1、干法熄焦技术在焦化工业中的应用 案例分析概述 济南钢铁集团总公司始建于 1958 年，干熄焦工程 96 年正式开始开工建设， 99 年 3 月建成投产。济钢焦化厂现有 42 孔焦炉 4 座，年产焦炭能力可达 110 万吨，四座熄焦系统焦炉原配有两组湿熄焦装置。干熄焦装置由熄焦、循环、锅炉发电和除尘四个系统组成，它是在现有的焦炉及其湿熄焦系统相配置情况下，改湿熄焦系统为干熄焦系统。该工程是国家经贸委批准立项的节能环保示范工程，其工艺设备国产化率达 90% 以上，耐火材料、除尘系统、汽轮发电系统以及干熄焦建筑结构等国产化率达到 100% 。 工程投产运行后，不但回收了炼焦余热资源生产蒸气以用于发电
2、，而且提高了焦炭质量，改善了大气环境和职工工作条件；降低了炼焦比，增加炼铁喷煤量，提高了高炉利用系数，从而达到减少能源损失，综合利用能源的目的。 案例研究目的 通过对实际项目的研究，着重从理论、应用、市场潜力及经济效益等方面分析改湿法熄焦为干法熄焦的先进性、可行性和必要性。 节能效果 干熄焦系统投入运行后，不但可以回收炼焦余热资源，而且提高了焦炭质量，降低了能源消耗，全年总经济收益为 9399.36 万元。 按年产干熄焦炭量 92.3 万吨计，回收蒸汽 445635 吨 (450 、 5.4Mpa ，用于发电 ) ，经济效益 6217.81 万元。 与湿熄焦相比多回收焦粉 0.99% ， 91
3、37.7 吨，节约资金 195.55 万元。 炼铁产量增加，效益 561.23 万元。 节约焦炭，效益 1554.72 万元。 炼铁喷煤量增加，效益 139.4 万元。 炼铁一级品率提高了 11.87% ，增加效益 730 万元。 每年减少二氧化碳排放 31197 吨 项目总投资 该项目设备总投资 22886.47 万元。 投资回收期 项目投资回收期为 2.7 年 适用对象 凡冶金行业焦化工业炉上仍采用湿法熄焦的企业均可采用。 案例源单位 济南钢铁集团总公司 监测单位 金陵石化公司能源测试站 改造前系统的运行状况 济钢焦化厂在没有应用干熄焦工艺技术时，四座焦炉原配有两组湿熄焦装置，布置在焦炉两
4、端。湿法熄焦在生产过程中产生大量的蒸汽排放到大气中，白白浪费掉宝贵的余热资源， 1000 左右的赤热焦炭所含热能，按年产焦炭能力 116 万吨计算，约可产蒸汽 47 万吨，用于发电，全年可达 3920 万 kWh 。另外，在湿法熄焦过程中，大量的有毒、有害物质和粒度较细的焦粉夹在蒸气中挥发飘散，对熄焦设备造成强烈的腐蚀，给工作环境带来严重的污染。 系统改造及方案的选择 济钢干熄焦工程是在现有焦炉情况下将改焦系统熄为干熄焦系统，根据现有焦炉生产能力，每小时生产 120t ，确定建设 70t/h 干熄焦装置 -35 t/h 余热锅炉 2 套及其配套的发电机组，原湿法熄焦的熄焦塔暂作备用。考虑到济钢
5、的实际，干熄炉布置在 3 号、 4 号焦炉的中部，打破了干熄焦装置与焦炉垂直排列的传统方式，为不停产改造创造了先决条件。同时参考上海宝钢干熄焦装置，对乌克兰原设计进行了改进： 1 发电方案由抽凝式改为背压式发电，余热锅炉由高压锅炉改为次高压锅炉，这样既有利于热能综合利用，更符合焦化厂用蒸汽的需要，又省去了抽凝发电所需的庞大的循环水系统，也解决了高温、高压余热锅炉需要从国外进口的问题，节省了投资。 2 新建除盐水站，采用先进的反渗透膜处理技术，由济钢自己设计，防止原有软水站设备的处理技术无法保证干熄焦余热锅炉用水的水质要求。 3 对干熄炉耐火砖衬在消化原有技术的基础上进行全面优化。 4 氮气循环
6、风机采用变频调速技术调节风机风量，实现了自动调节进锅炉的烟气温度。干熄焦生产工艺流程 由焦炉生产的温度约为 1000 的赤热焦炭排出装入焦罐车中，焦罐经牵引、提升移送至熄槽上部，从加焦口将焦炭放入干熄槽预存室，预存一定时间后下行至熄焦室，并与逆流的惰性循环气体 N2 进行热交换，冷却后的焦炭经排焦装置从排焦口排出，再经皮带转运至筛焦楼筛焦、储存，供炼钢（炼铁）用。被加热后的循环气体出干熄槽后经降尘处理进入余热锅炉，再次进行热交换，其中余热锅炉产生的蒸汽送往发电机组发电，而换热后温度下降的循环惰性气体则由鼓风机再送至干熄槽循环使用。 改造后实际运行状况 济钢干熄焦工程于 1999 年 3 月 2
7、 日试生产，投入正常运行至今一年 半的时间，其运行情况表明，不仅干熄焦炉、余热锅炉、汽轮机和发电机等主要设备运行可靠，性能达 到了设计要求，而且水处理系统、除尘系统、废水排放以及噪声等均符合国家有关标准要求。投产初期，存在着熄焦不均匀影响生产能力（实际干熄焦炭量占额定干熄焦炭量的百分数）的问题，经过一系列的调整试验，有效地提高了其生产能力。由于 1# 、 2# 焦炉的红焦成熟不理想（设备老化， 69 年就投用），只能部分干熄，剩余的仍用湿法熄焦。 另外，由于发电并网困难，影响了发电生产。余热锅炉产生的蒸汽经减温减压成 1.0MPa, 300 供其它车间用。从 2000 年 7 月 28 日开始
8、发电。据统计每发 1kWh 电耗 11.4kg 汽。 1999 年 69 月经过不同负荷下的生产标定，证明了包括牵引、提升、装焦、排焦、除尘、气力输送等各个环节的干熄焦焦炭系统以及发电系统不论是单机作业，还是联合运作都基本安全、可靠，两套干熄焦系统运行正常，都达到了设计生产能力。 项目监测情况 济钢焦化厂能源管理制度非常完善，为我们监测提供了详尽的数据及相关资料。在有关人员的配合下，我们对干熄焦系统的运行进行了热工测试，并对一些能耗统计数据进行了校验。由于 1# 、 2# 焦炉部分焦炭成熟不好，不能装入干熄炉内（即不能实现全部干熄），对干熄炉生产能力的提高有一定影响，所以我们模拟了实现全部干熄
9、情况下的节能效果，根据焦化厂改湿熄焦系统为干熄焦系统前后 28 个月的产焦量、能耗及产汽量（均折算为标煤）等原始数据的统计、监测和计算分析，得出了以下结论： 1 干熄焦装置投入运行后，每吨焦产汽（ 5.4MPa 、 450 ）约 0.45 吨，自 1999 年 7 月至 2000 年 7 月其累计节能量如图二、三所示。 2 回收的余热用于发电，每发 1kWh 的电耗蒸汽 11.4kg ； 3 与湿熄焦相比多回收焦粉 1% ； 另外节省了湿熄焦的运行费用，高了焦炭质量，降低了炼铁焦比等效益。 市场潜力 济钢干熄焦工程是在我国炼焦工业发展现状比较落后的情况下提出的。国外如日本、德国等已普遍推广应用
10、，国内除宝钢（引进日本设备和技术）建有干熄焦并正常运行外，济钢属第二家正常运行。蒲东煤气厂是全套引进乌克兰的技术和设备，于 1994 年开始运行，但运行效果不好。而济钢干熄焦实现了国产化率 90% 以上，又是在现有焦炉情况下改湿熄焦系统为干熄焦系统。 据不完全统计，我国现有大小焦化厂 140 余家， 400 余座焦炉，其中大中型以上焦炉 120 余座，年产焦炭 5000 余万吨，按产汽率 0.45 计算，拥有可回收蒸汽 2250 万吨，若用于发电，年发电量 58 亿千瓦时，价值 26 亿元。潜在效益则更大，可见干熄焦技术在国内现有焦化厂的改造中将有很大的市场潜力。 案例源企业评价 我公司的干熄
11、焦工程引进国外先进技术与关键设备，采用乌克兰国家焦耐设计院和济钢设计院共同设计、合作制造、技贸结合的方式，达到对干熄焦技术、设备消化、吸收并实现国产化，国产化率达到 90% 以上。通过与乌克兰合作设计，济钢已全面掌握了干法熄焦技术，对干熄焦装置的总体布局、熄焦工艺、关键设备的设计、制造和选型以及电气、仪表的控制，热力、发电、水处理、集尘等配套工程的设计等各专业领域有一整套成熟技术，具备了干熄焦设备制造、安装、调试等一条龙的服务能力。 我公司干熄焦工程国家经贸委批准立项的节能环保示范工程，它是回收炼焦余热和改善操作环境的一项先进工艺技术，也是国家重点支持和推广的一项新技术，它的成功投运提高了焦化
12、工业的装备水平和焦炭质量，大大地改善了大气环境，尤其是将红焦热量全部回收利用，从而达到了杜绝能源损失和能源综合利用的目的。因此我公司干熄焦的成功投运和显著的经济效益、社会效益无疑将对推广干熄焦技术国产化起到典范作用，也必将对推动我国焦化工业的发展发挥积极作用。工艺流程焦炉生产工艺为：经过洗选的炼焦煤运进厂后，在各煤车间进行配煤和粉碎，输送煤焦车间的贮煤塔，然后经装备车装入炼焦炭化室炼制焦炭。再经过干熄焦和筛分工段分级，即获得各级炭产品。炭化室荒煤气经冷凝回收其中各种化学产品，煤气净化后供炼钢、轧钢和城市煤气用。由于干炼焦工程仅是对焦炉系统进行技术改造，为此，只列出干熄焦工艺流程（见图 2 7）
13、 。1焦炭运行工艺由焦炉推出的红焦排入装在焦罐车上的焦罐中，焦罐车接焦后，由电机车牵引运往于炼焦装置，由牵引装置将焦罐牵引到提升机井架中心。然后，提升机将焦罐模移到干熄槽上部。焦罐底板自动开启，焦炭即放入干熄槽预存室上部。加焦完毕，焦罐提起（此时底板自动关闭）运行至提升机井架。此时，加焦斗自动离开，装料装置将盖关闭。空焦罐由提升机降落到焦罐中间托架上。再由牵引装置将焦罐推向罐车底盘。在预存室内全部焦炭的温度逐步均衡。红焦在预存室内预存 15 小时左右，下行到熄炼焦室。并被与其逆流的闭路系统循环气体熄灭，熄焦室上部四周布有通向下集气环道的斜道。灼热气体从上环道导人余热锅炉。鼓风装置位于干熄槽下部
14、。鼓风装置设有扇形阀，焦炭借助扇形阀均匀排下。由排焦装置下焦室排到槽下的运焦机（见图 28 焦炭运行流程） 。2干熄焦气体循环工艺焦炭由循环于“干熄槽 锅炉”闭路系统的气体熄灭。循环气体从沉降室进入余热锅炉，惰性气体在余热锅炉内进行热交换产生余热蒸汽，热交换后的隋性气体温度降到 170190度，然后循环气体进入循环风机吸气管，再由风机送到干熄槽底部鼓风装置再次进行循环（见图 29 ） 。三、主要污染源和污染物及防治措施干熄焦工程项目主要污染源有干熄焦生产工艺过程中产生的废气以及推焦、排焦、转运过程中产生的废气，其次有少量废水、废渣和噪声。1主要污染源和污染物（1）废气。推焦系统。从炼焦炉排的红
15、焦经焦车落入焦罐，在推入拦焦车落人焦罐的过程中，产生废气污染，废气量约 220000 立方米小时，原始烟气含尘浓度 12 克立方米。主要污染物为烟尘、二氧化硫。熄焦系统。在红焦由焦罐导入干熄槽及冷却后的焦炭，由熄焦室底部的排焦机排到运焦皮带机的过程中，产生大量的烟（粉）尘污染。每个干熄槽有 6 处排气（扬尘）点，总风量为 75000 立方米/小时，含尘浓度 15 克立方米。主要污染物为烟尘、二氧化硫。氮气循环系统。干熄焦用惰性气体主要是氮气，循环量为 100000 立方米时，冷的惰性气体由循环风机送入干熄焦炉与焦炭进行热交换，热交换后的惰性气体含尘浓度 1013 克立方米。该气体先经重力沉降室
16、粗除尘后，进入余热锅炉冷却，然后再经陶瓷多管除尘器处理后循环使用。为维持干熄槽内压力，减少装焦时预存室排放有害气体及焦尘，循环气体的多余量通过循环风机后的放散管放散。主要污染物为烟尘、二氧化硫。（2）废水。干熄焦工艺本身不消耗工业水，仅熄焦室顶部环形水封耗水为 552 立方米/小时。其废水来源主要为湿法除尘排水和软水站排污水。湿法除尘排水量 50 立方米/小时，软水站排污水约 36 立方米小时。主要污染物有 pH、氰化物名 SS、COD、挥发酚、石油类等。（3）废渣。废渣主要是除尘器除下的焦粉。年产量为 30，900 吨。（4）噪声。干熄焦生产过程中使用两套鼓风装置，四台循环风机，两台除尘器引
17、风机。风机的噪声均为 95db。2.污染防治措施干熄焦与湿熄焦相比，虽然不产生有害蒸汽污染大气环境，但干炼焦生产过程中仍产生扬尘污染及少量废水及噪声污染。为有效防止生产过程中排放的各种污染物污染周围环境，设计中对各个产生污染的生产环节均采取了有效的防止措施。（1）废气处理设施。因为影响焦炉生产，推焦除尘装置延期至 2000 年安装。熄焦系统除尘干熄焦系统 6 个排尘点处设有吸尘罩，收集起来的含尘气体进入一套二级净化处理系统。一级为陶瓷多管除尘器，二级采用湿式凝聚除尘器。氮气循环系统放散气体的治理冷却焦炭所用的惰性气体由于循环使用，因此不会对周围大气环境产生污染。但循环系统放散的多余气体（已经过
18、重力沉降室和陶瓷多管除尘器的处理）有可能对周围大气环境产生污染。为此，放散系统设有湿式除尘器，设计处理能力 5000 立方米小时放散气体经湿式除尘器处理后外排。（2）废水处理设施。湿式除尘器废水处理设施。湿式除尘的泥浆水约 50 立方米 /小时排往沉淀池，处理后废水外排。软水站排污水处理系统。软水站排污水最大约 36 立方米小时，由水泵通过管道排入焦化明沟。熄焦室顶部水封水处理。熄焦室顶部水封水用量 32 立方米/小时，属净热废水，其溢流水量少于 1 立方米小时，流入地下皮带通廊积水坑，由水泵抽出排入焦化水池。（3）废渣的治理及综合利用。除尘器除尘后的焦粉，年产量 30900 吨，进入集尘站，
19、用车外运，作为球团厂和烧结厂的原料。（4）噪声防治。为降低噪声，对风机采取减振、消声措施，在厂房噪声较大的岗位设有隔音操作室，以及选用低噪音的设备等。（5）绿化。为改善和美化厂区环境，厂房周围、公路铁路两旁植树、种花、种草进行绿化，共种植草坪 260 平方米，占工程占地面积的 2，可绿化率为 100，起到了降尘隔噪的作用。（1）防治污染措施的效果防治废气污染措施效果（见表 221）由废水监测结果看出：厂总排出口水质监测项目均符合钢铁工业水污染物排放标准二级标准。湿法除尘设施废水水质监测项目均符合参考标准钢铁工业水污染物排放标准二级标准。软水站排水处理系统水质监测项目均符合参考标准钢铁工业水污染
20、物排放标准二级标准。（3）噪声监测。由于干熄焦工程离厂界较远，其产生的噪声对厂界影响较小，因此本次验收监测未考虑厂界噪声。四、干熄焦经济性分析干熄焦工程项目总投资为 22886 万元，其中环保投资 24823 万元，占工程总投资的108 。干熄焦与湿熄焦相比产生的效益有：经济效益、环境效益和社会效益。1经济效益焦化厂现有 42 孔 4.3 米焦炉四座，设计年产焦炭 110 万吨。干炼焦装置有两套处理 70 万吨小时熄焦装置，配备两台产气 35 吨小时余热锅炉及一台 6000 千瓦的背压发电机组，发电后的低压蒸汽作为生产用汽。干炼焦工艺不仅回收利用了余热资源，而且提高了焦炭质量，同时改善了焦化厂
21、的环境和职工岗位操作条件。（1）回收利用余热发电，装机 6000 千瓦，年运行 7000 小时。（2）回收利用发电后的蒸汽供生产用，小时回收蒸汽 70 吨。（3）节约焦炭，干熄焦可提高焦炭质量，降低炼铁焦比约 368 ，焦粉回收率约为3。（4）节约工业用水。干熄焦较湿法熄焦每吨炭可节约工业用水 500 公斤见表 226。注：每 kWh 价 0.404 元，吨蒸汽 85 元，每 m30.91 元，吨焦炭和焦粉分别为 429 元和214 元。由表看出，干熄焦经济效益主要是节能，其效益占总效的 6996 。其次是节约焦炭和焦粉，占 20.93。节约工业用水的效益不足 1。以上年创经济效益 7770
22、万元，扣除运行成本 3643 万元，年创净效益 4127 万元，干熄焦工程项目总投资 23244.47 万元（包括流动资金 358 万元） ，其投资回收年限为 4.3 年。2.社会效益济钢投入运行的干炼焦技术较全套引进，投资省，技术更加成熟，经过科技人员的努力，全部完成了转化设计，并进行了相应的改造革新，使之更加适应国情。据不完全统计，全国有大小焦化厂 140 家左右，404 座焦炉，其中，大、中型以上焦炉127 座，年产焦炭 5019 万吨。据测算，可回收的余热蒸汽 5210 万吨，余热发电 65 亿万千瓦时，每年可节约工业用水 2510 万吨。3环境效益湿法炼焦工艺过程中，大量的有毒，有害
23、物质和焦粉粉末夹带在蒸汽中挥发飘散，对场区环境造成严重污染，采用干炼焦则避免了这种情况的发生。另外，回收利用余热蒸汽替代分散燃煤工业锅炉。干熄焦取得的经济效益 表 2-26 类型 序号 项目名称 技术经济指标 效益 （万元） 占比例 (%) 节 能 1 余热发电 6000 千瓦0.97000 时 0.404 元/千瓦时 1527 19.65 2 余热蒸汽 70 吨/小时7300 小时 /年 0.985 元/吨 3909 50.31 小时 5436 69.96 节 水 3 节约工业用水 103 万吨焦/ 年0.90.5 吨/ 吨0.91 47 0.6 节 约 焦 炭 4 节约焦炭 103 万吨/
24、 年3.68%4.29 元/吨焦 1626 20.93 5 节约焦粉 103 万吨/年3% 2.4 元/ 吨焦 661 0.5 小计 2287 29.43 合计 7770 100国内主流 140t/h 干熄焦（带横移牵引）运行时间统计熄焦车、横移牵引、提升机作业时间1、横移牵引空罐移回时间：582、熄焦车移动：323、横移牵引满罐移回时间：1094、提升机将焦罐提升、放下总时间：6595、周期总时间：859140t/h 干熄焦（直接提升）运行时间：1、 放下空罐到再次放下空罐悬空时间间隔 6 分 57 秒。2、 从空罐悬空到放下 41 秒。+ G* X! ?8 I. S* D0 z! O/ d
25、3、 空罐切换到满罐熄焦车移动 1 分 4 秒。! B% J B; ! E4、 提满罐到空罐悬空 5 分 43 秒。$ X B l7 Z5 N/ k; ?* d6 N5、 空罐从悬空到放下 1 分 11 秒。6、 装入装置动作总时间 1 分 49 秒。干熄焦几个时间概念 干熄焦自身的操作时间与单孔操作时间的关系要分两种情况来分析： 一是干熄焦采用横移牵引提升； 二是干熄焦采用直接提升。前者干熄焦罐的提升比后者多一个过程，即焦罐横移台车和焦罐要经横移装置横移至提升干熄焦提升井架正下方，再进行提升动作。后者没有横移的动作，熄焦车到位后，提升机直接将焦罐提升。这两种干熄焦的提升方式决定了熄焦车的配置
26、也不一样。横移牵引这个动作通过实际经验来看，需要花费 2 分钟左右。国内大多数 140t/h 干熄焦都建在焦炉端台外侧，提升井架跨过熄焦车轨道，采用直接提升。干熄焦自身的动作周期（钩住焦罐、卡紧、提升、装入装置动作、装焦、空焦罐回到离地 7 米左右的悬空静止位置时）6 分多钟。熄焦车从提升井架出发，到目的炉号，对位、接焦、再次走行到提升井架下方，所有炭化室号干活的平均时间 8 分钟左右。也就是说，一般直接提升情况下，干熄焦自身的动作时间比熄焦车动作周期时间短，处于干熄焦等熄焦车状态。那么整个单孔作业时间由熄焦车动作周期时间决定。 加装横移牵引装置时，横移牵引动作花费时间 2 分钟左右，加上干熄
27、焦自身动作时间 6 分钟左右，整个干熄焦区域动作时间 8 分钟左右，与熄焦车动作周期时间 8 分钟持平，或者稍长（不同的焦炉、布置形式略有差别，6 米、7米焦炉 60 孔以内一般熄焦车动作周期时间 8 分钟左右，如首钢迁安 55 孔 6 米焦炉，邯宝 42 孔 7 米焦炉。7.63 米焦炉 60 孔以上，熄焦车作业周期时间会达到 9 分钟以上或者更长，太钢、武钢、马钢 70 孔 7.63 米焦炉的作业时间都在10 分钟左右） ，这时，单孔操作时间就决定于干熄焦+横移牵引的时间总和。发表于 2009-5-14 11:02 140t/h 干熄焦耐火材料量品种 吨数AN 粘土砖 153.5BN 粘土
28、砖 315.9隔热砖 106.9A 级莫来石粘土砖 412.6B 级莫来石粘土砖 63莫来石 - 炭化硅砖 111.2玄武岩铸石板 1.9隔热砖粒 108.6耐火浇注料 45陶瓷纤维 42火泥 138.1干熄焦用耐火砖干熄焦用耐火砖黏土质 莫来石-黏土砖 项目 ) C+ b1 D 1100耐剥落性10 5 X y5 j& w* c8 B) i* f- ? 25 18 4 V X9 V/ e（1100 水冷）次 次 无剥落 重烧线变化 % 14502h+0.1-0.3 14002h+0.1-0.3 ) a3 l6 0 z5 0 F7 f13002h+0.3 2 U2 o) R9 t7 L“ V1
29、3002h+0.3 热态抗折强度 5 9 应用 熄焦炉 干熄焦耐火材料异常损坏的分析与改进随着干熄焦的国产化、大型化干熄焦技术的发展与研究渐成行业热点。干熄焦设备用耐火材料主要用于干熄槽、一次除尘器以及锅炉等受冲刷和磨损部位。初期的干熄炉和一次除尘器工作面层所采用的耐火材料仅是一种高强度黏土砖，从运行情况看，斜道区、冷却段耐火砖断裂、掉砖和磨损非常严重，每年的正常维修已无法保证干熄炉生产的需要1 年后就需大修更换。因此近年来对于熄焦耐火材料材质进行了较大改进。1 干熄焦设备所用耐火材料(1)预存室。考虑装焦时的热膨胀和冲刷磨损，使用了热稳定性高、抗急冷急热性能好的带钩舌的A 型莫来石砖。(2)
30、斜道区。考虑温度频繁波动和循环烟气的连续冲刷承重受力大又不易翻修选用了抗急冷急热性能好、抗折强度大的莫来石碳化硅质砖，同时配以相同材质的耐火泥砌筑。(3)冷却室。考虑焦炭运动的磨损和较大的温度变化，选用了高强度耐磨、抗急冷急热性能好的B 型莫来石砖。(4)_次除尘器。考虑承受循环气体和焦粉双重冲刷磨损较大，选用了高强度耐磨、抗急冷急热性能好的 A 型莫来石砖。2 干熄焦耐火材料存在问题及损坏原因经过改进后的干熄焦耐材虽有效地减缓了损坏速度，但仍无法满足大型化干熄焦发展的需要。目前干熄炉耐火砖体面层损坏较严重特别是干熄炉内和一次除尘器承叉溜槽部位最为严重炉内主要集中在斜道区和冷却段耐火材料砌体。
31、21 斜道区耐材损坏原因(1)预存室设计过大，结构不合理，重力破坏较大。大容积预存室虽然能够稳定调控生产，但却增加了耐材重量。现在的预存室容积高达 420ms，总重量近 400t，加大了斜道区支撑牛腿的承载压强。使牛腿受力过大，产生纵向与侧向砖层断裂。(2)斜道区受循环气体冲刷和磨损严重，砖泥强度减弱、剥离。炉内气体速度周边高、中心低，存在明显的勾留现象而且越接近斜道速度的偏析越严重，冷却室气流上升的过程是气体向周边汇集从斜道排出的过程，由于结构的弊病，加速了冲刷。斜道区是风道进出口，焦炭、循环气体以及耐火材料砌体温度沿斜道高向连续活动，特别是下部耐火砌体温度波动在 300700oC 之间较大
32、的温差会造成耐火砖拉裂、剥落。斜道上部环形烟道及出口长期承受循环气体和焦粉的反复剧烈冲刷和磨损砖缝的耐火泥被冲空，该部位破损严重。(3)斜道牛腿结构及砖型设计不合理。斜道区隔墙两侧没有水平支撑力，生产中隔墙砖易发生水平位移，且承载截宽度只有 200mm，明显过小。牛腿倾斜角过大(70。)，荷重支撑力明显较弱。现使用的带“凹槽”型砖虽然起到部分咬合作用，但却加速了该部位裂纹的产生从目前牛腿损坏情况看砖的接缝开裂正是“凹槽”处。(4)斜道牛腿承重受力点不合理。36 个斜道支撑牛腿及周边无法承载近 400t 重量， 同心荷重引起砖层断裂。砌筑时，承重受力点位置不合理，使牛腿不能均匀受力。受力点前移会
33、造成牛腿部 14层受力加重前倾断裂；受力点后移会造成牛腿下部 813 层砖断裂、剥落。(5)耐火泥的强度黏合性能较差、强度低。现在的烘炉温度最高达 800C，远低于耐火泥的荷重软化温度 1 5O0 。耐火泥硬化强度达不到要求，无法完全黏结强度降低。(6)反复升降温造成耐材冷热收缩加剧加速破损。在冷态下耐材呈周边向中心收缩运动对炉体拉裂现象较突出：在热态下热膨胀形成的牵引力加剧了炉体耐材的不规则位移形成砖泥断裂、剥落。22 冷却室耐火砖破坏的原因(1)焦炭运动机械力的磨损。焦炭在向下流动时对耐火砖产生的机械力，对砖的面层产生磨损加上循环气体运动冲刷产生孔洞(2)温差的变化产生的化学反应引起砖质损
34、坏。循环气体中存在 CO在 300600范围内进行化学反应，分离出的游离碳对耐火材料有侵蚀作用，会造成耐火砖砌体破裂或完全损坏(3)排焦不均匀造成温差变化产生炉墙剥裂。在生产中圆周方向排焦流速不均匀流速快的地方温度较高，流速慢的地方温度较低，造成圆周方向温差加剧，急冷剧热现象引发炉墙收缩膨胀不均产生裂缝。23 1DC 耐火材料破损原因(1)1DC 作为风道集散区长期受高流速气体和焦粉的冲击磨损加剧，特别是重力挡墙的下部矩形槽在烟气转向流动过程中形成较大的旋涡气流对耐材形成不规则磨损。(2)承叉溜槽部位下接水冷却管长期运行后产生泄露必须拆修，反复检修造成连接法兰严密性降低，负压区大量空气吸入和高
35、温焦粉再次燃烧，该部位主要为高铝浇注料，烧损后会逐渐脱落。(3)频繁的停产检修，造成系统频繁的短期升、降温系统耐火材料砌体因完全降温收缩和二次开工膨胀，出现裂缝和剥落砌体损坏较大。3 干熄焦耐火材料的保护措施为保证干熄焦耐材与生产的协调必须改进斜道区结构设计并运用合理的操作制度。(1)斜道区设计结构改型，合理分配支撑承载压强。为保证焦炭的冷却能力可考虑烟道开口面积扩大到原来的 15 倍烟道数从 36 孔减少为 32 孔，以保证牛腿承载面积有效增大，增加承载能力。将支撑牛腿的倾斜角度由原来的 7Oo 降低至 6365。， 以增加根部的承载受力支撑；将带“凹槽”单层砖改为无槽整砖，以增加强度。改进
36、时要满足娴道出口阻力与系统稳定的设计要求，还可以对调节砖布置结构进行调整减少单个烟道出口金属调节砖，以减少阻力保证气流畅通。(2)严格砌筑标准。在干熄炉耐材砌筑时就要严格管理，坚决执行砌筑标准合理掌握烟道平拱圈梁砌筑，均匀分布支撑牛腿的重力面，使其均匀受力。(3)完善操作制度，维持工况稳定。减少物料在炉内产生的偏隙保持稳定的排焦量保证物料流动的均匀性减少圆周方向各点温差，可以有效减缓机械磨损力和因温度波动产生的裂缝和剥落(4)运用合理的气料比降低循环系统的阻力减缓气流对耐材的冲刷。(5)尽量减少干熄炉内红焦完全冷却的检修次数保证热态平衡减少耐材热胀冷缩产生的破坏。(6)增加耐火泥强度，合理控制
37、砖缝。现在所用耐火泥强度相对较低(只有砖的 110)，黏合性能差，必须考虑增加耐火泥强度： 可以在砌筑时调整胶体含量的调配比例，增加黏合性。适当增加同材质的颗粒调配以增加强度。严格烘炉制度确保耐火泥强度性能提高。4 干熄炉大修方式和存在的问题目前斜道区耐材破损的大修多采用吊顶方式和局部更换施工法。这种方法使用井字梁和吊棒支撑隔墙上部及炉体倾斜部位荷重实际效果较差：无法解决新老砌筑体的黏合接茬问题。无法掌握新老砌体的均衡受力新砌体强度有限生产后还会出现断裂。无法真正承吊起预存室近400t的重量5 今后的课题随着焦炭高生产率的发展，冷却形式的变化和伴随余热回收带来的操作变化会使耐材的使用条件更加苛刻、严谨。因此，改进影响炉体耐材寿命的烟道部位材质及其结构就更为重要，综合考虑包括烟道形状、砖支撑结构、膨胀缝的合理化率和预存室的容积大小在内的耐火材料评价技术及检修更换方式是我们必须面对的课题，必须进行有效的专业计算分析及改进。
