柳钢焦炉炭化室底砖在线更换的可行性研究

夏羽祥，陈优

（柳州钢铁股份有限公司，广西 柳州 545002）

柳钢焦化厂一焦车间共2座JN60型双联火道、废气循环、复热式焦炉，设计年产量110万吨，2005年投产至今，已有13年。自2017年以来，炉体多次出现炉墙砖破损、底砖脱出等问题。2018年10月发现一焦2#炉57#炭化室底砖脱落，自机侧炉头第3块砖起数量多达44块砖，导致推焦严重受阻，推焦电流401A，并伴随着推焦杆的剧烈振动，严重影响推焦的正常秩序。及时的进行炉体损坏情况检查并修复，保证焦炉正常生产，不仅关系到后续炼铁工段的生产稳定，更与公司整体经济效益紧密相关。

1 破损原因分析

在生产倒炉过程中，换车进行首炉推焦操作时推焦杆仍处于冷态，在与炭化室底面摩擦时会出现振动大并发出刺耳声音的情况，故而2#炉前几炉炭化室底砖磨损破碎较为严重。焦炉经过十余年持续生产，底砖存在一定程度的磨损、松脱，该振动造成部分底砖受力而整体脱落。

2 在线更换方案

2.1 砖型选择及处理

采用在线更换的方法处理，炭化室墙面温度高达1100℃左右，普通硅砖需要按照烘炉时的膨胀规律缓慢升温，几个小时的检修时间无法满足需要。而且根据实际情况，2#焦炉前几炉炭化室底砖需要承受来自推焦杆的机械振动，故而底砖对热震稳定性的要求较高，经过对比论证，决定采用高温耐磨、热震性好的高铝堇青石砖进行修复，并于计划检修前对新砖进行预热干燥处理。

2.2 工具准备

（1）搭建热修平台：清空2#推焦车刮板机南面人行通道至车辆楼梯口的区域，为送砖过程提供空间。

（2）辅助工具：准备切砖机及隔热毯；切下一块方形保温棉，在上部绑上一根钢管制作成隔热毯；

（3）送砖杆：不锈钢管前端加焊砖型大小的铁板即可；

（4）灌浆工具：利用日常热修炉体使用的喷浆机对接一根长约10m、不锈钢材质的喷浆管制成，采用气力输送的方式进行喷补。

2.3 炉温处理

为避免炉墙耐火砖各项性能受影响，要保证墙面温度不低于850℃[1]，检修前对57#、58#燃烧室进行降温处理，关闭57#、58#燃烧室加热煤气考克，加大烟道吸力和风门开度，减小56#、59#燃烧室加热煤气考克，使得57#炭化室墙面温度降至850～900℃并维持稳定，在检修过程中安排测换人员每2h进行一次墙面温度测量。

2.4 出焦管理

检修期间其他炉号炭化室正常出焦，出至2#炉时使用1#推焦车协助检修，出至1#炉时切换车辆进行检修；由于57#炭化室为空炉状态，根据推焦要求需停出56#、58#，当日该3炉计划出焦时间如表1，根据检修进度需做好上升管的相关操作，即56#、58#实施焖炉期间，达结焦末期时荒煤气产生量低，需及时关闭上升管翻板，打开上升管盖，防止荒煤气倒流。

表1 相关炉号计划出焦情况

2.5 更换步骤

（1）将隔热毯挂于机侧炉门横铁挂钩处，下部保留约1米高开口用于施工；

（2）自炉口处破碎的底砖起，用锤子、长钎条等工具整块清理旧底砖，保证脱落的旧底砖凹槽内底部平整无凸出，清理完毕用风管吹扫干净，便于铺设新砖；

（3）根据底部凹槽大小、结构及深度情况，用切砖机对新砖进行加工，满足铺设要求；

（4）炭化室由内往外，用送砖杆将新砖逐块送入，进行较内侧底砖铺设时，安排人员在炉顶加煤口处观察，要求各砖之间保留约5mm缝隙用于灌浆；

（5）底砖铺设完毕后，检查砖面平整无凸出等异常情况，从机侧炉口处用喷浆机进行灌浆操作，每次喷浆完成补料过程要继续用压缩空气对喷浆管进行吹扫，防止堵塞；

（6）喷浆过程保持砖缝均匀饱满，保证砌筑牢固并且不出现砖面浆料过多而凸起的情况；

（7）灌浆完成后，取下隔热毯，关上炉门；

（8）将两侧燃烧室温度提至标温后，摘掉炉门用推焦杆进行推空炉操作，完毕后重新检查底砖平面无异常，恢复加煤操作；

表2 在线修复后各电流情况

3 在线更换效果

在线更换完成，现场观察到炭化室底平面平整，基本满足生产条件，该喷补过程操作较为合理。补炉完成共进行了3次推空炉操作，随后装煤过程采取减少装煤量的措施，相关数据及对应结焦时间下出焦电流如表2，数据显示第一次装煤出焦电流较大，存在一定的二次焦风险，随后几次装煤出焦电流逐步降至正常并趋于稳定，开始恢复正常装煤量。

4 结语

本次57#炭化室底砖在线更换过程充分考虑了操作的安全性，前期准备工作充分，但由于脱落底砖数量较大，总耗时13h，检修后基本满足生产需求；检修完成后仅进行了3次推空炉操作，在降低加煤量的情况下仍存在出焦电流大的情况，解决办法可考虑增加推空炉次数或延长结焦时间；检修期间合理降低温度，降低了人员的操作风险，同时维持炉墙温度不低于850℃，降低了炉子的受损害程度。