郝 軍

(張家口宣鋼機電工程有限公司，河北 張家口 075100)

干熄焦工藝的配套設備，主要任務是將焦爐推出的紅焦降溫，從而達到可排焦溫度[1]。宣鋼焦化廠現有兩座干熄焦，均處于滿負荷生產狀態(tài)。干熄焦的主要優(yōu)點就是環(huán)保，減少了濕熄焦生產工藝產生的水汽、酚、氰等有害成分。為了達到設計的環(huán)保指標，干熄焦設備經常在高溫狀態(tài)下工作，極易導致部分設備發(fā)生故障，影響使用效果。例如，裝入裝置防塵系統不能有效抑制焦煙，致使落入水封槽內，嚴重腐蝕水封槽和水封大蓋；由于密封焦罐煙塵的焦罐抑塵大蓋在高溫狀態(tài)下工作，容易被燒壞變形，造成煙塵泄露到大氣當中[2]；等等。這些問題直接影響干熄焦生產的正常運行和各項生產任務、指標的完成同時還污染了環(huán)境。因此，經過多次可行性論證后，對現有干熄焦的設備進行優(yōu)化升級。

1 改造內容

1.1 水封槽自動清掃裝置優(yōu)化

在生產裝焦過程中，干熄焦產生的焦粉掉落到水封槽內，易沉淀，但滿流的水帶不走沉淀的焦粉。日積月累，進入水封槽的焦粉日益增多。焦粉沉淀不易清理，從而加劇了水封槽和水封蓋的腐蝕，同時也影響了水封的密封效果。針對干熄焦水封槽現狀(水封槽的滿流口較高、水封和大蓋間隙狹窄，沉淀的焦粉很難清理出去)，為了把焦粉自動清理出水封槽，就必須使水封槽中的水旋轉，帶動焦粉旋轉。這樣，在打開排水閘門時，短時間內就將水封槽的水和漂流的焦粉排放掉。改造方法是：1)在裝入裝置平臺上安裝一臺高壓泵，接入水封槽。在水泵壓力和水流方向的作用下充分將水封槽的水形成旋流，使水封槽內焦粉漂流，從滿流槽流出一部分。2)水封槽底部安裝風管，方向與水的流向一樣。通入攪拌風后能把水封槽底部焦粉充分吹起，同時對水的旋轉起到增壓作用。在水封槽底部設計安裝排水閘門，當閘門打開后，水封槽的水和焦粉在瞬間大量排出，起到了清掃水封槽的作用。

1.2 滑動水封罩防塵改造

干熄焦滑動水封罩安裝在裝入裝置下椎體外側，主要是對裝入裝置進行密封，防止裝焦時焦塵外溢，但是下椎體與滑動水封罩之間有一定的間隙。原設計是將下椎體的外側與滑動水封用防火布連接，起到防塵作用。由于防火布直接接觸火焰，很快就會被燒壞，防塵效果較差[3]。為了減少焦塵外溢，對干熄焦滑動水封罩防塵裝置進行改造。在裝入裝置下椎體上焊接寬 200 mm 的連接法蘭，如圖1所示。

圖1 圓形法蘭

在連接法蘭和滑動水封罩上均焊接連接擋板，然后將防火布安裝在連接法蘭和滑動水封罩上，避免了火焰直接燒防火布。這樣，既延長了防火布的使用壽命，同時也消除了焦塵落在防火布上影響滑動水封罩入水深度的現象，最大程度地減少了焦塵外溢，保護了環(huán)境。

1.3 滑動水封罩入水翻轉機構優(yōu)化

干熄焦滑動水封罩入水翻轉機構是水封罩正常工作的主要機構。裝入裝置在工作時，小車通過電動缸進行行走，在走到爐口位置時，滑動水封罩入水翻轉機構就會產生一個爬坡的力去平衡配重的力，從而將滑動水封罩落入水封槽內，起到裝焦密封作用。在使用過程中，行走小車有時會因為卡阻而走不到位，造成水封罩入水深度太淺，裝焦時就會發(fā)生焦塵外溢，并且會有大量的焦粉落入水封槽內，影響使用壽命。優(yōu)化后的機構如圖2所示。在翻轉機構的旋轉軸上安裝了一個翻轉杠和支撐輪。翻轉杠的前端是一個斜面，行走小車走到一定位置時，翻轉杠和支撐輪就會接觸，并產生一個翻轉力，促使配重全部翻起來，令滑動水封罩的入水深度達到要求[4]。

圖2 優(yōu)化后的機構

1.4 一、二次除塵卸灰系統優(yōu)化

干熄焦一、二次除塵卸灰系統主要是通過鏈式刮板機和斗式提升機來完成。原設計將一次除塵和二次除塵的灰全部下放到鏈式刮板機，再通過刮板機將灰?guī)攵肥教嵘龣C。但是，在工作過程中，由于一次除塵和二次除塵的灰量較大，導致鏈式刮板機經常出現卡鏈和斷鏈的現象。斷鏈后，刮板機中的灰就需要開蓋清灰，不僅造成檢修頻繁，而且還會污染環(huán)境。為了解決該問題，通過分析一次除塵和二次除塵的灰量及排灰溫度，最終將二次除塵的卸灰管道直接改到斗式提升機上，并且在輸灰管上安裝了控制流量閥門，從而控制了斗式提升機的卸灰量。通過此次優(yōu)化，減小了鏈式刮板機的工作負荷，延長了鏈式刮板機的使用壽命。

1.5 焦罐罐口優(yōu)化

在生產過程中，裝滿焦碳的焦罐是通過提升機運送到干熄爐中的，所以吊裝過程是干熄焦生產的重要環(huán)節(jié)。提升過程中，焦罐蓋要蓋在裝滿紅焦的焦罐上。由于焦罐蓋長期處于高溫灼燒的狀態(tài)，蓋下的耐火材料容易脫落，使焦罐在提升過程中容易跑偏，出現無法提升的狀態(tài)。解決該問題方法是對焦罐罐口進行優(yōu)化，即：在焦罐的罐口均勻焊接長 200 mm,寬 100 mm 的延長板，均勻焊接6塊并且加焊立筋板保證延長板的強度，如圖3所示。焦罐罐蓋在高溫下發(fā)生變形后出現偏蓋，但在延長板的支撐作用下不會掉落，有效地避免了事故的發(fā)生。該部件的優(yōu)化大大降低了焦罐蓋蓋偏的事故發(fā)生，確保了生產的正常運行。

圖3 干熄焦焦罐罐口

1.6 提升機電纜拖鏈小車改造

干熄焦提升機電纜小車是干熄焦動力系統的關鍵設備，主要作用是隨著提升機拖纜左右平移，為提升機提供移動式的穩(wěn)定電源。原設計的電纜小車是將電纜鋪設在提前安裝好的行走小車上，小車通過鏈輪在軌道上移動。由于小車經常在室外工作，傳動鏈條腐蝕、生銹嚴重，導致小車的傳動鏈條極易卡阻、脫落。小車故障后，不能隨提升機一起移動，從而造成小車撞壞事故。改造后的電纜拖鏈小車，用厚為 20 mm 的鋼板制作固定架，將固定架與提升機焊接成整體。將電纜拖鏈小車的兩個浮動頭固定在固定架上。所有電纜利用卡板固定在一起，行成一個柔性的電纜鏈，兩端用浮動頭固定，與提升機行成一個整體。將電纜槽鋪設在電纜下面，行成一個電纜的移動軌跡，為電纜的移動做好導向作用。因而電纜在提升機的驅動下進行左右平移，為提升機提供穩(wěn)定的電源。改造后的電纜拖鏈小車行走輕便，不會出現卡組，降低了檢修勞動強度。

1.7 裝入裝置優(yōu)化改進

干熄焦裝入裝置是干熄焦生產的重要設備，起到裝焦和布焦的作用。由于其在高溫狀態(tài)下工作，導致整體鋼結構發(fā)生變形，前后梁出現下弓現象，從而使裝入裝置整體下沉，且裝入裝置中間的料鐘與干熄焦爐體上的水封槽發(fā)生碰撞，嚴重影響生產。在保證干熄焦裝入裝置的整體結構剛性不變的情況下對裝入裝置進行整體墊板，使裝入裝置整體上升,然后再對前后梁進行焊筋板加固，達到使用效果。在實施過程中，先在裝入裝置左右兩側各選取受力分布均勻的3個支撐點，并焊接頂板，然后再用千斤頂頂在選取的支撐點位上，并且左右兩邊同時吃力，致使裝入裝置整體與支撐架分離。此時，將檢修前下料制作好的整體墊板插入裝入裝置與支撐架的6個連接部位，放下千斤頂，并用中碳鋼螺栓將6個連接部位進行剛性連接，形成剛性整體，然后再將墊板與裝入裝置焊接為一個整體，然后又將下弓的前后梁進行調整，并加筋焊接，從而保證了梁的撓性[5]。優(yōu)化后干熄焦裝入裝置在保證剛性不變的情況下整體墊高，裝入裝置中間的料鐘與干熄焦爐體上的水封槽不再發(fā)生碰撞，恢復了正常使用的效果。

1.8 焦罐蓋在線優(yōu)化改造

在干熄焦的生產中，焦罐是用來將焦爐推出的紅焦運送到干熄爐的設備。在焦罐裝滿紅焦提升到干熄爐頂部的過程中，為了保護提升裝置不被紅焦的高溫燒壞，以及防止煙塵外溢，在焦罐的頂部使用焦罐蓋將紅焦蓋住。原設計焦罐蓋的結構是焦罐蓋中間為鋼骨架，在鋼骨架的上面和底面分別焊接鋼板。焦罐蓋底面鋼板與紅焦高溫直接接觸，為了保護底面鋼板不被燒壞，在底面鋼板的下表面安裝了耐高溫材料。在焦罐蓋使用一段時間后，焦罐蓋底面鋼板的耐熱材料出現脫落現象，致使底面鋼板暴露在高溫之下，開始灼燒鋼板。在長時間經受高溫烘烤的情況下，底面鋼板產生變形、焊口崩開、鋼板出現翹角等狀況。如不及時處理，有可能造成鋼板脫落。鋼板脫落到焦罐中會隨紅焦一起被裝入干熄爐，在干熄爐排焦過程中造成旋轉密封閥排焦設備事故，同時焦罐的提升裝置也會因火焰竄出燒壞并且會有大量的焦煙外溢。原來一般處理焦罐蓋損壞的方法是將在線的焦罐蓋更換為備用焦罐蓋，換下的焦罐蓋不能進行在線修復，大大縮短了焦罐蓋的使用壽命，增加了生產成本，同時也增加了停機時間。在對損壞的焦罐蓋進行線下維修時，維修人員對焦罐蓋變形的底面鋼板用大錘敲擊，將變形矯正后進行焊接。但是，焊接后還會發(fā)生因焊口裂開造成鋼板墜落導致堵塞旋轉密封閥的設備事故，因此目前的維修方法不能徹底解決焦罐蓋受損修復的問題。

通過現場研究與分析，創(chuàng)新優(yōu)化了檢修方法，對焦罐大蓋進行了在線優(yōu)化修復，測量焦罐蓋底部變形鋼板到頂部之間的距離；按照焦罐蓋底部變形鋼板到頂部之間的距離，加工制作4根絲杠及多個螺母，絲杠與螺母相匹配，再用鋼板加工8個帶孔的墊板，墊板孔的直徑與絲杠的直徑相匹配；將在線焦罐蓋放到待機位置冷卻至可以靠近加工的溫度，將焦罐蓋燒壞變形部位全部切割掉，并用鋼板將焦罐蓋切割掉的部位整體焊接且留下兩個 100 mm×100 mm 的方形口，焦罐蓋的下部用木板制作相應大小的蓋板，然后在焦罐蓋頂面鋼板和下面的木板部位相應位置開孔，開孔直徑與絲杠直徑相匹配；將加工好的絲杠一頭套上墊板，擰上雙螺母，然后將絲杠的另一頭從焦罐蓋底面木板的開孔穿到焦罐蓋頂面鋼板的開孔中，在焦罐蓋頂面鋼板露出的絲杠上端套上墊板，擰上螺母；在絲杠兩端的螺母上使用扳手進行緊固，然后在木板和鋼板的夾層部位加注耐火澆注料，待耐火材料凝固后再將焦罐底部缺失的耐材脫落部位修復，從而將燒壞的焦罐大蓋進行了在線修復。對焦罐大蓋進行了在線優(yōu)化修復，能夠徹底解決了因焊口裂開造成鋼板墜落導致堵塞旋轉密封閥的設備事故的問題。

2 改造后效果

干熄焦水封槽吹掃優(yōu)化改造后的風管，通過有序排列，可有效地將水封槽中的焦粉沉淀物進行清掃，并隨著滿流水排出。干熄焦滑動水封罩通過在連接法蘭和滑動水封罩上均焊接連接擋板，然后將防火布安裝在連接法蘭和滑動水封罩上，避免了火焰直接燒防火布，延長了防火布的使用壽命，有效抑制了焦煙外溢，保護了環(huán)境。優(yōu)化干熄焦滑動水封罩入水翻轉機構使滑動水封罩的入水深度達到要求，防止了焦塵外溢，不僅保護了環(huán)境，而且延長了水封槽和水封大蓋的使用壽命。干熄焦一、二次除塵卸灰系統優(yōu)化，減小了鏈式刮板機的工作負荷，延長了鏈式刮板機的使用壽命，降低了故障率，節(jié)約了大量的檢修費用和備件費用。焦罐罐口延長板對焦罐蓋起到了支撐作用，焦罐罐蓋在高溫下發(fā)生變形后出現偏蓋，但在延長板的支撐作用下不會掉落，有效地避免了事故的發(fā)生，該部件的優(yōu)化大大降低了焦罐蓋蓋偏的事故發(fā)生，確保了生產的正常運行。干熄焦提升機電纜拖鏈小車改造后,小車行走輕便，不會出現卡阻，降低了檢修勞動強度為生產穩(wěn)定順行提供了有力保證。焦罐大蓋的在線修復，大大延長了焦罐蓋的使用壽命，降低了生產成本，減少了生產事故的發(fā)生，從而使生產穩(wěn)定順行。

3 結語

利用上述的優(yōu)化方案對干熄焦的關鍵設備技術改進與優(yōu)化，解決了干熄焦設備系統在工作過程中存在的缺陷問題。此次干熄焦設備的優(yōu)化升級，是以多年干熄焦運行狀態(tài)的總結為基礎，各處的優(yōu)化升級都達到了良好的效果。因此干熄焦設備的創(chuàng)新優(yōu)化方案的實施有效地減少了生產事故，提高了生產效率，確保了生產的穩(wěn)定順行。