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摘要:高炉在生产一段时间后,因建设质量、生产操作、材料性能等因素的影响,炉身、炉腰、炉腹等部位均会不同程度地出现炉壳局部发热甚至烧红现象,有些部位还会出现煤气泄漏现象,从而导致高炉炉前操作环境的恶化,严重影响高炉的使用寿命和安全生产。对此,可以采用喷涂料造衬和压入灌浆造衬等技术来进行维修。文章对高炉压入灌浆造衬维修技术做出了分析。
关键词:高炉;压入灌浆造衬;维修技术;应用
延长高炉寿命,是炼铁工作者所致力的工作重点。而高炉炉衬的维护、修复时延长高炉寿命的重要因素之一,也越来越得到高炉工作者的重视。压入造衬作为一种经济有效地护炉造衬技术,正被炼铁工作者认同并逐步得到应用。
一、压入灌浆和造衬技术的工作原理
1、压入灌浆。压力灌浆应用范围较广;譬如,对新建高炉或热风炉的内衬(或新筑内衬的归炉)的炉皮、冷却壁、风口、出铁口、出渣口以及热风炉、热力管道等处外壳、内衬及其相邻机构之间的空隙内要及时进行高压灌浆,用来封堵内衬的缩缝、裂纹和空洞以防炉壳鼓包、开裂、冒气、窜火和烧伤事故的发生危害设备及人身的安全,防患于未然。
2、高炉造衬。就是用压浆造衬机以高压灌浆的方式,通过喷咀将耐火泥浆压入到高炉已烧损或脱落内衬的空隙中,打入炉内后泥浆便迅速渗透向四周铺展,包裹并充填于炉壁和炉料的缝隙或空洞中,因泥浆的压注是在不停炉的情况下进行的,则在高温烘烤的环境中,深入前方的泥浆便受热迅速凝结,封住通道,后续压入的泥浆则贴着喷口向着喷入点周围炉壳附近铺展渗透,包裹并充填于炉壁和外层炉料的缝隙内,在内外高温的作用下,形成了一种塔接良好并有一定厚度、密度和足够强度的料补层,并能坚实地固结于钢壳,形成料衬。
二、压入造衬方法的优越性
压入造衬是国家八五—九五期间发展起来的高新技术,特别由于其方便灵活、及时有效、且不需专门停炉即可迅速修复炉衬的特点,已经在国内外广泛用于高炉定期维护的重要手段,不再使用每年一度的喷补造衬。尤其是通过这种及时压浆、造衬,防患于未然的护炉手段,可以取代高炉的中修,并可延缓高炉的大修,充分发挥高炉炼铁的高效益和竞争实力。
1、缩短停炉时间。压入造衬的操作,只是在高炉休风时进行的,一般与高炉定检结合起来;但遇特殊情况,在确保安全的前提下,还可不用休风在正常冶炼中进行短期压浆造衬,都不需要降料线,从而缩短高炉的停炉时间,达到增产增效的目的。
2、灵活施工组织。由于无需降料线,所以压入造衬不需等到高炉出现险情的时候再行专门安排检修造衬,而是作为平时检修养护的措施之一,既可头疼医头,脚疼医脚,进行局部维护,又可预防为主而防患于未然,避免造成大的损失。
3、减少耐材耗量。压入造衬作为高炉炉衬维护手段,根据炉衬的损坏情况进行周期性的局部造衬,一般不需大面积的修补,所以降低了耐材的耗量。
4、材料性能优越。高炉压入料采用非水结合的产品,可根据不同的状况采用不同材质的压入料,与含水的喷补料相比,其材料自身的特性与工作性能有很大的提高。
三、高炉造壁压入料应具备以下基本性能:
1、具有良好的流动性和压入施工性能,便于压入施工的顺利进行。
2、应具有在一定温度下快速硬化和凝结的性能,借助高炉炉内热量及炉衬余热固化,确保修补内衬成为坚固致密的整体。
3、应具有良好的烧结性、较高的干燥、烧后及热态强度,在高温状态下,具有较高的结构强度、良好的热震稳定性及抗剥落、抗侵蚀性能,从而提高产品的使用寿命。
4、应具有较低的线变化率,整体性好,热态性能稳定,使修补衬体具有良好的体积稳定性。
5、应具有较好的再掘性,即在补压或重新压入时,原有压入料方便重新开孔或清孔。
四、施工步骤
1、压入施工时间的确定。通常在炉壳温度急剧上升,或出现局部发红,或判定炉壳上可能出现裂纹(即发现有煤气泄露)时,就应进行压入施工。为了确保施工安全,提高作业效果,施工时间应在高炉休风期间进行,休风时间最好不低于6h。如休风时间不允许,可以在休风期间,开设压入孔、焊接压人短管、连接耐高温球阀,在送风情况下进行压人施工。
2、压入孔的位置。压入灌浆的开口(压入孔)应在炉壳上以1孔/2 m ~2孔/2 m 的密度设置,如为投产时间不长的高炉,可适当减少开孔的密度。附设冷却箱的压入孔应设置在损坏条板处的外壳上。附设冷却箱可支撑压入料,而其压入口最好。
3、压入施工。把搅拌好的压入料卸入挤压泵的料斗(临时储料槽)中,把挤压泵上的皮管接在高炉炉壳的压入孔上,打开球阀开关,开动挤压机,将压人料压入炉内。压入泥浆的压浆压力宜控制在0.2~0.6MPa,补充压人时可提到0.6~1.5 MPa。
4、压入过程。(1)通过压入孔(或炉顶摄像仪)观察压人情况,也可用棍棒敲打铁壳,听音判断压入情况,一定要使孔隙灌满,保证高炉造壁内衬的整体性,保证压入施工质量。(2)压入料施工时,每孔压入料应在500~2000 kg左右。按一般可行方法,压入施工先要从高热点或损失大的孔开始,逐步向低热点孔转移;而每个孔的压入量应根据热点的高低、炉壳温度及其他相关因素来确定;如压入料从另一个孔流出来,应将流料孔的联接头堵起来(或关闭耐热球阀),直到灌完一定量。这些流出压人料的孔,要重新钻通(或开启耐热球阀)和灌浆。(3)当完成一个孔的预定量后,应停泵,并打开回料阀,使管道内压力减为零。
五、延长高炉寿命的措施
1、缩短喷涂周期。由于工作条件相同,各块铜冷却板的磨损程度大致相同,目前已经发现铜冷却板开始损坏,为了避免铜冷却板大面积损坏,缩短降料面喷涂的周期非常必要。
2、加强冷却系统的管理,提高冷却强度。对冷却系统的维护主要包括两方面,一是改善冷却水水质,避免结垢保护冷却系统设备,提高冷却效果;二是及时更换或处理漏水设备,包括:小套、冷却板等,避免冷却水向炉内泄漏。炉底冷却水管变形,流量减少,不利于控制1 150℃侵蚀线的下移。为了加强冷却,要设法提高冷却水流量,如果冷却水流量难以进一步提高,则要考虑对冷却系统进行改造,降低进水温,达到强化冷却的目的。
定期处理炉底煤气泄漏。炉底连续上涨造成炉底封板撕裂,炉缸炉底煤气泄漏严重,对高炉的安全生产危害较大,必须彻底封堵。
加强热负荷的监控。随着炉缸炉底的侵蚀加剧,实现炉缸炉底局部热负荷的监控显得尤为必要。通过对局部热负荷的监控,可以对炉缸炉底各部位的侵蚀状况进行跟踪,为炉役后期实施定点护炉以及高炉的操作调整提供依据。
延长高炉寿命是一个系统工程,涉及到设计、制造、施工、生产、监测、维护等诸多方面,采用优质高炉造壁压人料对高炉炉身进行压人造壁和维护,为高炉长寿开辟了一条重要的途径。
总而言之,作者认为对灌浆法的进一步推广应遵循积极、慎重、逐步推进的原则。还认为根据国外的发展趋势和国内的需求,在推广提高炉灌浆技术的同时,还应及时的研究和开发炉内热喷补技术。
参考文献:
[1]熊小星.延长锰铁高炉寿命的途径[J].炼铁.1991(02)
[2]徐甫根.梅山高炉的炉身冷却[J].炼铁.1985(01)
[3]王心让;孙希文.冶炼钒钛矿高炉寿命的探讨[J].四川冶金.1987(04)
[4]黄晓煜.延长高炉寿命的探讨[J].鞍钢技术.1990(03)
[5]周汝菁.试论我厂高炉短寿原因及其对策[J].炼铁.1987(04)
关键词:高炉;压入灌浆造衬;维修技术;应用
延长高炉寿命,是炼铁工作者所致力的工作重点。而高炉炉衬的维护、修复时延长高炉寿命的重要因素之一,也越来越得到高炉工作者的重视。压入造衬作为一种经济有效地护炉造衬技术,正被炼铁工作者认同并逐步得到应用。
一、压入灌浆和造衬技术的工作原理
1、压入灌浆。压力灌浆应用范围较广;譬如,对新建高炉或热风炉的内衬(或新筑内衬的归炉)的炉皮、冷却壁、风口、出铁口、出渣口以及热风炉、热力管道等处外壳、内衬及其相邻机构之间的空隙内要及时进行高压灌浆,用来封堵内衬的缩缝、裂纹和空洞以防炉壳鼓包、开裂、冒气、窜火和烧伤事故的发生危害设备及人身的安全,防患于未然。
2、高炉造衬。就是用压浆造衬机以高压灌浆的方式,通过喷咀将耐火泥浆压入到高炉已烧损或脱落内衬的空隙中,打入炉内后泥浆便迅速渗透向四周铺展,包裹并充填于炉壁和炉料的缝隙或空洞中,因泥浆的压注是在不停炉的情况下进行的,则在高温烘烤的环境中,深入前方的泥浆便受热迅速凝结,封住通道,后续压入的泥浆则贴着喷口向着喷入点周围炉壳附近铺展渗透,包裹并充填于炉壁和外层炉料的缝隙内,在内外高温的作用下,形成了一种塔接良好并有一定厚度、密度和足够强度的料补层,并能坚实地固结于钢壳,形成料衬。
二、压入造衬方法的优越性
压入造衬是国家八五—九五期间发展起来的高新技术,特别由于其方便灵活、及时有效、且不需专门停炉即可迅速修复炉衬的特点,已经在国内外广泛用于高炉定期维护的重要手段,不再使用每年一度的喷补造衬。尤其是通过这种及时压浆、造衬,防患于未然的护炉手段,可以取代高炉的中修,并可延缓高炉的大修,充分发挥高炉炼铁的高效益和竞争实力。
1、缩短停炉时间。压入造衬的操作,只是在高炉休风时进行的,一般与高炉定检结合起来;但遇特殊情况,在确保安全的前提下,还可不用休风在正常冶炼中进行短期压浆造衬,都不需要降料线,从而缩短高炉的停炉时间,达到增产增效的目的。
2、灵活施工组织。由于无需降料线,所以压入造衬不需等到高炉出现险情的时候再行专门安排检修造衬,而是作为平时检修养护的措施之一,既可头疼医头,脚疼医脚,进行局部维护,又可预防为主而防患于未然,避免造成大的损失。
3、减少耐材耗量。压入造衬作为高炉炉衬维护手段,根据炉衬的损坏情况进行周期性的局部造衬,一般不需大面积的修补,所以降低了耐材的耗量。
4、材料性能优越。高炉压入料采用非水结合的产品,可根据不同的状况采用不同材质的压入料,与含水的喷补料相比,其材料自身的特性与工作性能有很大的提高。
三、高炉造壁压入料应具备以下基本性能:
1、具有良好的流动性和压入施工性能,便于压入施工的顺利进行。
2、应具有在一定温度下快速硬化和凝结的性能,借助高炉炉内热量及炉衬余热固化,确保修补内衬成为坚固致密的整体。
3、应具有良好的烧结性、较高的干燥、烧后及热态强度,在高温状态下,具有较高的结构强度、良好的热震稳定性及抗剥落、抗侵蚀性能,从而提高产品的使用寿命。
4、应具有较低的线变化率,整体性好,热态性能稳定,使修补衬体具有良好的体积稳定性。
5、应具有较好的再掘性,即在补压或重新压入时,原有压入料方便重新开孔或清孔。
四、施工步骤
1、压入施工时间的确定。通常在炉壳温度急剧上升,或出现局部发红,或判定炉壳上可能出现裂纹(即发现有煤气泄露)时,就应进行压入施工。为了确保施工安全,提高作业效果,施工时间应在高炉休风期间进行,休风时间最好不低于6h。如休风时间不允许,可以在休风期间,开设压入孔、焊接压人短管、连接耐高温球阀,在送风情况下进行压人施工。
2、压入孔的位置。压入灌浆的开口(压入孔)应在炉壳上以1孔/2 m ~2孔/2 m 的密度设置,如为投产时间不长的高炉,可适当减少开孔的密度。附设冷却箱的压入孔应设置在损坏条板处的外壳上。附设冷却箱可支撑压入料,而其压入口最好。
3、压入施工。把搅拌好的压入料卸入挤压泵的料斗(临时储料槽)中,把挤压泵上的皮管接在高炉炉壳的压入孔上,打开球阀开关,开动挤压机,将压人料压入炉内。压入泥浆的压浆压力宜控制在0.2~0.6MPa,补充压人时可提到0.6~1.5 MPa。
4、压入过程。(1)通过压入孔(或炉顶摄像仪)观察压人情况,也可用棍棒敲打铁壳,听音判断压入情况,一定要使孔隙灌满,保证高炉造壁内衬的整体性,保证压入施工质量。(2)压入料施工时,每孔压入料应在500~2000 kg左右。按一般可行方法,压入施工先要从高热点或损失大的孔开始,逐步向低热点孔转移;而每个孔的压入量应根据热点的高低、炉壳温度及其他相关因素来确定;如压入料从另一个孔流出来,应将流料孔的联接头堵起来(或关闭耐热球阀),直到灌完一定量。这些流出压人料的孔,要重新钻通(或开启耐热球阀)和灌浆。(3)当完成一个孔的预定量后,应停泵,并打开回料阀,使管道内压力减为零。
五、延长高炉寿命的措施
1、缩短喷涂周期。由于工作条件相同,各块铜冷却板的磨损程度大致相同,目前已经发现铜冷却板开始损坏,为了避免铜冷却板大面积损坏,缩短降料面喷涂的周期非常必要。
2、加强冷却系统的管理,提高冷却强度。对冷却系统的维护主要包括两方面,一是改善冷却水水质,避免结垢保护冷却系统设备,提高冷却效果;二是及时更换或处理漏水设备,包括:小套、冷却板等,避免冷却水向炉内泄漏。炉底冷却水管变形,流量减少,不利于控制1 150℃侵蚀线的下移。为了加强冷却,要设法提高冷却水流量,如果冷却水流量难以进一步提高,则要考虑对冷却系统进行改造,降低进水温,达到强化冷却的目的。
定期处理炉底煤气泄漏。炉底连续上涨造成炉底封板撕裂,炉缸炉底煤气泄漏严重,对高炉的安全生产危害较大,必须彻底封堵。
加强热负荷的监控。随着炉缸炉底的侵蚀加剧,实现炉缸炉底局部热负荷的监控显得尤为必要。通过对局部热负荷的监控,可以对炉缸炉底各部位的侵蚀状况进行跟踪,为炉役后期实施定点护炉以及高炉的操作调整提供依据。
延长高炉寿命是一个系统工程,涉及到设计、制造、施工、生产、监测、维护等诸多方面,采用优质高炉造壁压人料对高炉炉身进行压人造壁和维护,为高炉长寿开辟了一条重要的途径。
总而言之,作者认为对灌浆法的进一步推广应遵循积极、慎重、逐步推进的原则。还认为根据国外的发展趋势和国内的需求,在推广提高炉灌浆技术的同时,还应及时的研究和开发炉内热喷补技术。
参考文献:
[1]熊小星.延长锰铁高炉寿命的途径[J].炼铁.1991(02)
[2]徐甫根.梅山高炉的炉身冷却[J].炼铁.1985(01)
[3]王心让;孙希文.冶炼钒钛矿高炉寿命的探讨[J].四川冶金.1987(04)
[4]黄晓煜.延长高炉寿命的探讨[J].鞍钢技术.1990(03)
[5]周汝菁.试论我厂高炉短寿原因及其对策[J].炼铁.1987(04)