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铁口快速维护技术的研究

时间:2020-01-03 07:25来源:中冶建筑研究总院有限公 作者:唐勋海 李洪会 点击:
  • 摘  要 本文通过对铁口压入料性能和开孔技术的研究,建立一套铁口安全高效的维修技术,对铁口在使用中起到可持续的保护作用,使高炉铁口维修达到安全、环保、高效、节能的效果。

    关健词  出铁口 高效 维修技术


    1  前 言

    由于高炉大修对整个钢铁企业将产生影响巨大,同时设备更新资金的短缺,因此世界各国对高炉长寿维修技术越来越重视。在高炉的长寿技术包括设计、操作及炉衬喷涂等技术,本文主要研究高炉出铁口的长寿维修技术——出铁口压入。

    铁口位于炉缸的最下沿,铁口的高度由死铁层的设计深度决定,其由铁口组合砖、砖套、泥套等组合而成,角度根据炉龄的增长有一定的增加。高炉的铁口是炉缸最活跃区域,是高炉长寿操作的薄弱环节之一。铁口结构如图1。

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    2  出铁口喷溅分析

    2。1 无水炮泥质量不过关

    无水炮泥质量不过关,不易烧结,扩孔过快,潮泥,铁口过浅,都能造成铁口喷溅。

    2.2 铁口冷却设备漏水

    铁口冷却设备漏水,水煤气对铁口砖缝隙和裂缝造成损坏,使水蒸汽进入铁口通道,形成铁口出铁时喷溅。

    2.3 铁口漏煤气

    材料中蜂窝状气孔在长期高温煤气压力作用下形成贯穿通道,耐火材料性能失效,煤气进入铁口造成出铁喷溅。

    2.4 铁口组合砖裂纹

    开口机开口时产生的周期性的横向和纵向应力,及泥炮反复压力造成铁口组合砖裂纹产生,气体进入裂纹造成铁口喷溅。

        对于2。1,只要提高铁口炮泥的性能可以解决,但在高炉实际生产中,铁口喷溅的原因是2。2-2。4的原因,采用高性能抑制铁口喷溅炮泥可以有效地缓解喷溅[1],但不能根本解决铁口的喷溅问题。本文在高炉造衬硬质压入料的基础上,对铁口压入料进行研究,从根本上解决铁口喷溅问题。

    3 高效出铁口压入技术研究

    3.1 结合剂研究

    铁口压入料要求材料流动性好,热稳定性优良,线变化小等特点。由于铁口缝隙比较小,承受外界压力比较小,不能用大的压力来进行强制压入,故材料要具有优越流动性,甚至自流性,加热固化体积密度变化比较小。对材料、施工和物理性能研究如图2。

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    从图2看出,选择不同材料和结合剂,对压入料流动性影响比较大,而材料流动性是决定其施工性能的主要因素。研究表明复合碳源可提高材料的流动性;同时对结合剂粘度和硬化条件分析,通过复合改性树脂进一步使压入料的流动性得到提高。良好流动性是高效施工作业性的保证,压入料通过压入缸经长距离的输送管道及炉壳上的孔道压入炉内,需克服相当大的管道阻力,压入料具有良好的压送性和润滑性至关重要。

    3.2 外加剂研究

        本文研究外加剂主要是界面剂和烧结剂对铁口压入料性能的影响。界面剂和烧结剂的作用主要是在铁口压入料与铁水或熔渣接触时起到作用。新型的压入料由于界面剂的加入,使在与铁水或熔渣接触的界面增加铁水或熔渣的流动粘度,使机械冲刷损毁降低,烧结时间增加;而烧结剂的加入有利于接触面的烧结并形成保护层,使压入料与所接触材料能够固溶弥合。

    图3是改进后的产品与市场普通产品的比较,流动性的提高方便材料的施工,不同温度性能的提高增加了材料使用寿命。对150℃和300℃强度的研究,目的是保证压入料压入时有良好的扩展性,可以渗入到需要修补的空隙中,完成压入后又能保证在一定时间和一定温度条件下,迅速固化,与内衬等结合在一起。

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    3.3 节能压入综合技术

        节能压入综合技术不仅要有性能优良的材料,更重要的是对施工技术的要求。本技术在铁口压入料性能的研究基础上,对铁口压入的工艺进行分析,结合铁口安装图及砌筑图, 通过红外测温、CO浓度测定等方法确定开孔位置(如示意图4)。由专业的检修人员和开孔机配合专用钻头钻开炉皮。铁口压入方式为炉外压入,目的是充填砖缝、堵塞贯通的煤气通道,提高砖体的导热系数,降低铁口砖的热负荷和铁口漏气现象。

    1、在煤气区域(设备内)工作时间的要求,进入煤气区域工作时,应采空气样作分析。

        ⑴ CO含量≤30mg/m3(24PPm)时,可较长时间工作:

        ⑵ CO含量≤50mg/m3(40PPm)时,进内连续工作时间≤1h:

        ⑶ CO含量≤100mg/m3(80PPm)时,进内连续工作时间≤0.5h:

        ⑷ CO含量≤200mg/m3(160PPm)时,进内连续工作时间≤15-20min。

    同时工作人员进入设备内工作的时间间隔至少在2h。

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    4  出铁口节能维修技术的应用

    2013年10月对研制的新型铁口专用压入料在凌钢4号高炉应用,MCCYJ-6603铁口压入料性能如表1,维修铁口的高炉操作参数如表2。

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    对铁口压入料应用前后的数据进行统计,可以看出压入料用后高炉铁口周围温度(图5)和煤气量(图6)明显减少,铁口的喷溅现象(图7)得到有效抑制,从使用前的>45min喷溅到铁口压入料使用48h后喷溅<5min。从图8可以看出,压入后平均出铁时间从81min提高到95min;同时压入前出铁时间统计的标准方差σ=12.7min,而压入后出铁时间统计的标准方差σ=4.7min;铁口压入前后出铁时间提高17%,而出铁稳定性提高了将近3倍,这大大有利于高炉的操作顺产。

    5  结语

    (1)复合碳源和改性结合剂的应用可以大大提高铁口压入料的施工性能。

    (2)外加剂加入改变固液接触面的性能,提高压入料抗侵蚀和冲刷性能。

    (3)高性能压入料的应用明显改善问题铁口状况,抑制了铁口喷溅和铁口煤气泄露的现象。

    (4)维护后的铁口出铁稳定性大大提高,有利于高炉高效顺产和现代化发展。

    6  参考文献

    [1] 刘兴平  唐勋海, 抑制铁口喷溅专用无水炮泥的研制和应用, 炼铁[J], 2012,31(1):49-52 

    (责任编辑:zgltw)
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