干熄焦爐配套的旋轉焦罐內襯改造

伍明月，李 匯，周海鑒，陸 軍

（廣西柳鋼工程技術有限公司，廣西 柳州 545002）

1 焦罐內襯現狀分析

干熄焦爐是近年來各煉焦行業用來熄焦的新型工業爐，各鋼鐵廠大量使用，替代原有濕法熄焦的設備，是一種節能環保的工業爐窯設備。焦爐所產生的紅焦排放到焦罐中，通過鐵路運輸到干熄焦爐，然后提升并放入到干熄焦爐中，焦罐是用來盛裝紅焦的這樣一個設備，其生產流程是焦爐—焦罐—干熄焦爐，不斷循環。

現大部分焦化廠使用的焦罐多為傳統的合金襯板[1]型內襯，因其購買、維修成本高，保溫性能差以及長期使用后會彎曲變形開裂甚至脫落隨紅焦進入干熄焦爐卡堵旋轉密封閥導致生產安全隱患等原因而逐漸被一種耐火澆注料內襯[2]型焦罐取代。

原有澆筑型焦罐的耐火材料[3]內襯是通過支模澆筑而成，經過脫模、養護、烘烤后上線投入使用，該焦罐保溫性能好，維護成本低，襯體整體性好，不存在脫落卡堵密封閥現象，消除了安全隱患，但長期使用后，發現其主要存在幾點不足：（1）施工工藝復雜，工期較長，質量不好控制；（2）冬季澆注料凝固時間長；（3）需要現場烘罐；（4）罐體內襯有局部磨損后不易修復，耗時長。

2 焦罐內襯改造設計

為提高焦罐內襯質量及使用壽命，同時解決現有澆筑型焦罐存在的不足，經探究及大量試驗，最終選擇高強莫來石鋼纖維耐磨澆注料預制塊代替原澆筑型內襯，其內襯是由預制塊和輕質耐火澆注料相結合組成，改造后焦罐各部位使用材料如圖1 所示。

圖1 焦罐預制塊內襯結構示意圖

改造后焦罐內襯工作層使用的耐火材料與原耐火澆注料的理化指標見如表1。

表1 焦罐預制塊內襯和澆注料內襯工作層材料理化指標

由表1 可知，高強莫來石鋼纖維耐磨澆注料的抗折強度、耐壓強度有較大的提高，其耐磨性也有較大提高，因此此材質澆注料更能抵抗高溫焦炭的沖刷和磨損。

輕質耐火填充料是用在預制塊的外環，它具有較低的導熱率，能有效起到隔熱保溫、減輕重量的作用。

2.1 優化施工方法

澆注型內襯施工工序為：錨固釘安裝-分層分塊支模-澆筑-拆模-烘烤-生產使用。

原方案工序較多，施工時間較長，主要表現在澆筑時必須要分層分格澆注，每次都要等上一格的澆注料完全凝固之后才能脫模，繼續裝模澆注下一格，施工周期較長，整個焦罐施工完需要8～10 天時間。特別在冬季施工，由于溫度低澆注料凝固時間較長，更影響施工進度。

預制塊內襯，其施工工序為：預制塊安裝-輕質填充料填充-生產使用。此施工方法比較簡便，只需將預制塊一塊塊焊接拼裝即可，所需的人力較少，效率更高，整個焦罐只要4 天的施工工期，大大縮短了工期。且在質量方面更加穩定可靠，其原因是生產廠家擁有專業的模具設備且流水線生產，所制作出的預制塊更密實且表面光滑。

2.2 優化焦罐烘烤

澆注型焦罐在每次澆注施工完成后都要在現場用柴火進行烘罐，將內襯里面水分全部排出，防止高溫水分急劇排出而產生裂紋，因此每次烘罐都要控制在12 h 以上。此方法存在烘烤不均勻，局部溫度過高會出現爆裂現象。其主要原因烘烤原材料為木材，溫度不易控制，同時木材的燃燒也影響附近環境。再者此烘罐需要占用較大的場地，而生產場地難以滿足條件，這樣就產生二次轉運，增加施工成本和施工工期。

而預制塊在出廠前根據烘烤曲線進行烘烤，其烘烤質量有保障，預制塊安裝后可以直接上線投入使用，省去了烘罐工序。預制塊烘烤及烘烤曲線見圖2、圖3 所示。

圖2 焦罐預制塊烘烤示意圖

圖3 焦罐預制塊烘烤曲線示意圖

3 改造后預制塊內襯使用情況

3.1 保溫性能更佳

澆注型內襯焦罐由于全部使用的是澆注料，早期的保溫效果較好，直段罐外壁溫度為160 ℃左右，長時間使用后，澆注料內襯會被磨薄，后期直段罐外壁溫度能達到220 ℃，加快罐壁鋼板的銹蝕和老化；而預制塊內襯外環填充輕質澆注料，它具有低導熱系數且不與焦炭接觸，其保溫性能穩定可靠，而工作層的預制塊的耐磨性更好，可以很好的保護填充料，罐外壁溫度能基本維持在150 ℃左右，對焦罐的保溫效果更好。

3.2 提高使用壽命

澆注型內襯焦罐所用的材料體密較低，耐壓性、耐磨性等方面相對較差，影響使用壽命；而預制塊型焦罐采用的是輕質澆注料與重質的耐火澆注料相結合，既保證了整個罐體不會超重，又提高了內襯的耐磨性，從而提高使用壽命。

3.3 簡化后期修補

澆注型焦罐在修補時工序比較復雜，需要用電鎬將局部磨損的部位拆除后安裝錨固釘，再支模重新澆注，雖然修補工作量少但會涉及到支模、澆筑、拆模等工序，施工時間較長，需要的施工機具較多，維修成本較高；而使用預制塊型焦罐后，修補時只需將有破損的預制塊拆除換下，重新安裝新的預制塊即可，方便快捷。

4 結論

（1）焦罐耐材預制塊內襯投入使用至今已接近2年，使用效果良好，其內襯質量穩定性好，減少焦罐的下線次數，提高焦罐的使用壽命。

（2）優化了施工工序，簡化施工方法，縮短了施工時間，同時也減少因下線檢修需投入的機械臺班和人工費用。

（3）由于其保溫隔熱效果好，減少紅焦炭的熱量釋放，提高干熄焦爐的蒸汽量和發電量。