7.3 m焦炉新型保护板结构优化及应用

李光辉，马俊生

（山东省冶金设计院股份有限公司焦化事业部，山东 济南250101）

1 前言

山东钢铁集团日照钢铁精品基地新建4×58孔7.3 m顶装焦炉，由山东省冶金设计院股份有限公司总承包。该焦炉为双联火道，废气循环，分段加热，高炉煤气和空气侧入，焦炉煤气下喷，单侧烟道的复热式顶装焦炉。焦炉保护板安装于焦炉砌体与炉柱之间，利用安装于炉柱上的弹簧将保护性压力均匀地传递给砌体，起到保持砌体完整性及固定炉门框、保证炼焦过程中荒煤气不从炉门逸出的作用，同时对炉体也有保温隔热作用，是焦炉护炉铁件系统重要的工艺设备。保护板工作环境恶劣，不但要承受高温和还原性腐蚀介质（荒煤气）侵蚀，而且在启闭炉门时，急冷急热的温度变化程度大，其对炉体严密性、焦炉寿命、生产安全和稳定性等起着决定性作用，因此从设计、安装、烘炉开工到生产过程一直受到高度重视［1-3］。7.3 m顶装焦炉保护板优化设计为新型抗形变多段式结构，能够有效消除机械应力和保护板的弯曲，最大限度避免保护板的变形，使保护板始终与炉体紧密贴合，有效延长炉体寿命，杜绝炉体冒烟冒火，且有利于缩短施工周期。

2 传统保护板结构及特点

传统焦炉保护板采用一段式整体铸造结构，由一段保护板本体和浇注料组成。该形式因弹簧调节点较多，调节难度大，作用在保护板上的弹簧势能分布不均，以及在启闭炉门的过程中，保护板不断受到机械力的作用，使炉柱和炉框受力不均，这些因素都易造成保护板断裂，影响保护板的寿命。

另外，传统焦炉保护板在安装前内侧需安装锚固钉并抹隔热浇注料，两侧用黏接剂粘接陶瓷纤维绳后开始安装保护板，待焦炉铁件系统完全安装完成后开始烘炉。当烘炉炉温达到700℃～750℃时，用耐火泥浆第2次浇灌保护板与炉头之间的空隙。传统焦炉保护板只有在耐火泥浆灌浆严密的情况下，才能达到焦炉良好的气密及隔热性能。但是灌浆属于隐蔽工程，灌浆效果很难保证，从而导致了炉体严密性差，在生产过程中随炉体不断膨胀，因灌浆体和炉体砖膨胀系数不同，会出现缝隙，降低炉体密封性能，导致炉体热修工程量大，进而影响炉体使用寿命。传统保护板结构如图1所示。

图1 传统保护板结构

传统保护板在施工及生产过程中存在以下问题：1）现有焦炉保护板采用一段式整体铸造结构，由于作用在保护板上的弹簧势能分布不均，且在生产过程中不断受到机械力的作用，保护板易发生断裂。2）现有保护板在烘炉过程中灌浆效果无法保证，灌浆施工质量的好坏直接影响焦炉从冷态到生产的顺利过渡，影响焦炉的使用寿命。3）现有焦炉炉体在生产过程中，一直处于高温、微膨胀状态，炉体尺寸可能发生变化，砌体密封性能逐渐降低，可能造成冒烟冒火。

3 新型保护板结构及特点

为克服传统保护板的缺陷，山钢日照钢铁精品基地项目7.3 m焦炉保护板优化设计为新型抗形变多段式保护板结构，该保护板由四段保护板本体、连接板、锚固钢筋、浇注料、密封板及柔隔热密封材料等组成。新型保护板结构见图2。

图2 新型保护板结构

新型保护板的突出技术优势：1）保护板采用抗形变多段式结构，可有效消除机械应力和保护板的弯曲，避免保护板的变形，使保护板始终与炉体紧密贴合，有效地延长了炉体寿命。2）保护板采用柔性隔热密封材料与密封板结合的形式，该形式无需在烘炉阶段灌浆，较传统结构大大缩短施工周期，降低施工难度，并且施工质量易于控制。3）在传统灌浆隔热的基础上，与炉体的接触面增设了柔性隔热密封材料，该材料可不断补偿炉体膨胀，从而保证炉体的隔热性、严密性。4）较传统保护板结构增设密封板，可有效阻隔荒煤气从砌体逸散，避免荒煤气对铸铁保护板的腐蚀，生产期间无需更换，有效保证焦炉使用寿命。5）采用了带有连接板的保护板分段技术，使保护板在安装及生产过程中不易发生断裂，也不会因断裂造成保护板无法使用。

4 结 语

7.3 m焦炉新型保护板可有效消除机械应力和保护板的弯曲，提高炉体严密性和焦炉寿命，有利于缩短施工周期，并在山钢日照钢铁精品基地7.3 m顶装焦炉得以应用，以其突出的优势，具有较大的推广前景。