7.3 m焦爐新型保護板結構優化及應用

李光輝，馬俊生

（山東省冶金設計院股份有限公司焦化事業部，山東 濟南250101）

1 前言

山東鋼鐵集團日照鋼鐵精品基地新建4×58孔7.3 m頂裝焦爐，由山東省冶金設計院股份有限公司總承包。該焦爐為雙聯火道，廢氣循環，分段加熱，高爐煤氣和空氣側入，焦爐煤氣下噴，單側煙道的復熱式頂裝焦爐。焦爐保護板安裝于焦爐砌體與爐柱之間，利用安裝于爐柱上的彈簧將保護性壓力均勻地傳遞給砌體，起到保持砌體完整性及固定爐門框、保證煉焦過程中荒煤氣不從爐門逸出的作用，同時對爐體也有保溫隔熱作用，是焦爐護爐鐵件系統重要的工藝設備。保護板工作環境惡劣，不但要承受高溫和還原性腐蝕介質（荒煤氣）侵蝕，而且在啟閉爐門時，急冷急熱的溫度變化程度大，其對爐體嚴密性、焦爐壽命、生產安全和穩定性等起著決定性作用，因此從設計、安裝、烘爐開工到生產過程一直受到高度重視［1-3］。7.3 m頂裝焦爐保護板優化設計為新型抗形變多段式結構，能夠有效消除機械應力和保護板的彎曲，最大限度避免保護板的變形，使保護板始終與爐體緊密貼合，有效延長爐體壽命，杜絕爐體冒煙冒火，且有利于縮短施工周期。

2 傳統保護板結構及特點

傳統焦爐保護板采用一段式整體鑄造結構，由一段保護板本體和澆注料組成。該形式因彈簧調節點較多，調節難度大，作用在保護板上的彈簧勢能分布不均，以及在啟閉爐門的過程中，保護板不斷受到機械力的作用，使爐柱和爐框受力不均，這些因素都易造成保護板斷裂，影響保護板的壽命。

另外，傳統焦爐保護板在安裝前內側需安裝錨固釘并抹隔熱澆注料，兩側用黏接劑粘接陶瓷纖維繩后開始安裝保護板，待焦爐鐵件系統完全安裝完成后開始烘爐。當烘爐爐溫達到700℃～750℃時，用耐火泥漿第2次澆灌保護板與爐頭之間的空隙。傳統焦爐保護板只有在耐火泥漿灌漿嚴密的情況下，才能達到焦爐良好的氣密及隔熱性能。但是灌漿屬于隱蔽工程，灌漿效果很難保證，從而導致了爐體嚴密性差，在生產過程中隨爐體不斷膨脹，因灌漿體和爐體磚膨脹系數不同，會出現縫隙，降低爐體密封性能，導致爐體熱修工程量大，進而影響爐體使用壽命。傳統保護板結構如圖1所示。

圖1 傳統保護板結構

傳統保護板在施工及生產過程中存在以下問題：1）現有焦爐保護板采用一段式整體鑄造結構，由于作用在保護板上的彈簧勢能分布不均，且在生產過程中不斷受到機械力的作用，保護板易發生斷裂。2）現有保護板在烘爐過程中灌漿效果無法保證，灌漿施工質量的好壞直接影響焦爐從冷態到生產的順利過渡，影響焦爐的使用壽命。3）現有焦爐爐體在生產過程中，一直處于高溫、微膨脹狀態，爐體尺寸可能發生變化，砌體密封性能逐漸降低，可能造成冒煙冒火。

3 新型保護板結構及特點

為克服傳統保護板的缺陷，山鋼日照鋼鐵精品基地項目7.3 m焦爐保護板優化設計為新型抗形變多段式保護板結構，該保護板由四段保護板本體、連接板、錨固鋼筋、澆注料、密封板及柔隔熱密封材料等組成。新型保護板結構見圖2。

圖2 新型保護板結構

新型保護板的突出技術優勢：1）保護板采用抗形變多段式結構，可有效消除機械應力和保護板的彎曲，避免保護板的變形，使保護板始終與爐體緊密貼合，有效地延長了爐體壽命。2）保護板采用柔性隔熱密封材料與密封板結合的形式，該形式無需在烘爐階段灌漿，較傳統結構大大縮短施工周期，降低施工難度，并且施工質量易于控制。3）在傳統灌漿隔熱的基礎上，與爐體的接觸面增設了柔性隔熱密封材料，該材料可不斷補償爐體膨脹，從而保證爐體的隔熱性、嚴密性。4）較傳統保護板結構增設密封板，可有效阻隔荒煤氣從砌體逸散，避免荒煤氣對鑄鐵保護板的腐蝕，生產期間無需更換，有效保證焦爐使用壽命。5）采用了帶有連接板的保護板分段技術，使保護板在安裝及生產過程中不易發生斷裂，也不會因斷裂造成保護板無法使用。

4 結 語

7.3 m焦爐新型保護板可有效消除機械應力和保護板的彎曲，提高爐體嚴密性和焦爐壽命，有利于縮短施工周期，并在山鋼日照鋼鐵精品基地7.3 m頂裝焦爐得以應用，以其突出的優勢，具有較大的推廣前景。