焦炉砖煤气道定向喷补法应用

王在丰　常庆明　王华明

【摘 要】为解决焦炉砖煤气道串漏问题，我们发明了砖煤气道定向喷补法。它既实现了快速处理，又能保证处理效果，减少煤气消耗，保证焦炭质量，降低烟囱的污染物排放量。

【关键词】砖煤气道；串漏；定向喷补法

【Abstract】To solve the problem of coke oven brick gas channel leakage problems， we invented the brick gas channel directional gunning method. It implements the rapid processing， and can ensure the treatment effect， at the same time reduce gas consumption， ensure the quality of the coke， reduce the pollutant emissions from chimneys.

【Key words】Brick gas channel； Leaking； Directional gunning method

0 前言

山钢股份济南分公司炼铁厂炼焦二车间共四座JN60-6型60孔焦炉，其中8#9#焦炉分别投产于2009年10月和11月，其特点是双联火道、废气循环、复热型焦炉，设计周转时间19小时，设计生产能力2×60万吨/年。现采用焦炉煤气加热，焦炉煤气通过砖煤气道进入燃烧室燃烧，为焦炉生产提供热量。砖煤气道是焦炉煤气由煤气管道进入焦炉燃烧的通道，由特定型号的耐火砖和黏土灰砌筑而成，随着焦炉炉龄的增加，炉体膨胀，砖与砖之间耐火料易松动、脱落，出现缝隙。焦炉煤气从缝隙中串漏至蓄热室，在蓄热室燃烧，而且在交换过程中发生爆鸣，损坏蓄热室和封墙，焦炉烟囱冒黑烟，燃烧室内煤气量不足，给炼焦生产提供的热量不足，影响焦炭质量，严重时会造成停产检修。

1 常见治理方法[1]

焦炉耐材的质量、砌筑施工的灰浆饱满度、施工过程中的成品保护、焦炉烘炉期间的炉体热膨胀，生产过程中的温度变化等均可能造成砖煤气道的砖缝灰浆脱落、裂纹及管砖损坏。针对不同情况，对砖煤气道进行喷浆，能有效地对泄露处进行密封。目前来说炼焦行业中常见的处理方法是喷浆法和满流法。

喷浆法：用风压将泥浆由下喷管快速喷入砖煤气道，在重力作用下泥浆自然下落，从而在砖煤气道上形成一层浆膜，起到密封作用。优点是处理时间短，能够大面积进行操作，快速有效。缺点是浆膜附着时间一般保持3个月，随着浆膜的脱落，串漏情况将进一步恶化，同时脱落的浆膜积攒在下喷管下部，堵塞管道，影响正常加热，若发现不及时，极易造成低温事故。

满流法：在砖煤气道预插入管道，用风压将泥浆喷入砖煤气道与插管的缝隙中，泥浆满流到砖煤气道和管道中间，在重力的作用下，泥浆充满砖煤气道的各处缝隙，达到密封砖煤气道的目的，同时多余的泥料回流到喷浆器料管中，用浆桶盛接储存，供循环使用。优点：能够有效的处理不同部位，不同程度的串漏，处理效果较好，缺点是处理过程长，大面积处理串漏的可行性低。

2 治理措施

8#9#焦炉共有砖煤气道3968个，需要快速解决问题，处理后的使用周期要长。砖煤气道串漏部位温度450℃，距离底部距离为1.5米—2.8米位置，要求泥浆能渗入到砖与砖之间的缝隙，而且砖煤气道较多，单个处理时间要短。根据焦炉具体情况，我们发明了砖煤气道定向喷补法。

2.1 喷补设备

首先我们研制了特制的喷补设备。在湿式喷浆器上首先连接橡胶软管，保证喷浆管可以上下移动，全面喷补；再连接金属管，因焦炉地下室高度限制，金属管分段用活结连接，方便金属管深入砖煤气道串漏位置；顶端安装特制的喷头。

2.2 操作原理

喷浆法原理是利用泥浆粘结力的作用，在砖煤气道内表面形成浆膜，泥浆不能渗入砖煤气道缝隙中。满流法原理是利用泥浆粘结力和重力的作用下，泥浆进入砖煤气道缝隙中，但操作时间长。定向喷补法原理是利用压缩空气将泥浆准确定向喷入到砖煤气道缝隙中，优点是泥浆可以直达串漏部位，喷补效果好，操作时间短。

2.3 操作方法与操作要领：

（1）将配置好的磷酸泥料注入喷浆机的耐压容器罐中。

（2）把特制的喷浆管的顶端杆插入待喷炉号的下喷管中，并按顺时针旋转连接过渡杆直达待喷补的砖煤气道位置（一般在焦炉水泥基础上方1.8米处）。

（3）把喷浆管的底端杆通过橡胶软管连接到喷浆机耐压容器出浆口并固定好。

（4）打开压缩空气阀门，往耐压容器内注入0.1-0.2MPa的压缩空气并保持压缩空气压力，使容器内的磷酸浆在压力的作用下通过喷浆管自顶部喷头雾状喷出，附着在串漏部位的砖煤气道上。喷浆期间上下移动喷浆杆，增加砖煤气道受浆面积。通常串漏部位在砖煤气道底部往上2.5-2.6米处，喷浆杆全长可达2.8m，上下移动可以使泥料更大面积且均匀的附着在串漏的砖煤气道上。喷浆前需要进行模拟试验，根据确定好的喷浆高度在地下室外面利用钢管模拟砖煤气道，调整压力，使其能满足高度要求的合适压力值。

3 实施效果

采用定向喷补法我们利用两个月时间处理了8#9#焦炉的砖煤气道的串漏问题。首先选择串漏严重的炉号进行前期喷补，喷补后观察效果，连续跟踪1个月，效果好，没有出现再次串漏现象，然后推广到所有串漏的砖煤气道。处理后炉头温度由原来的1050℃，提高至1140℃，温度提高90℃；串漏部位温度由原来的450℃降低至380℃，温度降低70℃。定向喷补法喷补砖煤气道适用所有采取焦炉煤气加热的焦炉。它简单、实用，操作过程中，操作人员少，操作效率高，用料量较少。喷补后，焦炉串漏得到有效控制，避免焦炉烟囱冒黑烟；炉头温度提高，促进焦炭均匀成熟，焦炭质量整体提高；煤气消耗降低，炼焦耗能减少，降低炼焦成本；炉体串漏得到及时治理，延长焦炉寿命。产生的经济效益：

（1）8#9#焦炉吨焦焦炉煤气消耗得到了明显的降低，喷补前2014年煤气消耗为228m3/吨焦，2015年喷补后1-6月，煤气消耗为223m3/吨焦，节约煤气5m3/吨焦；按单产20.4吨焦炭，日出炉140炉计算，则每天可节省煤气14280m3。根据焦炉煤气价格0.50元计算，月减少煤气成本21.4万元/月。

（2）节省耐火材料。实施前需要浆料成本为1.2万元/月，实施后喷浆料成本0.5万元/月，每月节约成本0.7万元。

【参考文献】

[1]郭涛，吴宏斌等.砖煤气道串漏导致焦炉交换爆鸣原因分析及处理措施研究[C]//第十六届焦化学术年会论文集.化学工业出版社，2012，11.

[责任编辑：杨玉洁]