摘要: 主要介紹了在線(xiàn)修復熱風(fēng)爐拱頂內襯技術(shù)和熱電偶造襯修復工藝,解決了熱電偶損壞后無(wú)法更換,送風(fēng)溫度難以穩定控制的難題,具有較高的使用推廣價(jià)值。
前言
萊蕪分公司煉鐵廠(chǎng)5#1 080 m3 高爐共有3 座卡魯金頂燃式熱風(fēng)爐,于2005 年10 月投運,至今已有11 年爐齡。隨著(zhù)熱風(fēng)爐長(cháng)期使用,高爐內襯出現變形,原拱頂熱電偶管道通路受熱變形錯位,熱電偶損壞后,無(wú)法順利安裝到位,嚴重影響燒爐,要徹底解決需要停爐更換耐材,這樣無(wú)論是從生產(chǎn)方面還是經(jīng)濟性方面都是不允許的。因此研究實(shí)施了在線(xiàn)修復頂燃式熱風(fēng)爐拱頂電偶技術(shù),取得了很好的實(shí)效。
1 存在問(wèn)題
提高鼓風(fēng)溫度是冶金行業(yè)冶煉節焦提高產(chǎn)品產(chǎn)量質(zhì)量的重要措施之一。提高風(fēng)溫可以降低入爐焦比,增加鼓風(fēng)動(dòng)能,改善噴吹效果,有利于增加噴吹量,活躍爐缸。熱風(fēng)爐燒爐是以拱頂測溫電偶顯示數值為依據來(lái)控制的,一旦損壞或不準將直接影響正常燒爐,降低風(fēng)溫水平。通過(guò)調查5#1 080 m3 高爐車(chē)間2010 年電偶未損壞前3 座熱風(fēng)爐拱頂燒爐平均溫度情況與2013 年電偶損壞后的數據做了對比。
5#1 080 m3 高爐熱風(fēng)爐自2013 年開(kāi)始3 座熱風(fēng)爐拱頂熱電偶受燒爐變形等影響各有1 件電偶逐步出現損壞,即只有1 個(gè)測溫熱電偶參照燒爐,無(wú)備用做參考。由表1、表2 可以看出,受熱風(fēng)爐拱頂測溫電偶損壞的影響,熱風(fēng)爐燒爐平均溫度較之前下降83 ℃,嚴重影響了送風(fēng)溫度,制約了高爐生產(chǎn)。
另外,受測溫電偶損壞和煤氣供應量影響,2#熱風(fēng)爐測溫熱電偶因內部砌筑磚變形,原使用電偶1 周甚至幾個(gè)月就燒壞,自動(dòng)化儀表部門(mén)為了降成本改用短熱電偶,短熱電偶溫度無(wú)法測得準確風(fēng)溫,參照價(jià)值低,初步統計了2014 年3 月份燒爐溫度數據如表3。
3 個(gè)熱風(fēng)爐電偶均有一點(diǎn)損壞,2# 熱風(fēng)爐拱頂電偶溫度不準,已基本失去參照燒爐的價(jià)值,平時(shí)操作依據煙氣含氧量及溫度和煤氣量,存在較大的安全隱患,給高爐生產(chǎn)帶來(lái)極為不利的影響。
2 改進(jìn)方案
根據目前生產(chǎn)現狀,無(wú)法滿(mǎn)足停爐檢查更換拱頂耐材和電偶的條件,因此研究制定了在線(xiàn)修復方案,采用“熱電偶造襯修復工藝”和“熱風(fēng)爐爐襯灌漿修復技術(shù)”,很好地解決了這一難題。
2. 1 熱電偶造襯修復工藝
借熱風(fēng)爐本體及支管灌漿機會(huì )實(shí)施造襯,主要打通原有電偶安裝通道,清理管道損壞斷裂的保護管及耐材,安裝厚壁不銹鋼防護套管,與爐皮焊接固定,在套管周邊灌漿填充空隙,使耐材與套管成為一體,進(jìn)而安裝測溫電偶的修復工藝。
2. 2 熱風(fēng)爐爐襯灌漿修復技術(shù)
使用測溫槍查找高爐熱風(fēng)爐熱風(fēng)出口及各支管在300 ℃以上的高溫區,利用高爐定修時(shí)間8 h 左右的檢修機會(huì ),進(jìn)行外皮開(kāi)孔,焊絲頭安裝閥門(mén),連接灌漿,同時(shí)配合“熱電偶造襯修復工藝”完成灌漿,可一定程度上避免單純因電偶造襯而增加施工成本。
3 施工過(guò)程
3. 1 施工準備
施工設備: 手持式氣動(dòng)鑿巖機,鉆桿,氣割,電焊機,混凝土壓力輸送泵,強制攪拌機,灌漿壓力機等。
施工材料: 厚壁不銹鋼QCr25Ni20 防護套管,高溫貴金屬熱電偶,保溫灌漿料,陶瓷纖維盤(pán)根,溶膠結合剛玉莫來(lái)石澆注料,球閥、混凝土輸送鋼管、壓漿軟管等。
高溫貴金屬熱電偶型號: WRP - 130 L × I =1 650 mm × 1 500 mm
修復材料: 溶膠結合剛玉莫來(lái)石澆注料( 無(wú)水壓入泥漿,YQ - 50)
采用一種性能穩定、能在高溫下使用的“溶膠結合剛玉莫來(lái)石澆注料”,其理化性能見(jiàn)表4。
利用熱風(fēng)爐修風(fēng)時(shí)間對熱風(fēng)管道破損部位進(jìn)行澆筑修補,代替原來(lái)的內襯耐火材料。該種澆注料產(chǎn)品具有流動(dòng)性極好( 可泵送) 、固化快、中高強度高、體積穩定、耐高溫、熱震穩定性極好、使用壽命長(cháng)等特性,可替代熱風(fēng)爐內襯耐火磚,完全滿(mǎn)足熱風(fēng)爐內襯耐火材料的性能要求及快速修復施工的作業(yè)要求。
3. 2 施工過(guò)程
1) 拆卸熱電偶: 拆除法蘭固定螺栓,拔出熱電偶及外部套管。
2) 清理通道雜物: 使用鉆桿將通道內殘余耐火材料和燒斷的保護套管、熱電偶全部清理掉。
3) 固定保護套管: 將套管沿通道用大錘敲入,外部與爐皮平齊,焊接固定,然后在爐殼外焊接筋板加固。
4) 焊接灌漿絲頭: 在爐皮開(kāi)孔,斜插焊接到保護套管與耐火磚縫隙處,連接高壓球閥。
5) 熱態(tài)澆注: 澆注料要求攪拌均勻,澆注時(shí)使用振動(dòng)棒邊澆注邊振動(dòng),澆注施工時(shí)#好能連續澆注,避免材料分層。壓力保持在0. 2 MPa 以?xún),一旦壓力下降立即停止,灌漿縫隙用量較小,澆注結束后材料硬化約2 h,即可凝固。
6) 安裝熱電偶: 檢查確保保護套管通道暢通,使用陶瓷纖維盤(pán)根纏繞熱電偶約200 mm,插入保護套管內,外部使用無(wú)水炮泥填堵,連接法蘭密封,緊固螺栓,接線(xiàn)檢查是否顯示溫度在正常范圍。采用“熱風(fēng)爐爐襯在線(xiàn)修復技術(shù)”施工方法可以高效快速的完成修復作業(yè),完全滿(mǎn)足熱風(fēng)爐在修風(fēng)條件下的施工作業(yè),修復后即可復風(fēng),完成搶修作業(yè)。
4 改造效果
利用休風(fēng)燜爐機會(huì )進(jìn)行通道熱態(tài)澆注造襯修復,熱風(fēng)爐拱頂熱電偶在線(xiàn)修復工藝取得了良好效果,灌漿修復造襯技術(shù)在高爐正常檢修8 h 內就能完成施工,不需要等待停爐大修,避免風(fēng)溫長(cháng)期得不到保證而增加能耗,電偶使用壽命由原來(lái)1 周甚至幾個(gè)月延長(cháng)至2 年,修復過(guò)程不影響高爐的生產(chǎn)計劃,消除依據煙氣含氧量及溫度和煤氣量估計燒爐帶來(lái)的不安全因素。
熱風(fēng)爐拱頂熱電偶在線(xiàn)修復后,5#1 080 m3 高爐三座熱風(fēng)爐拱頂燒爐溫度均恢復到測溫電偶損壞前的水平,送風(fēng)溫度得以提高,滿(mǎn)足了高爐正常生產(chǎn)的需要,取得了可觀(guān)的經(jīng)濟效益,具有較高的推廣使用價(jià)值。