八鋼2500m3高爐維護(hù)實(shí)踐

劉西安

（寶鋼集團(tuán)新疆八一鋼鐵有限公司煉鐵分公司烏魯木齊830022）

八鋼2500m3高爐維護(hù)實(shí)踐

劉西安

（寶鋼集團(tuán)新疆八一鋼鐵有限公司煉鐵分公司烏魯木齊830022）

A高爐開(kāi)爐六年后風(fēng)口上翹，風(fēng)口小套破損數(shù)量增加、爐缸側(cè)壁溫度上升、冷卻壁破損等現(xiàn)象，生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)下降，經(jīng)過(guò)檢修后，使用穿管及更換破損冷卻壁、內(nèi)部噴涂等措施，高爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)回升。

高爐風(fēng)口冷卻壁爐缸側(cè)壁維護(hù)措施

0 前言

八鋼A#2500m3高爐自2008年2月開(kāi)爐至今，已接近6年，因受機(jī)械外力作用，風(fēng)口中套上翹、爐缸側(cè)壁溫度升高、銅冷卻壁及鑄鐵冷卻壁破損，利用系數(shù)下降，工藝休風(fēng)率上升，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)下降。通過(guò)長(zhǎng)周期檢修，對(duì)爐缸清理后，風(fēng)口中套拉下校正，鑄鐵冷卻壁穿管修復(fù)、爐缸側(cè)壁壓漿，爐缸側(cè)壁高溫點(diǎn)下降正常，高爐快速恢復(fù)生產(chǎn)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)顯著提高。

12500 m3高爐投產(chǎn)6年后的狀況

A高爐自2008年2月28日開(kāi)爐，開(kāi)爐初期，爐體煤氣泄漏點(diǎn)極少，但是隨著高爐爐齡的增長(zhǎng)，高爐風(fēng)口中套上翹，從而導(dǎo)致風(fēng)口大套與風(fēng)口中套結(jié)合面產(chǎn)生縫隙，出現(xiàn)煤氣泄漏現(xiàn)象。自高爐出現(xiàn)風(fēng)口中套翹頭現(xiàn)象以來(lái)，利用每次定修機(jī)會(huì)更換風(fēng)口中套，如已更換的有：1#、2#、3#、10#、12#、15#、18#、19#、24#、26#、28#、30#。2013年10月13日利用定修機(jī)會(huì)，再次更換2#、3#（再次翹頭）以及9#、14#翹頭風(fēng)口中套。爐缸側(cè)壁溫度上升，最高點(diǎn)溫度升至400℃。

自2014年開(kāi)始，冷卻壁出現(xiàn)破損。第15層水冷壁開(kāi)始剪切破損，破損數(shù)量達(dá)到15根冷卻壁內(nèi)鑄管。

2 原因分析

⑴風(fēng)口受力上翹，破損風(fēng)口數(shù)量增加：中套頂桿不合理，安裝勞動(dòng)強(qiáng)度大；自2012年下半年以來(lái)，由于入爐原燃料中含有Zn和Na、K等堿金屬有害元素，在爐內(nèi)風(fēng)口中套下部富集，以及爐內(nèi)耐火材料的膨脹等原因，引起A高爐相繼出現(xiàn)了爐缸爐底磚襯上漲和風(fēng)口上翹的異常情況，對(duì)高爐生產(chǎn)造成了較大威脅。

風(fēng)口中套頂桿位于中套兩側(cè)，受到拉風(fēng)口小套的沖擊力影響，中套出現(xiàn)翹頭、偏移，風(fēng)口小套角度變小，風(fēng)口回旋區(qū)不穩(wěn)定，爐缸透液性受到影響，風(fēng)口小套燒損數(shù)量增加。

⑵搗料揮發(fā)分揮發(fā)及風(fēng)口漏水增加了煤氣通道：漏水進(jìn)入爐皮儲(chǔ)存起來(lái)，蒸發(fā)、氧化，水對(duì)爐缸耐火材料的損壞是顯而易見(jiàn)的，打水停爐使炭磚與冷卻壁結(jié)合處產(chǎn)生更大的縫隙，同時(shí)水直接與炭磚接觸，更進(jìn)一步加劇炭磚的侵蝕。

爐缸用炭素?fù)v打料主要是填充碳磚與冷卻壁之間空隙，防止鐵水、爐渣和煤氣滲漏。其工作條件與爐底相似，而且附有鐵口和風(fēng)口。每天有大量的鐵水流過(guò)鐵口，開(kāi)、堵鐵口常伴有劇烈的溫度波動(dòng)和機(jī)械振動(dòng)。風(fēng)口前邊為燃燒帶，是高爐內(nèi)溫度最高的區(qū)域。爐缸環(huán)碳磚與冷卻壁之間有100～150mm間隙，可吸收碳磚和其他耐火磚襯升溫過(guò)程中的膨脹，縫隙內(nèi)必須填滿(mǎn)高導(dǎo)熱的炭素?fù)v打料，防止?fàn)t殼受力過(guò)大而開(kāi)裂。爐殼的圓錐部分的縫隙應(yīng)取較大值，以便炭素?fù)v打料的填充操作，同時(shí)防止磚襯膨脹產(chǎn)生對(duì)冷卻壁的推力，避免冷卻壁受損。根據(jù)設(shè)計(jì)要求以及經(jīng)濟(jì)實(shí)用的原則，此部位使用的炭素?fù)v打料的性能指標(biāo)和結(jié)合方式也有所不同，具體與爐底使用大致相同。此部位的搗打料施工與爐底部位稍有不同，因?yàn)闋t缸環(huán)碳磚與冷卻壁之間的間隙比較小，隨著生產(chǎn)時(shí)間的延續(xù)，搗料層揮發(fā)分揮發(fā)后，搗料層存在空隙，導(dǎo)熱下降。漏水在搗料層的蒸發(fā)和富集，形成了一些小縫隙，能夠讓煤氣通過(guò)，但壓漿料難以通過(guò)。

3 處理措施

⑴利用長(zhǎng)周期檢修，拉下風(fēng)口中套，調(diào)整送風(fēng)參數(shù)，安裝防沖擊頂桿：2014年7月，利用長(zhǎng)周期檢修的機(jī)會(huì)，A高爐將30個(gè)風(fēng)口中套拉下，清理干凈風(fēng)口中套下部的堆料后，重新安裝到位，并在風(fēng)口中套上部安裝了防沖擊頂桿。

⑵使用冷卻壁穿管修復(fù)技術(shù)修復(fù)冷卻壁，修復(fù)冷卻壁通水冷卻。修復(fù)過(guò)程如下：

①清理冷卻壁管路。高爐休風(fēng)后先用氣焊割除待修復(fù)管路上、下方法蘭螺栓，再用手搖式管路疏通機(jī)反復(fù)清理冷卻管內(nèi)的沉積瓦斯灰及工業(yè)水結(jié)垢物，然后通高壓水沖洗，最后用內(nèi)窺檢查管道內(nèi)壁有無(wú)雜物。

②冷卻壁穿管。將系好鋼絲的管道疏通機(jī)軟軸從上方管口放人通過(guò)管道從下方管口引出繩索，固定鋼絲后解聯(lián)疏通機(jī)軟軸并抽出軟軸，用繩索直接連接固定好金屬波紋管的細(xì)鋼繩，并從上方管口逐段放鋼繩，下方輕輕牽引繩索。將金屬軟管從上方管口放入，從上到下?tīng)恳?，直至DN32mm金屬波紋管從下方管口出來(lái)約600mm，安裝上、下管口卡座法蘭，要求法蘭內(nèi)金屬墊片安裝到位?？ㄗ惭b完畢后，配管將多余金屬軟管切除，再用打磨機(jī)打磨割口，使割口平整。再用卡環(huán)將軟管卡住后裝配卡座，必須將卡座活接擰緊，將金屬軟管凸起的波紋壓平整。然后卸開(kāi)卡座活接加入密封墊重新擰緊。進(jìn)、回管接頭壓漿短管上裝好球閥，打開(kāi)下部供水閥，上部排盡空氣后關(guān)閉排氣閥，打開(kāi)回水閥觀察有無(wú)外泄，然后再關(guān)閉上下供回水閥，觀察該管壓力表是否有壓降，無(wú)壓降則穿管成功。

③灌漿。從進(jìn)水管的壓漿管向金屬波紋管和原破損冷卻管之間灌人CC-3B炭膠壓入泥漿，確保泥漿充分填滿(mǎn)縫隙。

⑶爐缸耐材熱面在線(xiàn)碳膠，導(dǎo)熱、降低熱阻。在線(xiàn)爐缸灌漿的基率步驟是通過(guò)休風(fēng)時(shí)灌漿總結(jié)而來(lái)的，且體步驟如下：進(jìn)行灌漿→記錄→結(jié)束后開(kāi)始清理工作。

①灌漿孔是l根焊接在爐殼上的金屬短管，對(duì)爐缸所有灌漿孔進(jìn)行清孔。清孔前對(duì)所在區(qū)域進(jìn)行煤氣濃度測(cè)量，小于25ppm時(shí)正常進(jìn)行，超過(guò)安全范圍時(shí)，佩戴好空氣呼吸器。站好位置，避開(kāi)灌漿孔正面，緩慢打開(kāi)灌漿孔閥門(mén)，使用專(zhuān)用工具由外到內(nèi)對(duì)端漿孔的黏結(jié)物進(jìn)行清理，清孔深度直達(dá)磚襯。

②進(jìn)行灌漿。灌漿時(shí)壓入順序是由下至上，一層隔一層、一孔隔一孔的順序進(jìn)行，循環(huán)壓入的方法，周而復(fù)始，直到所有的灌漿孔都灌過(guò)，當(dāng)然并不是所有的灌漿孔都能灌入漿料。重點(diǎn)部位往側(cè)壁溫度較高的區(qū)域。灌漿過(guò)程中，注意灌漿泵壓力，接近2MPa時(shí)停止溢漿，否則可能頂壞磚襯；

③灌漿人員密切監(jiān)視灌漿點(diǎn)周?chē)鋮s壁連管、固定螺栓密封罩，如發(fā)現(xiàn)有漿料溢出或噴出立即停止灌漿：

④記錄。在灌漿過(guò)程中，對(duì)每個(gè)灌漿孔的開(kāi)孔灌漿、所在爐缸部位、壓入數(shù)量、壓力、時(shí)間、做詳細(xì)記錄。

此次A高爐爐缸壓入CC-3B碳膠合計(jì)約29t。灌漿以后周?chē)簹鈳缀觞c(diǎn)不著，側(cè)壁溫度下降，最高熱偶點(diǎn)TE1126點(diǎn)溫度下降溫度達(dá)150℃。

⑷風(fēng)口區(qū)域灌漿。風(fēng)口大套下進(jìn)行軟質(zhì)壓入，有效抑制風(fēng)口煤氣竄出。

2014年以前4#高爐采用壓漿機(jī)在風(fēng)口大套下壓入灌漿料時(shí)，由于距離遠(yuǎn)，溫度不夠，風(fēng)口大套下幾乎無(wú)法灌漿，起不到效果。2014年檢修中，采用螺桿泵：①增加電伴熱和保溫層，溫度高，施工時(shí)灌漿泵緊靠風(fēng)口大套，距離近，熱損失少；②壓漿料選用得當(dāng)，灌漿前的準(zhǔn)備工作充分到位，先用壓縮空氣吹掃干凈鉆孔通道，再灌焦油疏通潤(rùn)滑，最后10個(gè)風(fēng)口壓入CC3B軟質(zhì)灌漿料，(4個(gè)風(fēng)口沒(méi)有壓入)；③鉆孔標(biāo)高和深度把握較好，選擇在風(fēng)口大套下沿200mm標(biāo)高，鉆孔深度從爐殼算起390～400m，直達(dá)風(fēng)口組合磚冷面，灌漿孔穿透組合磚與冷卻壁之間的炭搗料層，可以確保灌漿料進(jìn)入炭搗層的冷熱兩面空隙層，實(shí)踐證明灌漿前的預(yù)想是比較正確的，風(fēng)口組合磚與冷卻壁之間確實(shí)存在空隙，而且炭搗料與風(fēng)口組合磚之間的空隙相對(duì)較大，準(zhǔn)確找到空隙層是灌漿成功的關(guān)鍵。

此次風(fēng)口大套壓漿總計(jì)壓入CC3B軟質(zhì)灌漿料200kg，灌漿后效果較好，風(fēng)口下方側(cè)壁溫度下降了97℃。

圖1

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)A高爐六年?duì)t齡所暴露出的維護(hù)問(wèn)題，實(shí)施的維護(hù)措施有以下三種較為有效：

⑴使用碳膠對(duì)爐缸側(cè)壁和風(fēng)口區(qū)域進(jìn)行壓漿。填充冷卻壁和炭磚間炭搗料內(nèi)的間隙和炭磚自身的裂縫，消除冷卻傳熱通路上的氣縫，增強(qiáng)爐缸的冷卻效果。保證壓入的灌漿料能夠填充搗料和炭磚表面的縫隙，有效消除氣隙。只要能夠壓入灌漿料，就能減少氣隙，增強(qiáng)冷卻效果。

⑵定期測(cè)量風(fēng)口中套的變形角度。對(duì)出現(xiàn)上翹的中套及時(shí)修正角度。

⑶冷卻壁穿管修復(fù)在八鋼2500m3上首次使用，穿管完成后的冷卻壁恢復(fù)了一部分功能，但使用時(shí)間需要繼續(xù)驗(yàn)證。

參考資料

［1］劉守權(quán).新鋼10號(hào)高爐冷卻壁穿管技術(shù)總結(jié).第十四屆全國(guó)大高爐煉鐵學(xué)術(shù)年會(huì)論文集.

［2］朱秋菊，張華衛(wèi)，尚晨.萊鋼1880m高爐爐缸灌漿實(shí)踐.第十三屆全國(guó)大高妒煉鐵學(xué)術(shù)年會(huì)論文集.

［3］劉會(huì)永，楊守成，項(xiàng)冰，彭云濤.高爐用炭素?fù)v打料的性能及施工要求.

收稿：2015-04-20

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2015.04.038