7.63m焦爐爐門框在熱態下的更換方案
摘要：對7.63m焦爐爐門框在熱態更換工作中存在的難點、不確定性進行分析，并對爐門框在熱態下的更換方法及步驟進行了探討。
某公司2*60孔焦爐是從德國原凱澤斯圖爾焦化廠引進的二手設備，該廠投入運行8年后，由于原料原因，1993年停產，該公司本著原拆原建的原則，利用原凱廠大部分利舊設備，2006年投產以來，已經運行了5年，歷經幾年的生產運行，受7.63米焦爐設計及生產運行不穩定等原因，部分爐門框發生斷裂、錯臺、變形等現象，焦爐的密封性能受到嚴重影響。部分爐門刀邊變形，無法與爐門框保持良好的密封，裝煤后冒煙冒火現象異常嚴重。
進而加劇了生產運行不穩定，因此必須爐門框更換，由于7.63米爐門框高、重更換比較困難，因此必須采取合理的方法進行更換，才能保證順利更換，并不會影響焦爐正常生產運行。
機側爐門框上部橫梁部分斷裂，其中個別爐號上部橫梁斷裂兩處，中間懸空甚至脫落。個別爐號在爐門框左右側的中間位置發生斷裂，嚴重時出現錯臺、爐門框扭曲變形，造成生產過程中爐門摘掛困難因爐門框變形導致炭化室寬度縮小，爐門磚卡在爐門框內造成爐門難摘，組織人員利用千斤頂放至爐門兩側拖輪內將爐門緩慢壓出，其中部分爐門磚在摘取爐門過程中斷裂，卡在爐門框內，待組織人員敲碎后再推焦。炭化室爐門框變形嚴重，利用機側爐門磚重新組裝一焦側爐門（機側爐門磚寬度較焦側爐門磚寬度小50mm），并在空爐情況下，在炭化室內試驗推焦，確認推焦桿與炭化室爐墻無碰撞、摩擦后，將炭化室關閉后裝煤。嚴重影響了生產的穩定運行。
02原因分析
2.1 爐頂空間穩定高，造成過頂磚斷裂，火焰直接與爐門框接觸，造成受熱不均勻，出現頂部斷裂。
2.2 爐門密封不嚴，尤其小爐門及爐門上部，小爐門固定螺絲少，密封刀邊燒變形，燒壞爐門，火焰直接接觸爐門框，造成受熱不均勻，出現頂部斷裂。
2.3 集氣管壓力不穩定，造成爐門刀邊損壞嚴重，面積大，無法正常維護。
2.4 保護板灌漿出應力過于集中，造成保護板變形，爐門框彎曲，甚至斷裂。
2.5 該公司焦爐四大車清門清框系統為德國原設計鋼絲刷和刮板形式。目前運行效果不好。不能正常進行清門清框，造成爐門密封不嚴，損壞爐柱。
2.6 暴雨的影響，造成保護板變形，也是造成爐門框斷裂的原因。
03更換工作的難點、不確定性及應對措施
3.1 在確定更換爐號時，需全面檢查對應爐號護爐設備及爐體的損壞情況，及時根據爐柱的受力狀況對大小彈簧進行調節，并對炭化室爐墻的破損部位進行修補。
3.2 更換工作由推焦車或攔焦車配合完成，操作過程中需統一指揮，嚴格確認，加強現場協調，確保施工安全。所有摘取工作必須由熟練的司機進行機旁操作。
3.3 爐門框多處斷裂位置，在摘取后可能發生炸裂、扭曲、脫落等現象，容易碰撞爐柱，造成摘取困難，需提前進行焊接加固，保持摘取過程中的整體性。
3.4 如爐門框扭曲變形，保護板彎曲嚴重，爐門框與保護板之間存在較大的應力，為防止保護板在爐門框摘取過程中發生變形、斷裂等現象，需提前在炭化室兩側爐柱上焊接臨時支撐板頂住保護板并均勻分布于保護板的上中下三線。同時，調節爐柱彈簧，將大彈簧壓力調大，防止爐體膨脹變形，造成竄漏，容易出現焦炭“夾生現象”。
3.5 如保護板扭曲變形，在新爐門框的安裝過程中，爐門框與保護板的螺栓穿孔位置不對正，在安裝過程中需先校正爐門框與炭化室的中心線保持一致，在此基礎上逐步穿入T型螺栓，通過螺旋千斤頂調整爐門框與保護板的位置。
3.6 新爐門框對位過程中，因炭化室底部磨板壓在爐門框底部橫梁上，前進時可將爐門框適當低于正常位置，待前進到位后再緩慢提升爐門框至正常位置。
3.7 新爐門框固定過程中，T型螺栓有時無法全部安裝到位，需待新爐門框受熱產生膨脹后再進行安裝，一般需要12小時預熱時間。且新爐門框剛安裝時，T型螺栓不可緊得過死，以阻礙爐門框的受熱膨脹發生變形。
04準備工作及更換方案
4.1 準備工作
①為保證1#、2#爐生產過程中減少交叉作業，需在1#爐端臺機焦側及2#端臺機焦側，各制作安裝2套爐門框更換架，用于擺放新爐門框及舊爐門框。更換架的制作，要求爐門框的擺放高度與焦爐安裝爐門框的高度基本一致，并設置4個可伸縮調節的插銷以方便爐門框的固定。以利于推焦車或攬焦車正常摘取進行更換爐門框。
②制作一個或兩個未安裝爐門磚的機焦側特殊爐門，在爐門內部裝上40厚的陶瓷纖維板作為隔熱板，該方法省去爐門磚，減輕重量約3.5噸，爐門框重量約3.5噸，這樣，推焦車和攬焦車取門機能夠正常取走固定著爐門框的爐門。
③制作四個固定可伸縮式的夾具，用于特殊爐門與爐門框整體移動時，將爐門橫鐵與爐門掛鉤進行固定，防止爐門框脫落。
④其他設備、機具準備
特制加長套筒扳手，用于M24的螺栓使用；臨時爐門封口，用于舊爐門框摘取以后將炭化室爐口堵住，防止炭化室爐墻溫度急劇下降；特制加長清理工具及風管，用于舊爐門框摘取以后清理粘貼在保護板上的石棉氈、石棉繩等雜物；電焊機及電焊線；25噸吊車1臺；陶瓷纖維毯；石棉繩；高溫黏結劑；升降臺車等。
4.2 更換方案
4.2.1 炭化室帶焦更換：更換前，關閉或調小加熱旋塞，延長結焦時間，在結焦20小時后，即可更換，防止由于更換爐門框過長造成推焦困難。摘開爐門組織人員扒焦，保證爐口位置兩米內沒有焦炭。
優點：可以保持炭化室爐墻溫度的穩定，同時不影響兩側炭化室焦炭的正常推焦。
缺點：炭化室容積較大，扒焦耗時較多，增加了施工時間。容易發生塌焦現象。
4.2.2 炭化室空爐更換：更換前，將炭化室推空。兩側碳化室加熱旋塞調小，延長結焦時間，調火班做好調節方案。
優點：減少施工時間，更換過程中可避免發生塌焦現象，造成更換工作被迫暫停。
缺點：更換過程中炭化室爐墻溫度波動較大，同時空爐期間兩側炭化室內的焦炭無法正常推焦。影響推焦計劃，造成推焦亂序。
05更換步驟
5.1 新爐門框安裝前按設計要求，用黏結劑把石棉繩黏結于爐門框石棉繩溝內。粘貼石棉繩時，以爐門框的中心線為基準分向左右粘貼，在爐門框下部將兩接頭切坡口對接，且兩層石棉繩接頭必須錯開，全周長要壓緊塞實；將陶瓷纖維毯用黏結劑鋪設到爐門框背面并固定、開孔。然后將爐門框固定在更換架上。
5.2 在炭化室兩側爐柱上焊接臨時支撐板頂住保護板并均勻分布于保護板的上中下三線，將爐門框表面與保護板之間的纖維繩槽內、淌焦板上的雜物清理干凈。
5.3 摘走爐門，吊走底部耐磨板，摘除淌焦板。
5.4 用提前制作的特殊爐門更換原正常爐門，爐口至爐內2000mm鋪設3層20mm厚的陶瓷纖維板，防止更換過程中雜物墜落損壞炭化室底磚。
5.5 將爐門框各處的斷裂位置焊接固定在一起。根據爐門框母材情況，焊接時注意打磨斷裂處，沿斷裂處打磨30度坡口至根部。并對鑄鐵焊條進行烘烤，焊縫做到焊前預熱，焊后保溫的措施，保證焊接質量。
5.6 使用固定卡環將爐門橫鐵與爐門掛鉤全部固定在一起，然后將取門機對上爐門，提門到位，壓門拴液壓缸適當前進但不受力，使壓桿緊貼爐門橫鐵即可，以保持爐門與爐門框之間的擠壓力。
5.7 利用升降車拆除所有的T型螺栓，并分別放置。
5.8 取門機點動后退，緩慢將爐門及爐門框整體摘取下來，用特種加長清理工具及風管清理保護板表面黏結的石棉繩、陶瓷纖維等雜物。
5.9 將舊爐門框對位安裝在特制的爐門框更換架上，并固定。將固定卡環取下，退出特殊爐門，然后對位新爐門框，并使用固定卡環進行固定。
5.10 摘取新爐門框對位安裝，使爐門框中心線與炭化室中心線相平，偏差不得大于2mm，緩慢移動取門機前進到位后，安裝T型螺栓并均勻固定。螺栓緊固一定要從中心向上下方向進行，而且左右兩側螺栓交叉把緊，使爐門框受力均勻，防止變形。爐門框螺栓在擰緊時要特別注意石棉繩必須入槽，加壓后，爐門框與保護板的間隙不得大于3mm。
5.11 爐門框預熱均勻后，將所有T型螺栓裝好并緊固，裝好定位銷，定位銷要比原定位銷要細，才能對裝上。
5.12 清除碳化室底部碎磚，裝上底部耐磨板，用灌漿料灌滿。
5.13 將正常爐門更換特殊爐門，并將爐口位置的纖維板拿出，關上爐門。
5.14 調整彈簧壓力，測量爐柱曲度，保證彈簧壓力在規定范圍內。
爐門框更換方法很多，要根據實際，結合生產，安全有效地進行更換，為穩定生產做好服務。關鍵是做好維護，調整爐柱彈簧壓力，穩定生產，是保證護爐鐵件不被損壞的關鍵因素。 爐柱曲度，保證彈簧壓力在規定范圍內。
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