熄焦車中間壁結構改進

師 江

（太原重工股份有限公司，山西 太原 030024）

熄焦車作為焦爐系列設備中重要設備之一，熄焦車一般運行于焦爐焦側下面的軌道上，開始工作是在焦爐推焦的時候，在熄焦車到達指定碳化室下方的時候，會發出準備完畢的的信號給四車聯動系統，在判斷其他車輛準備到位時，開始推焦，這時熄焦車用來裝載由攔焦車導出來的溫度約1 000 ℃的熾熱焦炭，并由電機車牽引送入熄焦塔進行噴水熄焦，最后將冷卻的焦炭運往晾焦臺卸出。

1 熄焦車工作原理

熄焦車[1]是由車架、轉向架、前后端壁、前側壁、左右車門、中間壁、底板、柵欄以及開門機構所組成，如圖1 為熄焦車簡圖。車架坐在轉向架上，28°的底板框架安裝在車架上，兩端的左右兩側壁與前后端壁都安裝在車架上形成一個箱體。熄焦車是通過電機車牽引，開門氣缸的氣源在電機車上，來自電機車的壓縮空氣通過軟管連接器以及氣路傳給氣缸。熄焦車前后端壁、前側壁、底板、車門、中間壁上都裝有耐熱板，耐熱板由鑄鐵制成。底板與前側壁之間用鑄鋼斜撐支撐，以加強車廂的強度和剛性，并減少前側壁因受熱而引起的變形。底板與水平面成28°斜角，以便卸焦時讓焦炭順利流出。因此熄焦車受沖擊最大的就是中間壁，對中間壁的結果進行優化改進加強，刻不容緩。

圖1 熄焦車簡圖

2 熄焦車的故障分析

2.1 熄焦車中間壁問題分析

由焦爐工藝流程可知，推焦車將碳化室紅焦經過攔焦車的導焦柵導入熄焦車。根據國家提倡的6 m以上焦爐的政策，每爐焦炭紅焦量一般為30～45 t左右，溫度高達1 000 ℃以上，爐體高5.5 m 的焦爐落差均在6 m 以上，因此熄焦車受沖擊載荷大，熄焦車接焦后，把紅焦送入熄焦塔進行水熄，溫度快速降低至水溫。由此可見熄焦車受沖擊載荷大，工作溫差大，腐蝕嚴重，工作條件十分惡劣。

2.2 熄焦車中間壁受損原因分析

經過對熄焦車使用工況[2]的分析，以及對熄焦車中間壁自身結構的分析，最終得出引起中間壁破損的原因主要有以下幾點：

1）熄焦車在接焦完成后在通往焦塔過程中時間比較長，導致車廂內鋼結構受熱時間過長產生變形。

2）中間壁結構主要是由型材焊接而成的框架，結構強度低。

3）熄焦車接焦時，出焦點與落焦點高度差大，接焦時焦炭直接掉落在底板及中間壁上，對中間壁沖擊過大。

4）大車制動，大車啟動和卸焦產生的沖擊力較大。

5）熄焦時，熄焦水中含有焦粉和N、S、P 等微量元素腐蝕性大。

6）中間壁在將近1 000 ℃的環境溫度下頻繁變化的狀態下使用。

經過分析驗證，只有改變中間壁結構是唯一比較容易實現延緩中間壁損壞的方式。由于目前的熄焦方式和熄焦車的使用工況不容易得到改善，現場熄焦車中間壁損壞的情況基本上都是直接對結構產生了破壞（如下頁圖2 所示）。因此，只要加強中間壁的結構強度，必然會改善使用效果。

圖2 中間壁受損圖

3 改進措施

通過對中間壁的結構[1]分析，發現原來中間壁是由型鋼焊接而成的框架結構比較單薄，不足以承受紅焦下落、制動、啟動和卸焦時產生的沖擊力，從另外一方面講，結構強度不足，不足以抵抗溫度變化產生的變形。

因此，對中間壁鋼結構進行改進，改成由鋼板焊接而成的箱型梁結構，并在兩側增加鋼板來增強其耐沖性，在其頂部增加一塊易更換的頂板，起到分流以及導向作用，并可作為易損件進行更換。

中間壁要安裝到熄焦車底板[3]上的最終位置，中間壁和底板相對位置圖如圖3 所示，必須穿過中間壁安裝位置（如圖4 所示）安裝孔的部位。因為中間壁結構有限，焊接成整體后無法進行安裝（如圖3 所示），所以必須拆分后進行安裝，安裝后還必須再次進行拆分，以方便現場安裝，如此繁鎖的過程給生產帶來很大的制約，影響整體生產進度，以及現場安裝質量。

圖3 中間壁和底板相對位置圖

圖4 中間壁安裝位置圖

通過分析研究，將底板的帶孔的部分（圖4 中間壁安裝位置圖，畫紅線的部分）歸屬到中間壁，就可以解決這一難題，改進后的中間壁（如圖5），將這部分支架焊接到中間壁中，就可以方便快速的安裝到底板架中。然后設備發到現場安裝時，將帶孔部分與中間壁連接完成后，再和底板進行焊接，改進后底板如圖6 所示，保證中間壁的完整性。減少裝箱單元，減少車間總裝的頻率，降低現場安裝難度。隨著大型化焦爐[4]發展，單爐出焦量增大。熄焦車車體容量隨之增大，之前的單車門必須改為雙車門，才能避免車門過大，焦炭沖擊導致的變形受損，影響車門的開閉門功能。而要實現雙車門，車門杠桿軸必須從中間壁穿過，其使用壽命嚴重影響熄焦車整體的使用情況。以前生產的熄焦車均為型鋼結構，半年左右就會出現質量問題，而熄焦車的質保期大多數為一年，因此大多數廠家會在質保期內對熄焦車進行維修，費用較大。改進后的結構，可保證在質保期內不會因為中間壁的質量問題造成返修，該結構也經過了實際應用的驗證，是目前比較理想的結構。過去每臺車中間壁使用一段時間就會出現不同程度的損壞，都需對中間壁進行返修。返修過程比較繁瑣，所需人力物力財力比較大，而且影響焦爐設備正常運行

圖5 改進后的中間壁圖

圖6 改進后底板圖

4 結語

太原重工股份有限公司將改進后的中間壁在多套項目進行了應用。已投產的項目如霍邱六安、內蒙恒坤、山西立恒等。投產至今尚未出現中間壁的質量問題，據現場反饋和實地考察，使用效果良好，既滿足了客戶焦爐現場實際需求，又減少返修，節約生產運營成本，最后提高了設備整體技術優勢，在焦爐業界贏得口碑。