焦炉深火道通洞修补技术的探讨

作者：李强 方亮青 陈学才 高伟伟

第一作者单位：马钢股份有限公司炼焦总厂

生产过程中焦炉炭化室因承受高温、机械力及物理、化学反应等作用发生损坏，损坏最早并且最快的是燃烧室端部火道，随着炉龄延长，损坏部位由炉头向燃烧室内部火道逐渐延伸。对于深火道通洞，热修作业环境恶劣，修补难度明显加大。一般将待修部位的燃烧室温度降至300 ℃以下，对损坏部位拆除重砌，该方法存在以下缺点。

（1）当燃烧室温度降至300 ℃时，炭化室墙面温度仅200 ℃左右，低于硅砖晶形转化点，造成硅砖体积收缩产生裂纹，对焦炉损坏较大，影响焦炉使用寿命。

（2）修补前后的升降温时间较长，修补效率低，并会产生较多非正常炉号，扰乱正常生产次序，影响焦炭产量和质量。

1 隔热保护技术措施

炉墙修理部位的隔热保护效果对热修作业环境、修理火道降温幅度等有较大影响。下面就隔热保护装置的设计和制作进行说明。

1.1 尺寸设计

隔热保护装置的总长度尺寸比炉门框至通洞内侧距离长450～550 mm，宽度尺寸比炭化室宽度略小。

1.2 隔热保护装置的组成和制作

隔热保护装置主要由移动保温隔热板、滑轨和花兰松紧器组成。

（1）移动保温隔热板的制作。隔热板由角钢、滚轮、钢丝网和含锆陶瓷纤维毯组成。含锆陶瓷纤维毯设置在钢丝网的外侧（炭化室炉墙一侧）；在隔热板底部角钢上设置前后2个滚轮；在需修补炉墙一侧的隔热板上留1个比墙面通洞略大的缺口，修补破损火道前，用1块与缺口大小相同的小隔热板封闭缺口，待热修作业时再移开此板；靠炭化室内侧和顶部的隔热板不需要装滚轮，见图1～图3。

（2）滑轨的制作。滑轨由槽钢、角钢、滚轮制成，与隔热保护装置的总长度相同，比炭化室宽度略小，见图4。

1.3 隔热保护装置的安装

（1）待修补的炭化室推空焦炭，两侧燃烧室温度降至700～750 ℃后，先从装煤孔处将隔热封墙或陶瓷纤维毯放至炭化室离通洞较近的位置，隔离炭化室非检修区与检修区。将轨道放至炭化室底部，在轨道上按照图5通过花兰松紧器和插销连接隔热板，然后将隔热板往内推至隔热板上预留缺口与墙面通洞对齐的位置。

（2）在炭化室底部铺2层含锆陶瓷纤维毯，再放置一长条厚木板，热修人员穿着铝铂隔热服进入炭化室内，通过调节花兰松紧器的长度将两侧隔热板支撑在炉墙上。热修人员进入作业时，可在炉口放置鼓风机，以进一步降低隔热装置内的温度。

2 炉墙修补耐火砖的选择

由于旧砌体处于热态，新旧砌体的热膨胀率不同，因此硅质炉墙挖补的关键问题之一是膨胀缝预留的是否适当。炉墙挖补往往因为预留膨胀缝过大导致投产后砌体未胀满而窜漏，或预留膨胀缝过小导致升温后砌体严重变形。

为了更好地解决新旧砌体接茬及预留膨胀缝大小的难题，比较好的方案是选择零膨胀硅砖。零膨胀硅砖的热膨胀率接近零，修补炉墙不需要预留膨胀缝，可提高修理部位的严密性，另外，因其具有较高的热稳定性，适用于高温修补。

3 修补炉墙火道温度的控制

因隔热保护装置具有较好的隔热效果，较大程度地改善了热修作业环境，使得较高温度条件下的修补成为可能，将修理墙面的温度降至700～750 ℃，高于573 ℃硅砖晶形转化点，避免保留墙面的硅砖体积收缩产生裂纹。

3.1 降温阶段

将待修补炭化室推空后，停止加热炉墙通洞部位相连通的立火道，通过关小或关闭相邻号的煤气加减旋塞、增加喷嘴的调节棒数量，以及在降温最后阶段采取打开上升管盖、看火孔盖和装煤孔盖等措施进行降温,降温速度每昼夜不超过200 ℃，将温度降至700～750 ℃时，降温阶段结束。

另外，修理炉墙两侧设置焖炉和缓冲炉室，使高温区和修理区温度呈梯形下降，关联燃烧室温度控制见表1。

3.2 升温装煤阶段

炉墙修补完后，拆除隔热保护装置和隔热封墙，关闭炉门、上升管盖，自然升温3 h后，加减旋塞打开1/3，按每昼夜200 ℃进行升温，温度升到1 200/1 250 ℃即可装煤。

4 修补砌筑要点

（1）拆除坏砖，清理茬口。将通洞部位的坏砖拆除，接头砖的拆除要尽可能多剔出茬口，以利于新旧砖的接茬咬缝，注意保护好立茬。

（2）新砖砌筑。通洞部位的坏砖清理干净后，开始用零膨胀硅砖砌筑。灰缝要求为4～6 mm；墙面砖要横平竖直，灰浆饱满，随砌随勾缝，严禁出现反错台。

5 实施效果

（1）新旧砌体接茬部位严密，消除了装煤后火道窜漏冒烟问题。

（2）隔热保护装置中的轨道、隔热板底部的滑轮设计，使隔热保护装置可沿轨道准确到达炭化室任何需修补的部位。

（3）隔热保护装置较大程度地改善了热修操作环境，为700～750 ℃高温下修补炉墙通洞创造了有利条件。

（4）缩短了炉墙通洞的修补时间，减少了因修炉而对焦炭产量和质量造成的影响。

（5）避免了低温修补对焦炉砌体造成的损害，延长了焦炉的使用寿命。

6 结语

隔热保护装置与零膨胀硅砖配合使用，可在较高温度下修补深部火道通洞，避免以往因降温过低导致炉墙产生新的裂缝，以及修补后炉墙新旧砖间的接茬及膨胀缝预留难题等较多弊端。对炉墙深部火道通洞实施科学合理的热态维修技术，保证修复后的砌体完整严密，避免恶性循环，是延长焦炉使用寿命的关键。