郭永貴
（河鋼集團宣鋼公司焦化廠）
摘要：風帽是干熄焦供氣裝置中的關鍵部件，通過對干熄焦生產中發生的風帽燒損現象進行原因分析并采取針對性預防措施，能夠很好地避免此事故的發生，保證干熄焦生產的穩定。
關鍵詞： 干熄焦；風帽；布風；燒損
0引言
干法熄焦技術具有節能、環保等優點，近年來干法熄焦在冶金工業中得到廣泛的應用。干法熄焦是在干熄爐中完成，風帽則是干熄爐的重要元件。 干熄爐內的供風分為中心風帽供風和環縫供風兩部分。熄焦用的循環氣體從干熄爐底部供入，經下部的下氣室、十字風道和風帽進入熄焦室中心，同時經過上氣室與干熄爐環縫供入熄焦室內，以保證沿熄焦室內所有截面的焦炭都能被氣體均勻冷卻，所以干熄爐內布風系統的結構設計是相當關鍵的，而對于布風裝置中的核心元件風帽的設計就顯得尤為重要。
1干熄焦布風工藝
干熄焦布風裝置在干熄爐底部，由中央供風和周邊供風兩部分組成，布風裝置工藝流程見圖1。
圖1 干熄焦布風示意圖
熄焦用的循環氣體從干熄爐底部供入，經下氣室、十字風道，從風帽供給冷卻熄焦室中心處焦炭，同時經上氣室，從上錐體與干熄爐內爐墻中間的環縫供入，冷卻熄焦室周邊焦炭，從而保證沿熄焦室所有截面的焦炭都能被均勻冷卻。
2 風帽功能和類型
風帽安裝在干熄焦冷卻段下方的下錐斗中，一是起布風作用，使循環氣體能夠沿徑向均勻分布；二是起到支撐爐料的作用，改善焦炭在冷卻室內的下降狀況。風帽常見類型有低風帽和高風帽，見圖 2 所示。
(a) 低風帽
(b)高風帽
圖2 低風帽、高風帽結構圖
由于干熄焦底部錐體對爐內焦炭存在阻力，干熄爐內中央部位焦炭比周邊焦炭下焦快，下焦量大，冷卻時間相對較短，因此中央供風量約占到全部循環風量2/3以上。 干熄爐內風帽對提高冷卻效率，降低焦炭出口溫度波動，以及對干熄焦裝置穩定操作起到很大的作用，所以干熄爐內布風系統好壞，尤其是布風裝置中的核心元件風帽好壞對干熄爐內焦炭冷卻效果就顯得尤為重要。
3 干熄焦風帽燒損情況及原因分析
3.1干熄焦風帽燒損情況
檢修時，干熄焦新風帽和燒壞風帽對比見圖3。圖3（b）中風帽頂蓋完全缺失，風帽中堆滿焦炭，風帽整體燒損，干熄焦中央完全不能供風。
(a)新風帽
(b)燒損風帽
圖3 干熄焦新風帽與燒損風帽對比
3.2干熄焦風帽燒損原因分析
干熄焦風帽采用的是普通16Mn鋼板，16Mn鋼板是一種高強度的碳錳鋼， 只可耐425℃以下高溫。在正常工況下，干熄焦風帽附近干熄焦焦炭溫度低于200℃，通常在110～160℃之間。因某種原因只有風帽處焦炭溫度高時,才會燒損風帽，具體原因分析如下：
（1）干熄焦γ射線料位計利用 γ 輻射源發出輻射，射線穿透焦炭時被衰減，隨著干熄焦料位的變化，探測處的輻射劑量會相應的變化，但僅能實現干熄爐一點料位的檢測修正，無法連續準確測量干熄爐料位，并且由于干熄爐爐體變形，在干熄爐運行期間無法進行處理，導致料位測量不可靠，因此只能依靠人工進行觀察，估計干熄爐料位，每8h觀測1次料位，若在兩個觀測期內出現干熄爐料位過低時，風帽就會露出。干熄爐裝焦炭時焦炭落差高達24m，對風帽有較大沖擊力，可能會砸壞風帽頂蓋，同時下落的焦炭還未經冷卻，焦炭溫度高達1000℃， 進入風帽內部就會造成風帽燒損。
（2）對干熄焦燒損風帽處取焦炭樣品做工業分析實驗，發現焦炭揮發分為2.3%，正常干熄焦揮發分在0.9%～1.1%之間，說明風帽處焦炭過生。 原因是焦爐邊火道處于焦爐加熱最不利的部位，由于供熱不足和爐門散熱大等原因，造成邊火道溫度過低，煉焦焦爐爐頭平均溫度均低于標準溫度 度150℃以上， 使爐頭部位的焦炭不能按時成熟，若焦爐熱工波動大，出現大爐頭 （即焦爐邊爐生焦多現象），大量爐頭生焦進入干熄爐內，生焦易掛在風帽處，就會造成風帽燒損。
4 預防措施
4.1確保雷達料位計正常
在干熄爐預存段爐殼上的高溫導波雷達料位計正常工作，實時監控干熄焦料位。
圖4 干熄焦雷達料位計安裝簡圖
干熄焦雷達料位計由不銹鋼保護套管、 吹掃裝置、導波裝置和雷達主表裝置組成。吹掃裝置又由反吹、冷卻氣體保護系統等部分組成。一般情況下使用氮氣吹掃，當氮氣壓力低于設定值時由高溫雷達吹掃控制箱自動切換到壓縮空氣吹掃，不僅可避免粉塵積在雷達料位計天線上，同時又可降低雷達料位計工作溫度。由于高溫雷達料位計發射的微波波束集中、波長短、穿透力強、雷達波接收面積大，有效克服了爐內物料顆粒大、粉塵大的惡劣環境造成的影響。
4.2 增加焦爐輔助加熱系統
為解決焦爐邊火道焦炭生的問題，焦爐應增設焦爐輔助加熱系統，通過測量焦爐各邊火道溫度，并將此溫度與標準溫度進行對比，可以通過增減引入焦爐邊火道的焦爐煤氣量，改善焦爐爐頭溫度。見圖5。
圖5 焦爐輔助加熱系統工藝簡圖
5結語
（1）干熄焦料位過低和焦炭過生是導致干熄焦風帽損壞重要因素。
（2）通過雷達料位計可以實時精準掌握干熄焦料位，從而杜絕了過量排焦和裝滿焦的現象，可以避免焦炭高位落下砸壞風帽頂蓋事故。
（3）通過焦爐輔助加熱可以改善焦炭邊火道爐溫狀況，從而避免生焦掛風帽，導致干熄焦風帽燒損事故。