長(zhǎng)期以來(lái),為了維持開(kāi)爐以后高爐的正常生產(chǎn)和長(zhǎng)壽命,降低高爐的運(yùn)行成本,國(guó)內(nèi)外的高爐工作者圍繞高爐內(nèi)襯的維修不斷進(jìn)行著研究、開(kāi)發(fā)和實(shí)踐,取得了顯著的成效。
盡管高爐內(nèi)襯的維修方式形式多樣,種類(lèi)繁多,但從基本原理上看,主要可以歸納為以下幾種:
(1)直接砌磚法。直接砌磚法也就是全部或局部重砌高爐爐襯,包括拆除一部分或全部的高爐內(nèi)襯耐火磚,并重新砌筑新的耐火磚。這是一種傳統(tǒng)的維修方式。這種維修方式可以實(shí)現(xiàn)爐襯結(jié)構(gòu)的完全恢復(fù)。這種維修方式,必須把高爐完全冷卻下來(lái),爐料全部排空,并清理爐膛內(nèi)部所有殘留物,包括有害氣體等。砌筑完成后,還需要經(jīng)過(guò)烘爐、點(diǎn)火到生產(chǎn)爬坡等操作程序。從時(shí)間、費(fèi)用等方面,尤其是占用生產(chǎn)時(shí)間方面,這種方式都不利于鋼鐵廠的效益。因而這種方式正逐步被新型的維修方式所取代。
(2)噴涂修補(bǔ)法。噴涂修補(bǔ)法簡(jiǎn)稱(chēng)噴補(bǔ),是采用空氣輸送散狀耐火材料。經(jīng)噴槍噴射到需要修復(fù)的部位,并附著在其表面達(dá)到一定的厚度(一般可以達(dá)到幾百毫米),以此取代重新砌筑耐火磚襯,在殘存磚襯或爐殼表面實(shí)現(xiàn)再造爐襯,恢復(fù)爐形。與其他維修方式相比,噴補(bǔ)的最大特點(diǎn)是修復(fù)的爐襯整體性好,可以再造爐形。
目前,國(guó)內(nèi)外高爐的噴補(bǔ)方式主要有3種方式:
1)普通噴補(bǔ)。即等高爐完全冷卻后,操作工人進(jìn)入爐內(nèi)直接進(jìn)行噴補(bǔ)作業(yè);
2)長(zhǎng)槍噴補(bǔ)。制作特別的加長(zhǎng)噴槍?zhuān)僮鞴と藦臓t外對(duì)爐內(nèi)的具體部位進(jìn)行噴補(bǔ)。這種噴補(bǔ)方式可以實(shí)現(xiàn)高爐非涼爐狀態(tài)下的修復(fù);
3)遙控噴補(bǔ)。把特制的機(jī)器人放入髙爐爐內(nèi),操作工人從爐外通過(guò)有線監(jiān)控設(shè)備對(duì)機(jī)器人進(jìn)行上下旋轉(zhuǎn)操作,對(duì)爐內(nèi)具體部位進(jìn)行噴補(bǔ)。這種噴補(bǔ)方式是目前常用的一種方式,這種噴補(bǔ)方式可以實(shí)現(xiàn)高爐非涼爐狀態(tài)下的修復(fù)。
(3)灌漿修補(bǔ)法。灌漿修補(bǔ)法,也稱(chēng)為壓入修補(bǔ)法。這種方法需要在髙爐爐殼(或穿透內(nèi)襯耐火材料)鉆出直通爐膛的孔洞,利用特殊壓入設(shè)備,在一定的壓力條件下,通過(guò)管道把特定的耐火材料從爐子外輸送到指定的維修部位,達(dá)到充填間隙和修補(bǔ)爐襯等目的。由于這種維修方式可以利用高爐休風(fēng)機(jī)會(huì),從髙爐外對(duì)爐子內(nèi)襯進(jìn)行維修,對(duì)生產(chǎn)和爐體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響小,對(duì)于高爐爐體耐火材料內(nèi)襯局部的維修效果好,是一種經(jīng)濟(jì)而又可靠的修補(bǔ)技術(shù),近年來(lái)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
從維修的目的看,灌漿壓入維修主要分兩大類(lèi):
一類(lèi)是充填式維修:壓入設(shè)備把特定的耐火材料輸送到指定的部位,包括耐火材料與耐火材料之間的間隙、耐火材料與金屬件間隙等,達(dá)到充填修補(bǔ)間隙,阻、堵髙溫氣體通過(guò)間隙流動(dòng)的目的;
另一類(lèi)是造襯式維修:壓入設(shè)備把特定的耐火材料從爐外,穿過(guò)殘留的爐襯,送到爐內(nèi)。利用爐內(nèi)爐料對(duì)殘留爐襯的擠壓,并在一定壓力作用下發(fā)生移動(dòng)的特點(diǎn),使壓入的耐火材料在殘留爐襯與爐料之間形成修補(bǔ)層,從而達(dá)到修補(bǔ)爐襯的效果。
(4)補(bǔ)充安裝冷卻器。由于髙爐熱負(fù)荷的增大,或是原有冷卻設(shè)備發(fā)生破損導(dǎo)致冷卻強(qiáng)度下降后,內(nèi)襯耐火材料破損嚴(yán)重,甚至爐殼發(fā)紅、開(kāi)裂。對(duì)于這種情況,近年來(lái),研究了一種新型的維修方式并得到成功應(yīng)用:安裝雪茄式微型冷卻器。
傳統(tǒng)的冷卻器包括水冷箱、水冷壁等。以這些傳統(tǒng)技術(shù)為基礎(chǔ),綜合冷卻板結(jié)構(gòu)的技術(shù)原理,設(shè)計(jì)出的雪茄式微型冷卻器具有結(jié)構(gòu)小,安裝簡(jiǎn)單靈活,冷卻效果明顯和更換方便等優(yōu)點(diǎn)。它可以安裝在冷卻板式結(jié)構(gòu)的髙爐爐體,也可以安裝在冷卻壁結(jié)構(gòu)的爐體,對(duì)于冷卻壁結(jié)構(gòu)的高爐可以在已經(jīng)破損的冷卻壁上破壁安裝,也可以選擇在冷卻壁的間隙安裝。
寶鋼自從1997年研制并成功應(yīng)用于髙爐以來(lái),已經(jīng)在冷卻板式和冷卻壁式的不同髙爐爐體上安裝應(yīng)用,結(jié)果顯示:冷卻效果明顯增強(qiáng),爐墻渣皮脫落明顯減少,髙爐的生產(chǎn)更加穩(wěn)定。
結(jié)合雪茄式微型冷卻器的安裝,近來(lái)一種新的維修方式研究開(kāi)發(fā)成功:適當(dāng)改造微型冷卻器的結(jié)構(gòu),利用安裝微型冷卻器的位置和機(jī)會(huì),從爐外灌入特殊耐火材料,在髙爐爐殼或內(nèi)襯殘留物表面實(shí)現(xiàn)造襯。
(5)冷卻壁整體更換等。當(dāng)冷卻壁式高爐的冷卻壁發(fā)生大面積破損、危及髙爐正常生產(chǎn)時(shí),比較有效的方法是,整體更換冷卻壁。
冷卻壁整體更換的關(guān)鍵技術(shù)主要有四方面:
一是更換上去的冷卻壁結(jié)構(gòu)和尺寸。因?yàn)殚L(zhǎng)期使用后,高爐爐膛的結(jié)構(gòu)和尺寸不再是原設(shè)計(jì)時(shí)的數(shù)據(jù)了,對(duì)于更換上去的冷卻壁結(jié)構(gòu)和尺寸需要特別加以注意;
二是更換作業(yè)施工技術(shù)。在不停爐的熱狀態(tài)下,完全通過(guò)爐外作業(yè)來(lái)完成爐內(nèi)的安裝,必須要有完備的技術(shù)方案和充分的施工準(zhǔn)備;
三是冷卻壁更換完成后,其表面和背面的處理技術(shù)。一般講,背部的間隙通過(guò)灌漿進(jìn)行充填,表面往往噴涂一層耐火材料。這里的關(guān)鍵是如何處理背部灌漿和表面噴涂的結(jié)合,做到既不沖突相互影響,又防止出現(xiàn)板間間隙;
四是生產(chǎn)操作。更換冷卻壁工程往往是長(zhǎng)時(shí)間的(一般在100h左右)。工程開(kāi)始前,需要降低料位線、降低爐膛溫度、提髙爐膛內(nèi)部的可見(jiàn)度,工程結(jié)束后需要恢復(fù)生產(chǎn)。需要較強(qiáng)的處理生產(chǎn)異常情況的技術(shù)水平。
盡管高爐內(nèi)襯的維修方式形式多樣,種類(lèi)繁多,但從基本原理上看,主要可以歸納為以下幾種:
(1)直接砌磚法。直接砌磚法也就是全部或局部重砌高爐爐襯,包括拆除一部分或全部的高爐內(nèi)襯耐火磚,并重新砌筑新的耐火磚。這是一種傳統(tǒng)的維修方式。這種維修方式可以實(shí)現(xiàn)爐襯結(jié)構(gòu)的完全恢復(fù)。這種維修方式,必須把高爐完全冷卻下來(lái),爐料全部排空,并清理爐膛內(nèi)部所有殘留物,包括有害氣體等。砌筑完成后,還需要經(jīng)過(guò)烘爐、點(diǎn)火到生產(chǎn)爬坡等操作程序。從時(shí)間、費(fèi)用等方面,尤其是占用生產(chǎn)時(shí)間方面,這種方式都不利于鋼鐵廠的效益。因而這種方式正逐步被新型的維修方式所取代。
(2)噴涂修補(bǔ)法。噴涂修補(bǔ)法簡(jiǎn)稱(chēng)噴補(bǔ),是采用空氣輸送散狀耐火材料。經(jīng)噴槍噴射到需要修復(fù)的部位,并附著在其表面達(dá)到一定的厚度(一般可以達(dá)到幾百毫米),以此取代重新砌筑耐火磚襯,在殘存磚襯或爐殼表面實(shí)現(xiàn)再造爐襯,恢復(fù)爐形。與其他維修方式相比,噴補(bǔ)的最大特點(diǎn)是修復(fù)的爐襯整體性好,可以再造爐形。
目前,國(guó)內(nèi)外高爐的噴補(bǔ)方式主要有3種方式:
1)普通噴補(bǔ)。即等高爐完全冷卻后,操作工人進(jìn)入爐內(nèi)直接進(jìn)行噴補(bǔ)作業(yè);
2)長(zhǎng)槍噴補(bǔ)。制作特別的加長(zhǎng)噴槍?zhuān)僮鞴と藦臓t外對(duì)爐內(nèi)的具體部位進(jìn)行噴補(bǔ)。這種噴補(bǔ)方式可以實(shí)現(xiàn)高爐非涼爐狀態(tài)下的修復(fù);
3)遙控噴補(bǔ)。把特制的機(jī)器人放入髙爐爐內(nèi),操作工人從爐外通過(guò)有線監(jiān)控設(shè)備對(duì)機(jī)器人進(jìn)行上下旋轉(zhuǎn)操作,對(duì)爐內(nèi)具體部位進(jìn)行噴補(bǔ)。這種噴補(bǔ)方式是目前常用的一種方式,這種噴補(bǔ)方式可以實(shí)現(xiàn)高爐非涼爐狀態(tài)下的修復(fù)。
(3)灌漿修補(bǔ)法。灌漿修補(bǔ)法,也稱(chēng)為壓入修補(bǔ)法。這種方法需要在髙爐爐殼(或穿透內(nèi)襯耐火材料)鉆出直通爐膛的孔洞,利用特殊壓入設(shè)備,在一定的壓力條件下,通過(guò)管道把特定的耐火材料從爐子外輸送到指定的維修部位,達(dá)到充填間隙和修補(bǔ)爐襯等目的。由于這種維修方式可以利用高爐休風(fēng)機(jī)會(huì),從髙爐外對(duì)爐子內(nèi)襯進(jìn)行維修,對(duì)生產(chǎn)和爐體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響小,對(duì)于高爐爐體耐火材料內(nèi)襯局部的維修效果好,是一種經(jīng)濟(jì)而又可靠的修補(bǔ)技術(shù),近年來(lái)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
從維修的目的看,灌漿壓入維修主要分兩大類(lèi):
一類(lèi)是充填式維修:壓入設(shè)備把特定的耐火材料輸送到指定的部位,包括耐火材料與耐火材料之間的間隙、耐火材料與金屬件間隙等,達(dá)到充填修補(bǔ)間隙,阻、堵髙溫氣體通過(guò)間隙流動(dòng)的目的;
另一類(lèi)是造襯式維修:壓入設(shè)備把特定的耐火材料從爐外,穿過(guò)殘留的爐襯,送到爐內(nèi)。利用爐內(nèi)爐料對(duì)殘留爐襯的擠壓,并在一定壓力作用下發(fā)生移動(dòng)的特點(diǎn),使壓入的耐火材料在殘留爐襯與爐料之間形成修補(bǔ)層,從而達(dá)到修補(bǔ)爐襯的效果。
(4)補(bǔ)充安裝冷卻器。由于髙爐熱負(fù)荷的增大,或是原有冷卻設(shè)備發(fā)生破損導(dǎo)致冷卻強(qiáng)度下降后,內(nèi)襯耐火材料破損嚴(yán)重,甚至爐殼發(fā)紅、開(kāi)裂。對(duì)于這種情況,近年來(lái),研究了一種新型的維修方式并得到成功應(yīng)用:安裝雪茄式微型冷卻器。
傳統(tǒng)的冷卻器包括水冷箱、水冷壁等。以這些傳統(tǒng)技術(shù)為基礎(chǔ),綜合冷卻板結(jié)構(gòu)的技術(shù)原理,設(shè)計(jì)出的雪茄式微型冷卻器具有結(jié)構(gòu)小,安裝簡(jiǎn)單靈活,冷卻效果明顯和更換方便等優(yōu)點(diǎn)。它可以安裝在冷卻板式結(jié)構(gòu)的髙爐爐體,也可以安裝在冷卻壁結(jié)構(gòu)的爐體,對(duì)于冷卻壁結(jié)構(gòu)的高爐可以在已經(jīng)破損的冷卻壁上破壁安裝,也可以選擇在冷卻壁的間隙安裝。
寶鋼自從1997年研制并成功應(yīng)用于髙爐以來(lái),已經(jīng)在冷卻板式和冷卻壁式的不同髙爐爐體上安裝應(yīng)用,結(jié)果顯示:冷卻效果明顯增強(qiáng),爐墻渣皮脫落明顯減少,髙爐的生產(chǎn)更加穩(wěn)定。
結(jié)合雪茄式微型冷卻器的安裝,近來(lái)一種新的維修方式研究開(kāi)發(fā)成功:適當(dāng)改造微型冷卻器的結(jié)構(gòu),利用安裝微型冷卻器的位置和機(jī)會(huì),從爐外灌入特殊耐火材料,在髙爐爐殼或內(nèi)襯殘留物表面實(shí)現(xiàn)造襯。
(5)冷卻壁整體更換等。當(dāng)冷卻壁式高爐的冷卻壁發(fā)生大面積破損、危及髙爐正常生產(chǎn)時(shí),比較有效的方法是,整體更換冷卻壁。
冷卻壁整體更換的關(guān)鍵技術(shù)主要有四方面:
一是更換上去的冷卻壁結(jié)構(gòu)和尺寸。因?yàn)殚L(zhǎng)期使用后,高爐爐膛的結(jié)構(gòu)和尺寸不再是原設(shè)計(jì)時(shí)的數(shù)據(jù)了,對(duì)于更換上去的冷卻壁結(jié)構(gòu)和尺寸需要特別加以注意;
二是更換作業(yè)施工技術(shù)。在不停爐的熱狀態(tài)下,完全通過(guò)爐外作業(yè)來(lái)完成爐內(nèi)的安裝,必須要有完備的技術(shù)方案和充分的施工準(zhǔn)備;
三是冷卻壁更換完成后,其表面和背面的處理技術(shù)。一般講,背部的間隙通過(guò)灌漿進(jìn)行充填,表面往往噴涂一層耐火材料。這里的關(guān)鍵是如何處理背部灌漿和表面噴涂的結(jié)合,做到既不沖突相互影響,又防止出現(xiàn)板間間隙;
四是生產(chǎn)操作。更換冷卻壁工程往往是長(zhǎng)時(shí)間的(一般在100h左右)。工程開(kāi)始前,需要降低料位線、降低爐膛溫度、提髙爐膛內(nèi)部的可見(jiàn)度,工程結(jié)束后需要恢復(fù)生產(chǎn)。需要較強(qiáng)的處理生產(chǎn)異常情況的技術(shù)水平。