大型捣固焦炉陶瓷焊补炉墙的生产实践和热工管理

张晓梅朱力华(.华北理工大学， 唐山 0630；.唐山佳华煤化工有限公司， 唐山 0636)

大型捣固焦炉陶瓷焊补炉墙的生产实践和热工管理

张晓梅1朱力华2(1.华北理工大学， 唐山 063210；2.唐山佳华煤化工有限公司， 唐山 063611)

本文介绍了先进的陶瓷焊补炉墙技术，重点讲述了这种陶瓷焊补技术在焦炉维护实践中的意义、特点、效果、如何实施、问题和生产管理经验，在结合佳华陶瓷焊补炉墙经验的基础上，对捣固焦炉陶瓷焊补过程中的生产工艺管理和具体问题，进行了讨论和分析，提出了具体建议和措施。

陶瓷焊补 6.25米捣固焦炉 炉墙修复 焦炉温控

唐山佳华公司建有四座6.25米捣固焦炉是目前国内炭化室最高、自动化程度和环保水平最高的捣固焦炉。它采用SCP一体机装煤，是在吸收国内外焦炉设计经验的基础上，由中冶焦耐工程技术有限公司自主研发、设计，代表了国内捣固焦炉的发展方向。由于捣固焦炉的生产特点，公司捣固焦炉个别炉号机侧炉墙存在不同程炉损伤，出现了剥蚀、碎砖等炉体损伤的问题，若不及时处理，进一步发展势必会影响焦炉寿命。

1 陶瓷焊补技术

(1)炉墙热修意义 焦炉日常维修分为冷修和热修，冷修就是在冷态下进行焦炉维护，而热修就是焦炉在不间断生产的高温条件下进行焦炉维护。由于焦炉热修不存在二次“烘炉膨胀”，对整体结构和生产影响非常小，另外从成本和操作方面看热修操作方便，不会对生产造成影响，因此非常适合在不间断生产的工业窑炉上进行操作。从焦炉寿命看炉龄长达30年左右，期间推焦、装煤、敞门等反复影响必然会导致墙面破坏，且焦炉烘炉生产过程中存在多种晶形转化，冷态维护对炉体损伤很大，反复维修也不现实；从决定焦炉优质、稳顺、高效的关键因素看就是“炉墙”，且捣固焦炉机侧受装煤温度等因素影响炉体老化加快，易出现剥蚀、碎砖、裂缝等问题，若不及时治理，必然向炉墙掉转、穿孔、倒塌，炉体严重损坏方向发展，因此根据不同的炉龄时期和不同的破坏程度，采用不同的焊补技术，但焦炉炉墙热修始终是焦炉日常维护的重点和关键点。

(2)陶瓷焊补技术特点 炉墙陶瓷焊补技术是焦化工作者一直非常关注的，该技术能够减少喷补过程中对周围炉墙的负面影响和延长挂料时间。众所周知，水对高炉炉体的损坏是非常致命的，因此从最初的火焰焊补技术到半干法喷补技术到陶瓷焊补技术，主要改进的方面就是喷补料的含水量，火焰焊补技术喷补料含水25%左右，半干法含水12%左右，而陶瓷焊补料含水小于3%，可见它显著的优点是大大减少了喷补时对炉墙的负面影响，是目前最好的炉墙修补技术。

(3)陶瓷焊补操作机理和焊补料 因各种炉窑炉墙用砖材质不同，故所用焊补料材质也有差别，要求选择焊补材料和耐火砖性能越接近越好。陶瓷焊补料可分为：锆质焊补料、高铝质焊补料、硅质焊补料，由于焦炉炉墙多采用硅砖，因此一般焊补时采用硅质焊补料。采用陶瓷焊补工艺进行炉墙焊补处理时，要求焊补墙面炉温要达到700℃以上，炉膛炉温波动不能大，避免急冷急热。

2 陶瓷焊补炉墙的生产管理

陶瓷焊补炉墙根据施工量大小，需安排不同的作业计划和相应的措施。一般炉墙局部损伤或只在炉头位置，根据工程难易程度和工作量安排相应时间，若影响时间长全炉温度无法控制，则采取乱笺方式安排作业，反之就可以利用检修，尽量减少对生产的影响，鉴于佳华6.25米捣固焦炉炉体损伤不属特别严重，因此采取了利用检修焊补炉号的方式。

3 陶瓷焊补过程需要注意的问题和建议

(1)推焦阻力 由于推焦阻力的产生主要是受炉墙摩擦力、煤饼启动的惯性阻力和机械摩擦力决定的，陶瓷焊补能够影响的就是炉墙摩擦阻力，进而导致推焦时煤饼被压缩后在煤饼启动时推焦阻力增大，影响了推焦电流。实际推焦过程焦饼压缩率一般5%-7%左右，6.25米捣固焦炉煤饼16125mm，实际压缩800mm左右时，出现最大推焦阻力。根据压缩率判断大型焦炉在0.8-1.2m处出现最大推焦阻力点，因此若焊补机侧炉头炉墙或炭化室底等出现最大推焦阻力点处位置时，须格外重视推焦阻力增大的问题，必要时可对炉墙和炉底，做适当防护，以免造成二次焦。

(2)框后着火 由于佳华6.25米捣固焦炉上升管在焦侧，拉上升管盖进行炉墙焊补时，机侧上部挂石棉帘子，导致机侧炉口热气流外溢，使框后拔缝。即使采取将炉顶导烟孔盖打开，在焊补时喷出的热气流和火，也能够严重破坏框后和炉口结合处，导致装完煤后框后冒火。笔者分析若上升管在机侧，这种情况会好很多，因此建议根据实际焦炉情况，采取相应措施，必要时安排专人喷补框后，避免烧坏护炉铁件和炉门。

(3)焊补面标高 由于采用的陶瓷焊补料，具有硅砖的性质，热膨胀率在1.1%左右，因此陶瓷焊补要严格控制炉墙平整度和冷态面，焊补深度越深，越要控制好炉墙的平整度，避免出现炉墙鼓包，多层焊补情况。这样不仅容易导致推焦电流增大，还容易影响焊补质量。

(4)导出系统检查 炉墙焊补期间热工和运行班作业长现场监督并协调焊补人员施工操作，保证焊补工作顺利完成。

由于焊补号煤饼高度降低，炉顶空间温度升高，加速上升管石墨生长，每循环要进行清扫和检查，避免上升管直管段堵死。

4 结语

(1)本文介绍了陶瓷焊补炉墙技术的特点和焊补机理，并对陶瓷焊补料的特点和焊补的关键点进行了说明；(2)结合佳华6.25米捣固焦炉焊补炉墙的经验，从推焦作业计划编排、炉温控制、焊补操作等方面进行了说明和总结，并对容易导致焊补后推焦电流增大的问题，进行探讨和分析，重点介绍了实际控制推焦电流的措施和方法；(3)结合实际焊补情况，分析和探讨了佳华6.25米捣固焦炉在焊补炉墙过程中出现的问题或须格外注意的关键点，并给出了一些建议和方法。

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