山1号、2号焦炉是1969年建设的，炉型为58-型，单侧集气管。建设时为了早日抢出梅山铁，采用边设计、边施工、边投产的三边建设法，1号焦炉从开始挖土，经过土建、筑炉、设备安装用了8个月时间，烘炉仅用了34.5天时间，投产后正值文革期间生产技术管理较差。投产以来30多年的生产过程中，焦炉的生产组织方式有两种，1996年前以焦炭的平衡来组织生产，1996年11月份3号焦炉投产后，以焦炉煤气平衡组织生产。投产初期焦炉的生产水平较低，74年年平均结焦时间为27.5小时。78年至95年，为保证高炉用焦，两座焦炉根本处于强化生产，79年、80年、92年和93年

7、的年平均结焦时间在16小时以内。96年后焦炉生产压力有所缓解，但已进入超期服役阶段。2004年3月2号高炉投产后，焦炉又以焦炭平衡组织生产。1号焦炉一直采用焦炉煤气加热，2号焦炉1975年改为高炉煤气加热。1号、2号焦炉历年焦炭产量（万吨）见图1。图1 梅山1号、2号焦炉历年焦炭产量Fig.1 Yield of coke of coke oven No1 and No2 in meishan3 炉体损坏及护炉铁件失效的原因分析3.1 炉体损坏原因分析由于炼焦生产的特点，在装煤、出焦时受冷热激变的温度应力的冲击，推焦机械力的挤压、摩擦，以及煤气中有害物质的侵蚀。随着生产时间的推移，炭化室墙出现剥

8、皮、碎裂、凹陷、裂缝、错台等缺陷是不可防止的。严重时会炭化室墙产生熔洞或发生掉砖倒塌。3.1.1 炭化室墙出现熔洞的时间一般在投产后十年左右炭化室墙会产生熔洞。熔洞首次发现时间见表11。表1 熔洞首次发现时间Table 1 The time of discovering first fusion hole单位炉座号投产时间首次出现时间炭化室号梅山1号炉1970年1980年442号炉1971年1980年33号炉1996年2005年1宝钢2A炉1985年2003年1504A炉1991年1997年2003.1.2 对熔洞处的硅砖的分析1980年5月，梅山2号焦炉的3号炭化室的机侧东墙2孔首次出现熔洞

9、，当时对熔洞处的炭化室墙的硅砖进行了分析，结果见表2。新的硅砖的SiO2含量要求大于93%,从分析的结果看, SiO2富集在燃烧室侧,造成炭化室侧砖的强度变差。促使墙体砖的炭化面剥落。表2炭化室墙硅砖成分Table 2 Chemical composition of siliceohs brick in carbonizing chamber wall %成分燃烧室侧中间炭化室侧SiO293.592.2791.25CaO1.632.052.13Al2O30.5380.4740.5283.1.3 对历次炭化室墙修补的分析从1980年首次出现熔洞到2004年底，梅山1号、2号焦炉共修补炭化室墙36

10、7次，全部是机侧炉头火道，最深到第4火道。10%为立火道内部掉砖，堵塞砖煤气道或斜道，强行将炭化墙打通清理堵塞砖煤气道或斜道。5%的炭化室没有进行过修补；同一个炭化室修补次数最多为6次。炭化室西墙修补比东墙多。1号炉炭化室墙修补比2号炉多。3.1.4 造成熔洞的原因1) 耐火砖的质量。在砌炉时一般将一些缺陷缺棱掉角的砖放在边炉，边炉的炉组纵向累计膨胀大，造成边炉炭化室较早出现熔洞。2) 生产操作影响。机侧接触冷风的时间比焦侧长推焦过程中焦侧有红焦经过，焦侧炉温规定比机侧高，机侧炉门敞开时间长，上升管保养长时间吹压缩空气。氨水漏入炭化室，发生难推焦，推焦杆不准撞击炉墙等不良操作和事故。造成机侧产

11、生熔洞多。3) 修补质量。修补墙面有的寿命能大于10年，有的用不到一年，修补质量的关键在松动的砖是否清理干净。4) 不同加热煤气的影响。1号焦炉采用焦炉煤气加热，火焰短，火焰的外焰在1米高处，高温区域在下部集中，底部焦炭碎；2号焦炉采用高炉煤气加热，火焰长，焦饼上下温度差小。在同一结焦时间下，2号焦炉的标准温度比1号焦炉低10。造成1号焦炉熔洞出现次数多。3.2 护炉铁件失效的原因护炉铁件中纵横拉条、大小弹簧、钢柱对炉体的保护至关重要。3.2.1 弹簧失效原因弹簧长期处于受压状态，小炉头时有火烧和煤气熏烤，造成弹簧弹性疲劳，恢复不到自由高度，对炉体的保护力不够。3.2.2 纵横拉条纵拉条是管理

12、焦炉纵向沿炉组方向膨胀的设备，能有效防止边炭化室倾斜。炉头部位的纵拉条受上升管水封水泄漏、氨水泄漏、荒煤气熏烤等影响，腐蚀较快。横拉条是管理焦炉横向膨胀的设备，埋在拉条盖砖下，氨水切换阀漏氨水，上升管水封漏水，下暴雨等会影响横拉条，导致横拉条腐蚀变细甚至断裂。3.2.3 钢柱变形炉体的膨胀，推焦时的推力影响，钢柱上焊牛腿固定炉门框，炉门火烧等原因导致焦侧钢柱曲度变大。4 采取的措施延长焦炉寿命的总体思路：以焦炉炉体保护为主，改善焦炉护炉铁件状况，加强生产过程控制。细化配煤管理和设备管理。特别是对炭化室炉墙的维护。4.1 炉体维护焦炉炉体维护坚持以预防性维修为主，坚持能喷补的不挖补，能热修的不冷

13、修，提高冷修质量，尽量减少降温补炉的次数。4.1.1 火焰焊补对焦侧炭化室炉头墙面有凹陷的炉号采用火焰焊补，焊补炉号焦侧少加煤2吨，利用焦炉大检修时间进行焊补，焊补前去除所焊墙面的石墨、松动的砖、杂物，露出新茬砖，焊补墙面温度要求大于1000，不够要预热，一般焊补面积500×500mm，先进行根底焊补，厚度1-2 mm，根底焊补供料5-10Kg/h，正常操作时焊枪与振动抹配合，一边焊一边抹，供料约50Kg/h，焊补一个炭化室约1小时时间。4.1.2 半干法喷补对焦侧炉肩与炉门框的缝隙以及炭化室墙面损坏面积较大的炉号采用半干法喷补，出炉后喷补炉号空炉，用空气锤去除干净喷补墙面，调节空气

14、压力、水流量和下料量，对喷补墙面进行喷补，用抹子抹平墙面。清扫落料和反弹料，关闭炉门，升温2小时后加煤。补炉操作时间短，对出炉没有影响。4.1.3 挖补挖补是在炭化室下部出现熔洞或者要处理立火道内部掉砖影响正常加热时采取的方法。挖部是传统的冷修方法要进行炉体降温，挖补质量的关键是新旧砖的结合部要处理好，对新砌的硅砖要进行预热。4.2 护炉设备完善4.2.1 双弹簧改为双弹簧组根据焦炉上部炉长膨胀较快的特点，采用双弹簧组对炉体施加足够的保护性压力，见图2，加大了上部弹簧吨位，上下部弹簧吨位比值控制在1.6-1.7，上部弹簧控制在16-17吨，下部弹簧控制在10吨。 单弹簧组 双弹簧组图2双弹簧改

15、为双弹簧组示意图Fig.2.Layered treatment of double springs instead to double springs group4.2.2 钢柱校正和更换钢柱校正是在钢柱曲度最大的地方开剖口，校正后再焊接，此方法施工时间短，但钢柱曲度恢复较快。更换钢柱即将钢柱上部的三分之二更换，将待换钢柱附近的平台打掉，撤除焦侧小炉头，钢柱上有加煤车和拦焦车摩电道支架的要移位，下部钢柱烧扁担固定，上部借用相邻钢柱固定炉门框，机侧相邻钢柱上部烧卡子，放扁担固定钢柱，松弹簧，割除横拉条，取出横拉条，从支撑焦侧平台的牛腿上沿割断钢柱，吊走钢柱，新钢柱就位调整，下部焊接，上部焊拉条，

16、紧拉条螺丝，上弹簧吨位。4.2.3 纵横拉条更换结合横拉条直径测量和弹簧吨位测量，发现横拉条直径不符合要求或已断，立即更换。对上升管处的纵拉条进行更换。4.2.4 上升管水封改造上升管的密封在投产时使用煤封和泥浆密封，浪费能源，污染环境，工人的工作量大。82年改造为水封上升管，但有下水，炉顶灰尘大保养上升管的焦油渣经常堵塞下水管，导致炉顶面有水，影响炉体。现在改为静压式上升管水封，利用连通器的原理，对各个上升管水封自动连续补充水，自动到达稳定水位，提高上升管水封槽的密封性能和效果，防止水封槽漏荒煤气和水封下水漏水到炉顶面。4.3 操作机械改良4.3.1 推焦减速装置推焦杆在推焦整个过程中匀速前

17、进，对炉头墙体的撞击大。通过电气改造，改变推焦杆在推焦时的前进速度，推焦初期低速运行，中间过程全速运行，推焦末期低速运行。到达低速接触焦饼，推焦末期减速的效果，减少推焦对炉墙的冲击。4.3.2 平煤杆改造在平煤杆中部两个筋板之间增加弧形的压板，在平煤杆平煤时对炭化室内的产生压实的作用，有利于提高装煤量和煤的堆密度，使荒煤气顺利导出，减少火烧现象。4.4 生产组织管理4.4.1 调节焦炉换向时间调节焦炉换向时间，与热风炉换炉时间错开，减少高炉煤气主管压力波动。保证焦炉加热的稳定。根据3座焦炉采用不同煤气加热，制定了具体的换向时间。4.4.2 稳定加热煤气气源，建立焦炉煤气和高炉煤气气柜，减少频繁

18、更换煤气对炉体的影响，4.4.3 建立贮焦场，新建南焦场、北焦场，减少了因焦炭出路不畅对焦炉生产的影响，在需要用焦时由返焦皮带送到运焦系统。4.4.4 稳定焦炉生产水平在热轧年修期间适当降炉，减少周转时间的频繁变动。4.4.5 加强热工管理采用炉头补充加热，提高炉头火道的温度。为保证焦炭质量，焦饼中心温度控制在上限1000-1050。勤测勤调，提高温度操作系数。4.4.6 三班操作管理严格按推焦方案准点推焦，加满煤，平通煤，按规定开关炉门，减少炉门敞开时间。加强炉门、炉框、上升管、炉口保养。4.5 配煤管理及其他4.5.1 配煤管理做好来煤脱水，稳定和降低配合煤水分，来煤一律先进场地，进行均匀化脱水处理，在配合煤水分高时控制酸焦油的配入量。控制配煤上下班之间的水分差。控制配煤挥发分，要求采购部门按配合煤挥发分27-28组织煤源。对配煤称进行改造，将配煤圆盘的滑差电机调速改为变频调速。保证配合煤的细度，更换粉碎