焦炉炭化室结石墨原因及处理措施
前言
石墨虽然对炉墙严密性有积极作用,但是随着石墨的大量生成,其对焦炉生产的负面影响会越来越大。焦炉炭化室墙面及炉顶区域,尤其是上升管根部结石墨较为严重。在生产过程中,不仅因为清石墨影响K系数,而且造成推焦电流过大如果长期得不到解决,将会导致恶性循环,会对炉墙及炉顶砖造成较大损坏。
一、焦炉炭化室石墨生成原因
炼焦过程中产生的荒煤气在高温作用下,某些大分子碳氢化合物不断分解,产生一定数量的甲烷,甲烷继续受高温作用裂解,析出游离碳和氢气,游离碳附着于炉墙砖和炉顶砖上,逐渐积累,最终形成炉墙石墨和炉顶石墨。
二、焦炉炭化室结石墨的危害
1炉墙结石墨造成推焦电流过大易发生难推焦。一般的6m焦炉推焦电流维持在140~160A般不应该超过190A。在焦炭成熟良好的情况下,由于炉墙石墨的影响,存在推焦电流过大的现象。
2若炉墙热阻变大,会增加炼焦耗热量,加快石墨生长导致结石墨形成恶性循环。
3在炉顶空间内大量附着的石墨会造成荒煤气导出困难,加剧炉门冒烟冒火,严重时可以烧坏炉门、炉框,恶化操作环境
4降低焦炉煤气热值焦炉煤气热值的高低主要由煤气中的CH含量决定,H含量越高,则焦炉煤气热值越高大量生成的石墨可导致荒煤气中的CH含量减少,从而降低了煤气热值。
5在推焦过程中,炉顶长期结石墨会对炉顶砖造成危害。当加煤过满或平煤不良时,推焦过程中上部焦炭因炉顶石墨阻滞而堆积和压缩,从而在炭化室顶部产生推焦额外阻力,该阻力经过焦饼把向上的力传给炉顶砖,长此以往,就造成焦炉炉顶表面凸起,进一步引发很多问题。
三、炭化室结石墨原因分析
1焦炉减产和提产可以加速CH的裂解。
2焦炉结焦时间波动，随着结焦时间的延长荒煤气在炭化室内停留时间增加,加速
了的裂解,在炭化室墙表面形成一层石墨。在恢复正常生产过程中,为防止出现低温事故,所以标准温度控制偏高,导致炉顶空间温度达到了860℃加速了荒煤气的二次裂解形成大量石墨
3炉门刀边损坏造成炉门密封不严。炉门自动清扫设备在运行中出现偏移,设备中的铣刀容易清坏刀边。损坏的刀边在装煤结束后出现冒火,烧坏炉门。在结焦末期,部分空气从此密封不严处进入炭化室,在烧掉焦炭和荒煤气的同时增加了炭化室内的温度,加速了石墨的生成。
四、常见除石墨方法
目前,国内常见的石墨清除方法主要有刮刀法、空烧法压缩空气吹烧法三种
1刮刀法
刮刀法是在推焦杆头安装刮刀,利用推焦时推焦杆的移动将炉顶的石墨强制清除。此方法操作简单,见效快,但无法清除墙面石墨,同时由于推焦阻力大易引起难推焦,因为是强制清除石墨,对炉顶的危害也较大
2空烧法
空烧法是指在推完炭化室内焦炭后,关上炉门不装煤,开启装煤口盖和上升管盖靠上升管热浮力，从加煤口抽吸空气进炭化室烧石墨的方法。此方法能有效去除炉墙表面的石墨,但是生产组织复杂,耗时较长,影响K系数,对炉体墙严密性也有一定影
响。只适用于炭化室石墨较少的情况对结石墨严重的焦炉见效慢。
3压缩空气吹烧法
压缩空气吹烧法是指在推焦杆顶端或加煤车上安装压缩空气进行推焦时分别从推焦杆和炉顶对炭化室进行吹烧此方法设备简单加煤与吹烧同时进行,不影响K系数。压缩空气吹烧时不直接正对砖面和砖缝危害小。可清除炉顶及中下部石墨压缩空气在吹烧石墨的同时冲击砖面和砖缝,易造成炉顶砖剥蚀和炉顶窜漏,对炭化室中下部的墙面石墨也较难清除。同时设备改造工作量大,推行比较困难
从以上三种方法比较可以看出,压缩空气吹烧
法比较好,但需要根据厂内实际进行设备改造。
五、处理措施
1及时处理炉门炉框不严密
按照生产计划,将四个循环周期内需修理的炉门按机、焦侧和损坏状况进行分类,制定修理方案。修理完毕后,对炉门弹簧、刀边等进行校正,确保炉门安装一次合格。热修人员按照出炉计划对炉框不严(主要是焦侧炉框)的炉号,从炭化室侧对缝隙进行抹补。
2加强热工测量,控制炉顶空间温度过高现象
增加炉顶空间温度的测量频率每月测量一次，控制在800±20℃,对炉顶石墨生成速度快的炉号，加测炉顶空间温度,查明原因进行处理。
3加满煤,平好煤,保持良好顺畅的炉顶空间
加强装煤操作的检查将煤线控制在400~500mm配合煤线测量和煤塔称数据控制煤线的合格率。
4加强石墨较多的炉号清理防止恶性循环
使用推焦杆压缩空气清扫对炉墙顶部石墨进行清扫,同时安排人工使用压缩空气对墙面结石墨较多部位进行重点处理防止石墨进一步增长。
六、效果
经过实施,焦炉炭化室墙面及炉顶结石墨现象得到有效控制,推焦电流减小,在140~170A，人工清除石墨次数明显减少。从长期应用效果来看,可防止炉墙及炉顶砖的损坏,适当地延长焦炉的使用寿命,在炉体维护方面起到了积极作用。