新型干熄爐爐蓋與活動封罩

劉 進

（山東鋼鐵集團日照有限公司焦化廠，山東日照 276805）

0 引言

干熄焦主要是通過循環流動的隋性氣體在干熄爐中與熾熱紅焦換熱從而冷卻紅焦，吸收了紅焦熱量的循環氣體將熱量傳遞給干熄焦鍋爐產生蒸汽，被鍋爐吸收熱量后的循環氣體再由循環風機鼓入干熄爐繼續冷卻紅焦，如此往復。確保循環氣體的密閉，不僅決定著干熄焦工藝的能耗損失與環境質量，而且決定著焦碳的燒損率及生產安全。

1 新型爐蓋與活動封罩提出的機理

干熄焦為循環氣體提供了相對密閉的系統，循環氣體與外界大氣接口有以下三種形式：①有閥門保持隔斷用于生產工藝調整的空氣導入口和放散口；②有通過冷態堆積物料形成隔斷的排焦及排灰出口；③有交替用爐蓋與活動封罩通過水封構成隔斷的裝焦入口。前二種接口簡單、穩定、可靠，最后一種通過爐蓋或活動封罩構成的接口，是爐蓋或活動封罩交替與坐落在干熄爐頂部的水封槽配合，形成水封或水封與物料隔斷的不同方式將循環氣體與大氣之間形成隔斷。該部位所處循環氣體及裝入紅焦溫度高達1050 ℃，環境惡劣，加之爐蓋與活動封罩來回交替造成溫度交變大，嚴重制約著傳統爐蓋與活動封罩的完好率與使用壽命。新型干熄爐爐蓋及活動封罩設備，完美地克服了以上缺陷，改善了干熄爐的密封及效率。

2 新型爐蓋與活動封罩的工作原理

水封槽通過螺栓安裝于干熄爐外殼鋼板上，槽內部有一定水位的循環水，活動封罩和爐蓋安裝在裝焦裝置的走行臺車上，驅動裝置牽引走行臺車完成并排設置在水封槽上部的爐蓋和活動封罩的規定動作。

干熄爐在不裝料期間，爐蓋上的水封環插入爐口的水封槽中，通過水封保持干熄爐口密封；干熄爐裝入焦碳階段，爐蓋在驅動裝置的作用下先提起，然后爐蓋與活動封罩同時作水平移動，爐蓋移出爐口直至活動封罩正置于水封槽上方后停止移動，然后活動封罩局部落入水封槽形成水封，配合部位通過水封，活動封罩本體通過接觸性密封為主、氣封為輔的組合密封，共同保持干熄爐口密封，開始裝焦；當裝完焦碳后，驅動裝置又使活動封罩反向水平移出水封槽，帶動爐蓋又水平移動到水封槽上方，最后爐蓋下落蓋在水封槽上；如此反復，工作原理如圖1 所示。

圖1 干熄爐爐蓋

3 新型爐蓋的技術特點

新型爐蓋本體為鋼構造焊接件，與水封槽配合的水封環為雙層結構，并通過特定的構件進行加固，雙層結構形成的槽內部有一定水位的循環水，爐蓋頂部下方敷設耐火澆注料，如圖2 所示。

圖2 新型爐蓋結構

水封環材料是不銹鋼，具體結構是：同軸且等高的柱形圓筒與大頭朝上的錐形圓筒，底部與同心圓環滿焊組成了一個V形圓環槽，錐形圓筒小圓直徑比爐蓋筒體直徑大20 mm，圓環內徑比爐蓋筒體內徑小8 mm，圓環外徑比錐形圓筒小圓外徑大8 mm，錐形圓筒與爐蓋筒體呈8°夾角布置；錐形圓筒與柱形圓筒之間沿軸心間隔15°均勻布置一個直角梯形筋板，梯形筋板與爐蓋筒體下端面保持50 mm 間隙，梯形筋板與爐蓋筒體上端面保持120 mm 距離，梯形筋板與爐蓋筒體及錐形圓筒連接部位采用滿焊連接；通過外供水向V 形圓槽注入冷卻循環水，并在錐形圓筒從上端面向下30 mm 最先離開爐口方向處開一個Φ25 mm 溢流口。

爐蓋頂部的堵板與水封環采用滿焊連接，在堵板下表面間隔100 mm 均勻焊接用Φ6 mm 圓鋼制作的呈60°夾角、長約50 mm 左右的V 形鉚固釘，然后在有鉚固釘側敷設厚約80 mm 耐火澆注料。

新型爐蓋的有益效果是：水封環下方焊接的圓環，對爐蓋筒體圓周方向起到了加固作用；水封環的內部柱形圓筒和外部大頭朝上的錐形圓筒及中間的直角梯形筋板通過一體焊接，不僅對爐蓋筒體沿軸心方向起到了加固作用，而且對爐蓋筒體起到了雙層加固的作用；水封環內充裝的冷卻水和堵板下方敷設的耐火澆注料，不僅保持了爐蓋本體溫度的恒定，而且使爐蓋能完全適應約1050 ℃左右熾熱焦炭高溫輻射，并能經受住頻繁又劇烈的溫差的工作環境。

4 新型活動封罩技術特點

新型活動封罩本體為鋼構造焊接件，由封罩與下漏斗兩部分組成，裝焦過程中，活動封罩上部的下漏斗與固定受料斗之間采用接觸性密封，活動封罩下部的封罩與干熄爐之間通過水封進行密封，下漏斗與封罩之間通過接觸性密封為主、氣封為輔的組合密封形式密封，如圖3 所示。接觸性密封為主、氣封為輔的組合密封的關鍵技術，是在封罩與下漏斗之間安裝壓簧式組合密封，同時壓簧式組合密封連接輔助氣封的氣源。

圖3 新型活動封罩結構

壓簧式組合密封由組合密封上座和下底座兩部分組成，組合密封上座安裝在封罩下，下底座安裝下漏斗下部，下底座呈環形，與下底座配對密封的是組合密封上座的環形游座，組合密封上座由環形導槽、環形游座、桿簧機構等組成，環形導槽呈倒置U 形水槽結構，環形游座呈正置U 形水槽結構，環形游座與環形導槽呈槽對槽安裝，形成“口”形腔體，環形游座與環形導槽呈間隙配合，環形游座能在環形導槽內自由活動，24 個桿簧機構將環形游座與環形導槽連接。

桿簧機構由螺桿、限位螺母、彈簧組成，螺桿部分穿過環形導槽底部及封罩本體，螺桿與環形導槽底部及封罩本體開孔呈間隙配合，螺桿穿過環形導槽底部及封罩本體后有1 個限位螺母，彈簧置于環形導槽與環形游座之間。

環形游座分成8 塊，每塊都均勻安裝了3 個桿簧機構，在環形游座上與下底座的接觸的表面沿圓環中心線有1 個貫通的半圓氣槽，每塊環形游座上有1 個出氣孔將半圓氣槽和環形游座與環形導槽形成的“口”形腔體相連，穿過環形導槽與封罩本體的底部有1 個進氣孔將外部氣源管道和環形游座與環形導槽形成的“口”形腔體連通。

壓簧式組合密封的下底座及環形游座都呈圓環形，下底座與環形游座的內、外直徑相等，下底座及環形游座的寬度≥100 mm，封罩下落時設置導桿、導向孔，導桿與導向孔的配合間隙≤4 mm，確保接觸密封的接觸面積。

新型活動封罩的有益效果是：導桿與導向孔的合理配合間隙，保證封罩能夠平穩地升降，同時確保壓簧式組合密封的下底座與環形游座正確配合。在封罩重力及壓簧式組合密封內部彈簧的作用下，環形游座與下底座形成接觸密封，外部氣源管道的氣體通過進氣孔進入“口”形腔體，然后通過環形游座上的出氣孔將氣體導入到環形游座與下底座之間的半圓氣槽內，在接觸面間再形成氣封，將整體式環形游座均勻分成8 塊減少變形所造成的密封不良的情況，外供氣源不僅起到輔助氣封的作用，同時對壓簧式組合密封起到了一定的降溫、清潔作用，確保設施可靠運行，確保了封罩與下漏斗之間密封效果。

5 結束語

新型干熄爐爐蓋與活動封罩，解決了干熄爐爐口部位的密封，達到控制裝焦過程中粉塵的外溢，有效地穩定了干熄爐爐頂壓力，相比傳通干熄爐爐蓋與活動封罩完好率及使用壽命得到提高，提高了干熄爐的作業率及運行的連續性。