焦炉热态炭化室底热修砌筑装置的研制
中国一冶工业炉公司府谷项目部“烈火”QC小组
一、工程简介及背景
府谷焦化3#焦炉2005年8月投产投产以来，在焦炉的实际生产过程中，由于炭化室的底部与推焦杆、煤块长期摩擦，造成炭化室底部形成沟槽甚至大面积的磨损，炭化室底热修次数逐年增多。
炭化室底部砖在设计中就充分考虑了砖块便于更换的理念，采用长条通缝的结构（一般砖块为错缝结构），外形为上大下小的梯形，被行业俗称元宝砖。
为了不影响生产，需要在热态环境下对炭化室底部砖进行修补或者更换。炭化室底元宝砖更换时，施工单位或钢厂自己的维修部门采用停相邻燃烧室墙的火，采用长钩抠出废砖，再进行人工砌筑，但即便是降温后，炭化室墙壁温度只能从1300度降到700度，如果再继续降温，将造成收缩沉降使墙体炸裂，并且炭化室中煤气及有毒气体含量严重超标，因此不适合人工操作。
二、小组简介
QC小组简介
表-1
课题名称
焦炉热态炭化室底热修砌筑装置研制
制表人：李俊喆制表时间：
三、选择课题
1、提出问题
（1）问题调查1：
小组成员对府谷焦化厂3#焦炉进行了炭化室底热修原因和热修方法进行了调查，3#焦炉为2005年8月投产的焦炉，2010年4月以后出现热修情况，具体情况见表-2
表-2
日期
炭化室号
热修原因
维修方式
（2）问题调查2：
小组成员通过府谷焦化厂热修部门了解了施工方法：将元宝砖从炭化室底部的入口使用钢管把元宝砖逐步推入到砌筑的地方，然后采用灌浆的方式，将砖与砖之间的缝隙填满。
图1、图2为热修时采用的热修工具。
图1图2
2、分析问题
根据问题调查1体现的情况知道，炭化室底部元宝砖热修周期在半年左右，热修范围逐渐扩展到相邻炭化室，而一些没有被推焦杆造成机械损伤的炭化室底，至今7年时间，还比较完好。
根据问题调查2体现的情况知道，热修施工人员在炭化室底部砖砌筑时，为了避免施工人员直接在高温和重煤气及有毒气体环境下作业施工，所采用的将元宝砖从炭化室底部的入口用钢管把元宝砖逐步推入到砌筑位置的方法，造成元宝砖底部和侧面灰缝质量无法保证，（俗称干码），最后采用灌浆的方式，由于缝隙不均匀，或者缝小了，浆下不去，容易造成炭化室底部在短期内松脱。
由以上两点分析，炭化室底部元宝砖冷态砌筑方法能保证元宝砖的底部灰缝以及砖的侧面灰缝，是炭化室底部元宝砖长时间完好的关键。
3、确定课题
由于传统的热修施工方法不能满足本施工条件的要求，我们必须研究新的方法，立足现有技术和条件，在砌筑方法上进行创新。因此小组提出三个课题：
表-3
方案
方案分析
特点
结论
课题一：
焦炉热态炭化室底热修摇臂喷补方法
（如图3、4）
1.制作类似摄影摇臂支架，臂长10m。
2.耐火材料喷补设备，以及耐热管道。
3.将喷补设备的枪头架设在摇臂支架前端，实施对破损处的喷补。
4.成本分析：只估算摇臂成本，约2000元。
优点：耐火材料喷补设备，以及耐热管道为公司现有设备，操作技术成熟。摇臂支架用料较少，便于加工。
缺点：对创面较小的破损修补有效果，对炭化室底部元宝砖更换作用不大。
不采用
课题二：
穿着防火隔热服人工热修焦炉炭化室的方法（如图5）
1.购置防火隔热服，棉隔热服防火温度在700-900度左右，适合热修温度环境。
2.穿着防火隔热服，按照砌筑规范热修炭化室元宝砖。
3.成本分析：防火隔热服每套1000元左右，每孔炭化室需至少三人替换工作。
优点：防火隔热服适应温度在700-900度左右，都大于热修最低温度要求700度，成本不高。
缺点：焦炉炭化室空间为420mm～480mm之间，站立修补炭化室墙面较为合适，蹲下不便操作；炭化室内存在有害气体，防火隔热服不具备呼吸系统；穿着防火隔热服在狭窄区域施工存在安全隐患。
不采用
课题三：
焦炉热态炭化室底热修砌筑装置的研制
（如图6、7、8）
1.通过仿人工砌筑方式，实现元宝砖底部灰浆的铺设，砖侧面灰缝厚度的控制，以及砖上部高度的控制。
2.实现上述三指标的设计思路：通过灰浆斗倾倒铺设底部灰浆，通过间隔比尺控制砖与砖之间的间距，通过类似压路机辊轮将砖上部高度压平整。
3.砖的运输采用带有小夹具的小轮车。
4.采用延长钢管，外部操作。
5.成本分析：操作装置为小型结构，可用项目制作场地的边角预料加工，估算成本为1000元以下。
优点：在炭化室外部操作，避免在高温以及有害气体的环境下施工。
缺点：远程操作实现仿人工砌筑的方式，操作有一定难度。