焦炉延长结焦时间后出现的问题机解决方法.pdf

第32卷 第5期 2010年10月 山东冶金 Shandong Metallurgy Vol.32 No.5 October 2010 摘要 针对焦炉延长结焦时间后压力波动大、 温度均匀性差、 各项工艺参数严重偏低的问题， 通过更换大流量孔板、 及时 调节、 采取笺号管理法等稳定系统压力； 通过调节煤气流量及空气量， 合理控制焦炉温度； 同时， 制定了新的加热制度， 分阶 段调节温度， 避免温度大幅度波动。调整后焦炉加热均匀， 炉温波动稳定在7 ℃以内。 关键词 焦炉； 结焦时间； 压力； 温度 中中图分类号号 TQ522.16文献标识码 B文章编号 1004-4620 （2010） 05-0014-03 安钢焦化厂1焦炉为JN43-80型， 于2007年10 月大修后恢复正常生产， 采用焦炉煤气加热。2008 年9月根据生产需要将周转时间先后由18 h调整为 36 h， 遇到了很多制约焦炉正常加热的难题， 各项技 术指标都严重降低， 已达不到工艺技术要求。对 此， 通过从压力和温度两个主要方面查找原因， 找 出了解决措施。 1稳定焦炉系统压力 1.1压力不稳引发的问题 结焦时间延长后， 由于煤气供应量减少， 焦炉 燃烧室和斜道阻力减小， 从而造成各项压力值不均 衡， 波动幅度大。压力的不稳定容易引发下列问 题 1） 主管压力值≤500 Pa， 接近压力值的最低极 限， 容易引发爆炸事故。2） 随着结焦末期荒煤气发 生量的减少， 集气管容易产生低压或负压操作， 导 致炭化室底部压力变小， 外界的空气容易进入炭化 室燃烧， 致使窜漏严重， 特别是两段炉头和炭化室 炉墙顶部， 严重影响焦炉的使用寿命。3） 蓄热室顶 部压力和看火孔压力的改变， 将直接影响进入燃烧 室内的气体流量， 干扰加热的正常调节。 1.2调节措施 为了解决压力波动带来的一系列问题， 特采用 了以下措施 1） 更换大流量孔板。根据热量平衡 ［1］， 焦炉煤气加热提供给炼焦煤的热量一定， 当加热时 间延长后， 单位时间提供给炼焦用的热量减小。为 了适应减小加热用焦炉煤气流量需要， 把大流量孔 板由原来的φ45 mm减小为φ31 mm， 以提高主管 的压力。2） 随着结焦时间的延长， 集气管的压力非 常不稳定， 需要密切注意集气管压力表显示值， 及 时进行调节； 同时， 采取笺号管理法， 对结焦后期 （约2/3时） 的炭化室， 关闭其相对应的上升管调节 翻版， 确保结焦末期炭化室底部压力≮4.9 Pa ［2］。3） 看火孔压力一般为5 Pa， 延长结焦时间后， 进入每 个立火道的煤气流量减少， 看火孔很容易形成负 压， 致使空气进入燃烧炭化室炉墙的石墨， 窜漏现 象比较严重。为了减小结焦初期压力差过大， 把看 火孔压力适当调大， 保持在10～15 Pa。 1.3调节效果 1） 主管压力稳定在600～800 Pa， 窜漏现象得到 明显改善。2） 集气管压力在整个结焦过程中始终 保持并稳定在80～100 Pa。3） 看火孔压力调节为 10～15 Pa， 立火道高向加热均匀性良好， 立火道窜 漏现象得到明显改善。 2合理控制焦炉的主要温度 2.1横排曲线和直行温度稳定性差 延长结焦时间后， 主管的压力减小， 分布在地 下室的加热用焦炉煤气各小横管内煤气压力也相 应变小， 温度情况横排见图1、 直行见表1。 1 300 1 100 900 18152229 立火道 横排温度/℃ 图1调整前横排温度曲线 由图1、 表1可以看出， 分布到各个立火道煤气 流量的情况是中间多、 两边小， 即交换考克附近的 几个立火道分布的流量比较多， 两端比较小， 而且 直行的温度波动幅度大， 全炉温度均匀性差。 1） 原因分析。①从公式P蓄P看-ρgh-∑ΔP ［3］ 可以看出， 当看火孔压力 （P看） 一定时， 其中气体的 浮力 （ρgh） 一定， 结焦时间越长， 供给焦炉气体量越 少， 斜道阻力 （∑ΔP） 减小， 顶部吸力 （P蓄） 变大， 使 靠近交换考克附近部分的立火道进气量增加、 温度 升高； 炉头立火道由于温度降低、 石墨减少， 造成窜 焦炉延长结焦时间后出现的问题及解决方法 罗进， 张俊， 靳迎武， 李向林， 张海英 （安钢集团股份有限公司 焦化厂， 河南 安阳 455001） 收稿日期 2010-07-27 作者简介 罗进， 男， 1984年生， 2006年毕业于武汉科技大学化学工 程与工艺专业。现为安钢焦化厂技术科助理工程师， 从事焦化技 术工作。 􀥘􀥘􀥘􀥘􀥘􀥘􀥘􀥘􀥘􀧘 􀥘􀧘 􀥘􀥘􀥘􀥘􀥘􀥘􀥘􀥘􀥘􀧘 􀥘􀧘 生产技术生产技术 14 漏以及封墙吸入空气， 从而导致横排温度曲线呈现 典型的 “馒头” 形状。②随着煤气流量的减少、 炭化 室内传热强度降低、 硅砖积蓄的热量明显减少以及 结焦后期长时间处在焖炉状态， 而这些都会使直行 温度波动幅度加剧， 均匀系数、 安定系数等各项技 术指标降低。 2） 解决措施。①增大机焦侧边部通向立火道 的小流量孔板直径， 一般增大3～5 mm， 同时减小交 换考克部附近火道的小流量孔板 （2～3 mm） ， 增加 边火道煤气流量， 以提高两侧边部火道的温度。② 减少机焦侧进风口开度， 在保持蓄热室顶部压力差 不变的情况下， 减小上升气流的吸力， 使中部立火 道的空气量减少， 同时增加边部两端的立火道空气 量， 从而达到合适的煤气空气混合比 （1.2～1.25） ［3］， 保证焦炉煤气的完全燃烧， 提高焦炉的热工效率。 3） 实施效果。采取以上措施后横排和直行温 度见图2、 表2。 1 300 1 200 1 100 1 000 16111621 立火道 横排温度/℃ 图2采取措施后随机全炉横排曲线 由图2、 表2可以看出， 采取调整措施后， 全炉横 排及直行温度情况都得到明显改善， 曲线趋于平 滑， 且直行温度均匀系数保持在0.90以上。 2.2提高焦炉炉头温度 1） 原因分析。由于主管压力变小， 横管两端压 力变小。供给炉头煤气量相应减少， 导致部分炉头 温度＜1 000 ℃。炉头温度过低可能引发以下问 题 炉头夹生焦， 导致推焦产生大量黑烟， 恶化环 境； 致使推焦电流过大， 易烧坏设备； 炉头砖温度变 化过大， 易发生晶型转换， 损坏焦炉。 2） 提高炉头温度的措施。严密蓄热室主墙， 防 止煤气窜漏； 密封蓄热室封墙， 减少冷空气漏入量； 调节炉头两端的小孔板， 增加机焦侧炉头立火道的 煤气流量； 适当增大看火孔压力， 减小上升气流吸 力， 增加炉头空气量。 3） 实施效果。采取调节措施前后炉头的各项 数据见表3。由表3可以看出， 炉头均匀系数得到明 显提高， 且炉头生焦和冒烟现象得到明显改善。 表3调节前后炉头温度及均匀系数 项目 调节前 调节后 差值 机侧炉头温度/℃ 最高 981 1 090 109 最低 886 1 025 139 平均 950 1 063 113 焦侧炉头温度/℃ 最高 995 1 105 110 最低 891 1 038 147 平均 960 1 075 115 炉头平均 温度/℃ 955 1 069 114 炉头均 匀系数 0.58 0.95 0.37 3确定新的加热制度 根据焦饼中心温度的测量以及合理的调节， 确 定了新的加热制度 （见表4） 。 表1调整前直行温度 ℃ 立火道 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 机侧 1 120 1 135 1 180 1 209 1 156 1 230 1 215 1 260 1 170 1 123 1 145 1 208 1 225 1 190 1 208 焦侧 1 240 1 220 1 190 1 182 1 295 1 250 1 272 1 176 1 274 1 242 1 251 1 255 1 280 1 198 1 187 立火道 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 机侧 1 175 1 160 1 250 1 135 1 148 1 164 1 132 1 201 1 208 1 149 1 231 1 205 1 180 1 195 1 190 焦侧 1 250 1 261 1 189 1 240 1 238 1 220 1 180 1 254 1 220 1 280 1 252 1 241 1 184 1 251 1 242 立火道 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 机侧 1 128 1 135 1 209 1 198 1 250 1 280 1 196 1 189 1 250 1 179 1 209 1 150 1 172 焦侧 1 176 1 198 1 208 1 260 1 241 1 251 1 248 1 221 1 214 1 182 1 201 1 225 1 264 表2采取措施后随机直行温度 ℃ 立火道 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 机侧 1 198 1 205 1 201 1 190 1 215 1 205 1 208 1 211 1 199 1 200 1 225 1 203 1 189 1 190 1 208 焦侧 1 240 1 251 1 250 1 248 1 235 1 246 1 246 1 229 1 244 1 242 1 251 1 255 1 260 1 219 1 246 立火道 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 机侧 1 175 1 160 1 250 1 135 1 148 1 164 1 132 1 201 1 208 1 169 1 231 1 205 1 180 1 195 1 190 焦侧 1 250 1 261 1 252 1 240 1 238 1 220 1 220 1 254 1 230 1 240 1 252 1 241 1 254 1 251 1 242 立火道 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 机侧 1 128 1 175 1 209 1 198 1 250 1 280 1 196 1 189 1 250 1 179 1 209 1 150 1 172 焦侧 1 256 1 268 1 228 1 260 1 241 1 251 1 248 1 221 1 214 1 252 1 241 1 225 1 264 加热 制度 旧制度 新制度 周转 时间/h 18 36 焦饼中心 温度/℃ 1 080 1 095 煤气主管 压力/Pa 1 500 660 煤气流量/ （m3 h-1 6 900 3 500 烟道 吸力/Pa 430 320 集气管 压力/Pa 80120 80100 标准温度/℃ 机侧 1 250 1 200 焦侧 1 300 1 240 表4新旧加热制度对比 新加热制度实施过程中应注意以下问题 1） 温度的突然升高或下降都会给焦炉炉体带 来不良影响， 很容易造成硅砖的破裂或窜漏严重。 因此， 在确定新加热制度的过程中， 为防止焦炉温 焦炉延长结焦时间后出现的问题及解决方法罗进等2010年第5期 15 山东冶金2010年10月第32卷 度的突然变化， 并没有直接把周转时间从18 h改为 36 h， 而是逐步变更 （见表5） 。 表5周转时间的变更及实施过渡时间 h 周转时间 实施过渡时间 1820 24 24 24 30 48 36 48 由于周转时间变更经验较少， 前段更改比较频 繁， 过渡时间较长。通过实施过渡， 使焦炉温度缓 慢降低， 有效地防止了硅砖的晶型转换。 2） 对单个立火道的温度调节也应防止大幅度 波动， 奇偶数眼应分开调节， 中间最好间隔6 h以上。 3） 由于周转时间变长， 1个小循环的检修时间 由原来的4 h延长为22 h。为了更好地适应出炉需 要以及全炉加热的均匀性， 对推焦计划进行了修 改 出炉时间由原来每炉10 min延长为15 min， 这样 检修时间15 h分成7段， 前6次检修时间均为2 h， 最 后1次为3 h。 4结语 采用新的加热制度后， 焦炉的单排横排系数由 调节前0.46提升至0.88， 直行温度系数也由原来的 0.38提升至0.92以上， 全炉温度基本上稳定在标准 温度7 ℃以内； 由于结焦时间的延长， 焦炭质量也 得到明显提高。实施过程成功地避免了由于流量 的过大改变对炉体造成的影响， 同时也确保了整炉 加热均匀性， 对提高焦炉的使用寿命有重要意义。 参考文献 ［1］ 吕佐周， 王光辉.燃气工程 ［M］ .北京 冶金工业出版社， 1999 114. ［2］ 苏宜春.炼焦工艺学 ［M］ .北京 冶金工业出版社， 1994 384-390. ［3］ 姚昭章.炼焦学. ［M］ .2版.北京 冶金工业出版社， 1995 263-358. Problems Occurred in Coke Oven after Extending Coking Time and the Solving s LUO Jin, ZHANG Jun, JIN Ying-wu, LI Xiang-lin, ZHANG Hai-ying （The Coking Plant of Anyang Iron and Steel Stock Co., Ltd., Anyang 455001, China） AbstractAbstract The pressure fluctuation was large, the uniity of the temperature was poor, and the process parameters were low after the coke oven prolonged coking time. Therefore, they stabilized the system pressure by using large flow orifice, adjusting in time and adopting letter number management and controlled the temperature of the coke oven in reason through adjusting gas flow and air quality. At the same time, they established a new heating system and adjusted the temperature by stages for avoiding great fluctuation. After adjusting, the heating of the coke was even and the temperature fluctuation was stabilized within 7 ℃. Key wordsKey words coke oven; coking time; pressure; temperature （上接第10页） 降低约15万元。通过润滑轧制技术 的实施， 扣除实施润滑轧制增加的成本约6元/t， 以 月产量10万t计， 莱钢大型H型钢厂月生产成本降 低大约49.5万元， 每年润滑轧制技术创经济效益约 近600万元。 3） 通过实施热轧润滑技术， 改善了万能轧机轧 辊的表面状态， 轧辊与变形金属之间的固态摩擦被 油膜分隔开， 从而使H型钢的腿外侧刮丝压入、 辊 印、 R角拉丝压入等缺陷基本消除， 黑皮明显减少， 表面粗糙度明显降低， 表面质量明显提高， 从而提 高了莱钢H型钢产品的市场竞争力。 4） 改变轧制时金属的流动规律。无润滑轧制 时摩擦系数一般为0.35， 采用有效润滑时摩擦系数 必然要降低， 生产过程中发现， 在同样的轧制工艺 条件下， 采用润滑轧制技术时会出现H型钢腿部尺 寸变短的现象， 说明润滑影响了H型钢腿部压下时 的宽展， 改变了金属流动的规律， 但这个过程非常 复杂， 连轧过程中的摩擦系数测定方法还没有统一 认识， 有待于进一步研究。 参考文献 ［1］ 李谨.我国钢板热轧技术及工艺润滑的发展 ［J］ .石油商技， 2006， 24 （5） 38-40. ［2］ 李长生， 张晓明， 闫锋.轧制工艺润滑技术介绍 ［R］ .沈阳 东北 大学， 2008. Application of Hot Rolling Lubrication Technology in H-beam Production LU Feng-jun1， 2, YIN De-quan3, FENG Wei3, LI Zhen-liang1 （1 Inner Mongolia University of Science and Technology, Baotou 014010, China; 2 Shandong Vocational College of Industry, Zibo 256414, China; 3 Laiwu Iron and Steel Group Corporation, Laiwu 271104, China） AbstractAbstract Laiwu Steel applied lubrication-rolling technology in the universal mills of large H-beam production line finishing train. The lubricant system consisted of tank, pumping stations, mixer, PLC, relevant instrumentation equipment matched the base of the machine and nozzles. The oil lubrication manner was that the even mixture of oil and water being stirred in the pipe sprayed on the rolls. The lubricating was through three s, that is, ed“residual carbon”after lubricant combustion, high temperature and pressure“air cushion”and the lubricating film. Applications showed that the roll wear rate was reduced by 27, the output of the H-beam was increased by 24 and the surface quality was improved clearly. Key wordsKey words H-beam; lubrication rolling; spray equipment; pre-mixing oil and water; roll wear 􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣 16