某钢炼铁厂450高炉炉底压入泥浆施工方案-武汉宏程

'河北邢台钢铁有限公司炼铁厂450M32号高炉炉底压入料施工方案一、前言炼铁厂高炉炉底在生产一段时间后，会因施工质量、生产操作、材料性能等因素的影响，高炉炉底碳砖部位会出现局部温度过高现象，从而导致高炉炉前操作环境的恶化，造成炉底碳砖因温度过高产生结构相变或损坏，严重的直接影响高炉的正常生产和使用寿命。在这种情况下，为了抑制高炉炉底碳砖部位的温度继续升高，缓解碳砖产生结构相变或损坏，确保高炉生产的正常进行及现场作业环境的安全，延长高炉使用寿命，一方面，在炼铁冶炼过程中采用加入钒钛矿的方法护炉，另一方面，是对高炉炉底进行压入灌浆修补和维护，简便而可行的方法是利用高炉休风期间，在高炉炉底碳砖过热部位实施压入灌浆，进行在线维修。经过压入灌浆及在线维修处理，既可以抑制高炉炉底碳砖部位温度过高的问题，又可以提高高炉炉体的整体性，提高高炉炉底的导热性，降低炉底温度，从而延长高炉寿命。在日本，自上世纪60年代以来，就开始开发高炉灌浆压入维修技术，并且在许多钢铁厂得到应用。随后，无论是材料性能还是施工工艺都得到不断地发展，除日本外，其它许多国家都在推广这种技术，我国也不例外。17 我国高炉炉底等部位压入灌浆和造壁压入泥浆的研究工作始于上世纪80年代，在剖析研究进口同类产品的基础上，结合我国国情，采用国产原材料进行了研制，陆续完成了铁口、风口、高炉炉底和高炉炉身、热风管道、热风炉造壁压入泥浆的研制，其中造壁压入泥浆的研制和生产产品的理化性能指标均已接近或超过进口材料水平。本公司研制、生产的高炉（含炉身上部、炉底、铁口、风口、渣口）、热风炉、热风管道压入料及“在线压入灌浆”技术在韶钢、广钢、珠海粤裕丰、宝钢不锈钢公司、宝钢梅钢公司、宝钢南通公司、南（京）钢铁、南（昌）钢铁、涟钢、湘钢、鄂钢、安钢、邯钢、石横特钢、济钢、日照钢铁、海鑫钢铁、无锡雪丰钢铁、华西钢铁、唐山建龙、双鸭山建龙、抚顺新钢铁、抚顺罕王、成钢、达钢、山西中阳钢铁等炼铁厂高炉炉身、铁口、风口、渣口、热风炉、热风管道上的应用，均获得令人满意的效果，高炉炉身、热风管道、热风炉炉壳（含炉顶、炉身）表面温度大大减低，造壁压入泥浆的施工性能良好，压浆顺利，达到了预期效果，使用单位对压浆效果表示满意并多次订货和使用。同时具有施工快速度快、休风（闷炉）时间短的特点，取得了成功的经验，并使有关使用厂家获得了显著的技术经济效益。本公司高炉炉底在线压入技术在武钢炼铁厂、韶钢炼铁厂、鄂钢炼铁厂、日钢炼铁厂、山西中阳钢铁炼铁厂高炉炉底部位得到成功应用，17 炉底碳砖温度大大降低，温度增长趋势得到有效的抑制，同时具有施工速度快、休风时间短的特点，取得了显著的技术经济效益，具有良好的应用效果。对高炉系统进行压入造衬在线维修是一项经济可靠而且行之有效的措施，武汉宏程公司郑重承诺：对有关炼铁厂高炉炉体、热风炉、热风管道进行压入造衬在线维修，保证炉壳、管壳表面温度在120℃以内；对高炉炉底进行压入造衬在线维修，保证高炉炉底碳砖部位的温度降低100℃以上，温度增长趋势得到有效的抑制；对高炉铁口、风口、渣口进行压入灌浆维护，使铁口、风口、渣口的煤气泄露降低到最小程度；延长高炉、热风炉大修时间3-5年。武汉宏程公司的综合优势：1、压入造衬在线维护的产品生产；2、压入造衬在线维修的施工技术；3、优异的压入造衬在线维修技术的应用业绩；4、优良的性价比，可大大降低使用厂家的基建及维修成本。河北邢台钢铁有限公司炼铁厂2#450M3高炉，2004年5月开炉,至今已有6年炉龄，开炉之后炉底第三段东北面热电偶附近区域就表现出温度要高于同一标高的现象，但温度都在合理的范围内，08、09、10年此处温度一直呈上升趋势，直至10年9月，此处炉底碳砖温度急剧升高,局部部位达到1000℃以上，产生了严重的安全隐患，导致高炉炉前操作环境的恶化，造成炉底碳砖因温度过高产生结构相变或损坏，直接影响高炉的正常生产和使用寿命。17 本公司通过与贵公司炼铁厂有关领导联系协商，并现场了解了2号高炉炉底碳砖的温度分布情况，我们分析产生炉底碳砖温度过高的原因有下列因素：⑴炉底用碳砖导热系数偏低，导致高炉炉底传热效果降低，致使炉底碳砖局部温度过高；⑵炉底碳砖的砌筑质量问题，或因碳砖砖缝较大或出现裂纹，致使少量铁水渗入碳砖，导致炉底碳砖局部温度过高；⑶炉底碳砖与炉壳（冷却壁）间的炭素捣打料捣打填充不密实，或因捣打料质量欠佳，致捣打料在使用一段时间后因风化、蚀损，出现裂纹、空隙，降低了导热性能，导致炉底碳砖局部温度过高；⑷炉底封板焊接不密实或因热膨胀等原因产生错位或缝隙，致高炉煤气串入，影响高炉炉底的整体性和密实性，导致炉底碳砖局部温度过高。经与贵公司炼铁厂有关领导协商研究，根据本公司在国内有关炼铁厂高炉炉底进行压入灌浆在线维护的成功经验，拟定对河北邢台钢铁有限公司炼铁厂450M32号高炉炉底碳砖部位进行压入灌浆在线维护。特提出“河北邢台钢铁有限公司炼铁厂450M32号高炉炉底压入料施工方案”，经贵公司炼铁厂领导审核、确认后，供双方现场施工人员参照执行。二、材料的选择：高炉炉底的维护通常采用“炭素压入泥浆（CC-3B改）”，⑴材料用途：该产品主要适用于高炉炉身（下部-炉底）、高炉风口、出铁口等部位压入造衬或灌浆。17 ⑵材料特点：该产品具有结构强度高、整体性好、线变化率小、热态性能稳定的特点和良好的导热性能、体积稳定性和填充性能，同时具有良好的压入施工性能和较好的烧结性及“再掘性”。该产品采用压浆泵压入高炉炉身（炉底、风口或出铁口），并借助高炉炉衬、风口或出铁口衬体余热固化，确保坚固的修补内衬。⑶包装：采用铁桶包装，包装桶标明：产品名称、牌号、重量、生产厂名和生产日期。⑷储运：防雨、防潮、防火。⑹高炉炉底用碳素压入泥浆主要技术性能指标，详见本公司《产品说明书》—炭素压入泥浆（CC-3B改）C-474-TY-1-4。三、压入施工主要内容：1、甲方负责工作范围：1.1现场勘察及原始检测数据记录：1.1.1高炉炉底碳砖过热部位及状况的确认；1.1.2高炉炉身状况是否良好的确认；1.1.3高炉炉底部位的结构图、炉底部位砌筑图。1.2压入部位及方案确定：1.2.1对高炉炉底部位原有压浆孔进行压浆处理；1.2.2对高炉炉底部位重新开孔进行压浆处理；1.3应准备的材料1)耐高温截止球阀：若干套DN32（根据压入点数量确定）p（压力）2.5MPat（耐温）300℃；17 尺寸应与连接短管配套；2)连接钢管（压浆短管）：若干根（根据处理压入孔数量确定），L=150mm；管内径1.25英寸;Φ38×3mm(一端套丝)；3)电焊机3台；4)气割机3台；5）风镐或电钻（风钻）3套6）电源：用于压浆机（含搅拌机）、电焊机、电钻、风钻等；7）水源：工业用水；8）炉前吊车配合;9)在压入施工现场提供一个防雨、防潮、防高温、防火的压入料和压入施工设备存放及操作场地。2、乙方负责的机具及材料：1）挤压式压浆机型号VBJ-31-2套；2）料斗及搅拌机（二次搅拌机）1-2套；3）高压输送橡胶管φ50mm×20m4-6根；4)送浆管φ50mm×1.8m2-4根4）高压软管接头4-6对；5）其它相关的配套工具、用具、设备等若干6）压入料（根据压入孔数量及部位确定）估计用量10吨左右；3、压浆短管、球阀与压入口的连接（示意图如下）：17 耐高温球阀连接压入软管接头压入口150mm长的短管（根据具体情况确定）4、水源、电源1）电源要求：电压：380V、220V；功率20KW；位置：距离主机小于5m；2）水源要求：压力≥3kg/cm3；流量≥10t/h；位置：距离施工主机小于5m；5、吊装、运输：（行车或环行吊车）1）压入料、压入设备从炉下吊上施工位置。2）吊装能力大于5吨。四、工程时间计划表：序号作业内容1作业内容2时间（小时）备注1设备吊运、安装确定压入孔数量、位置并对表面进行清理1时间按7个压浆孔设计2清孔气割开孔43管线吊运、安装焊接压浆短管并安装耐高温球阀、关闭耐高温球阀24压入料吊运加热压入泥浆117 小计8休风结束5设备整机调试0.56管道润滑0.57正式压入施工关闭耐高温球阀48设备拆除0.59管线拆除0.510设备清洗111设备撤离施工现场0.512施工现场清理0.5小计8合计16备注1、作业内容1指由乙方负责完成，甲方配合吊车、电工等；2、作业内容2指由甲方负责完成，乙方指导；3、如压入孔数量＞6个,对高炉炉底进行压入施工时，在时间上应错开，即开设压浆孔(清孔)→焊接压浆短管、安装耐高温球阀→压入施工→关闭耐高温球阀可交叉进行,这样,可以提高作业效率。417 、此方案，双方人员安排适当多些，且可考虑轮流作业。五、压入施工：1、压入施工设备：压浆机（压入施工设备）可选用柱塞式压浆泵，也可采用挤压式压浆泵，其中柱塞式压浆泵设备结构轻便，易于维护和使用，实践证明，这种压浆泵可以满足高炉炉底等的压入维护和“造壁”施工的应用要求。2、压入施工技术规程：⑴压入料的运输与贮存：高炉炉底炭素压入泥浆采用铁桶包装,需在运输和贮存过程中具有防水、防雨、防火措施,存放在阴凉、干燥、通风的仓库内,并预先用木板高架离地至少100mm，以免受潮、受水后结块影响材料质量。同时，该产品需有严格的防火措施。如果在施工现场，有剩余材料，在施工结束后应尽快返运仓库，以免材料浪费或造成安全事故。⑵压入施工时间的确定：通常在高炉炉底碳砖温度较高，或高炉炉底出现局部温度急剧升高时，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8小时。或者在休风期间，开设压浆孔、焊接压浆短管、安装耐高温截止球阀；在确认施工区域煤气浓度在安全范围内时，在高炉送风状态下进行压入灌浆施工，这样可以提高施工作业效率，尽可能减少休风时间，提高高炉生产效率。⑶压入孔的开设：高炉炉底压入孔的开17 呈梅花状交叉布置，开设时应根据高炉炉底砌砖结构图及冷却板结构图合理选择压入孔，压入孔应选择在冷却板的交叉间隙。开孔数量根据根据开孔后炉壳或冷却板与碳砖的间隙酌定,间隙大则少开孔,间隙小,则多开孔。应当注意的是，开设压入孔系高空作业，为保证施工安全，压入孔（灌浆口）开设时，应搭建安全平台，操作人员应系好安全带。⑷压入孔的形状：用气割或钻头在高炉炉壳钢板上开设直径约40mm的孔，每个孔再焊上外经为38mm×150mm长的压浆短管并安装耐高温截止球阀，安装完毕，应确认耐高温截止球阀处于关闭状态。⑸开设压入孔的人员及设备配置：①人员安排：压入孔的开孔及焊接压浆短管、安装乃高温截止球阀由甲方负责完成，开孔人员应选择技术熟练、责任心强、有一定作业经验的人员完成，应根据作业量及休风时间合理安排，一般情况应安排2-6人；②设备配置：开设压入孔应配置如下基本设备，电焊机1台、气割机1套、高压冲击钻（电动冲击钻）1-3套、扳手1-3套等。⑹压入孔的清理：压入孔的清理是压入灌浆施工质量好坏的关键。清孔时应将压入孔附近的捣打料、填充物、杂物等清理干净，条件许可时，应采用高压空气对压入灌浆孔进行吹扫，17 便于形成压浆通道，提高压入施工的灌浆效果。压入孔清理完毕后，应经（乙方）专人确认后及时焊接带球阀的压浆短管，注意，压浆短管插入（插入深度尽可能接近炉壳钢板的内壁）经开口处理的压浆通道内，并作满焊处理，确保焊接密实。带球阀的压浆短管焊接完毕，应确保球阀处于关闭状态。或者在开孔完毕，并焊接压浆短管、安装完耐高温截止球阀后，将球阀处于开启状态，将高炉风压适当提高，使气流（含煤气）从球阀处流出，当然煤气应点火使其呈燃烧状态（以免煤气泄露形成安全隐患），这样可以疏通气流（含煤气）通道，提高压浆效果。，然后关闭耐高温截止球阀，进入压入灌浆阶段。⑺压入泥浆的压入试验：在正式进行压入施工前，需预先进行试验，即是使压入泥浆在（挤压式）压浆泵和管道中预先循环一下，其目的是为了防止由于材料堵塞而间断施工，从而提高施工效率，试验时，可适当增加液态粘结剂的加入量；⑻压入泥浆的加热：高炉炉底压入泥浆采用炭素压入泥浆（牌号；CC-3B改）在施工前需隔水加热到60-90℃，这样可以保证该种压入泥浆的流动性，加热后适当搅拌均匀后方可进行压入施工。隔水加热方法如图4所示，这种方法安全可靠。炭素压入泥浆热水容器煤气（或明火）加热17 图1炭素压入泥浆加热示意图在炭素压入泥浆加热过程中，必须注意煤气等的使用安全和必要的防火措施，确保施工安全。如果现场条件有限，也可采用直接在出铁沟上进行加热的方法，应特别注意压入料不得与明火接触。⑼压浆设备：前已述及，采用柱塞式压浆泵。⑽材料输送管：输送压入泥浆采用高压橡胶管，工作压力应＞5MPa.,内径38mm左右,并附带连轴式管接头。最好在输送管尾装置阴螺纹快速连接器，同时在罐浆接头装置阳螺纹快速连接器。⑾搅拌机：施工时根据现场条件选用泥浆搅拌机搅拌,搅拌机一般采用强制式搅拌机，按照搅拌机的容量和功率,选用合适的搅拌量,将经加热的压入料倒入搅拌机内,经充分搅拌,使压入料搅拌均匀,没有块、团，以及使材料中的粘结剂和外加剂均匀分散和溶解在材料中,保证适于压入施工的最佳流动性。⑿压入施工将搅拌好的压入料倒入挤压泵的料斗中,把挤压泵上的皮管接在高炉炉壳的压入孔上,开动挤压机,将压入料压入高炉炉底的空隙内。压入泥浆施工时的压浆压力应控制在适当的范围内。⒀压浆操作的过程17 控制：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；把喷嘴从接头上卸下来。如果在管内还有一定的压力情况下卸喷管，材料会从喷嘴喷出，这对周围的操作人员是不安全的。在卸掉喷嘴后，应尽快用盖子盖在接头上，并拧紧；或者直接关闭连通球阀。⒁搅拌均匀的压入料施工时应连续使用完毕，不能留在料斗内，以免久置结块，影响使用效果。⒂施工完后,需把压浆机及管子洗清干净后存放,以免材料在料斗和管子中结块,不易清除。⒃在贮存、运输和施工过程中,谨防混入烟头、绳子及包装袋等杂物,影响材料质量。2、压入施工安全事项：在压浆施工过程中要特别注意施工的安全，要严密注视和检查挤压机和压浆管各连接处以及耐压胶管的状态。各连接件处应紧密连接，以防因压力升高时，压入泥浆由破裂处喷出伤人。施工前应对施工操作人员进行安全教育，同时施工操作人员需配戴防护眼镜或带防护罩的工作帽。⑴高炉炉壳压入施工系高空作业，为了保证施工安全，压入孔开设及压入施工前，应搭建安全平台；搭建安全平台的工作由甲方负责完成。⑵该产品采用改性粘结剂结合，具有较高粘度。建议尽量避免与手或皮肤接触，如接触上，应尽快用洁净水或汽油冲洗干净。⑶由于压入灌浆是一种高强度作业，作业人员必须戴安全帽、戴防护镜、穿工作服、工作鞋，根据现场情况，如认为必要时，还需要配戴安全设施，如系安全带、脚手架、安全防护网等，以避免人身事故。⑷17 甲方应确认施工现场的煤气浓度、环境温度，如超过安全标准应采取相应的措施，并协助乙方采取应有的防护措施，保证施工现场的煤气浓度、环境温度在安全的范围内；⑸对危险部位甲方应设置警示标志，对高空作业区域，甲方应搭建安全施工平台。⑹如果属于乙方责任造成的安全事故由乙方自行负责。3、压入灌浆记录和数据：为了保证施工的进度和精度，同时为了今后施工安排和计划的制定，应切实作好压入灌浆的记录及数据整理，具体记录内容包括以下内容：⑴压入灌浆施工的炉号、施工位置；⑵压入灌浆施工的日期、时间；⑶每孔压入时间及总时间；⑷每孔压入数量及总数量；⑸定位、残存内衬厚度及灌浆量；⑹热点位置和大小。⑺参加施工人员及负责人；⑻设备状况；⑼其它要说明及记录的情况。六、施工过程中双方的责任17 1、乙方根据施工部位及甲方使用要求，提供优质压入料系列产品。产品的主要技术性能及理化指标详见乙方《产品说明书》，并负责高炉炉底部位的压入施工，具体压入点由乙方（或双方协商）确定，压入点数量不能影响炉壳结构安全，乙方负责提供压入施工设备，甲方负责压入点的开口、压浆短管焊接及耐高温球阀的安装工作，同时提供必要的施工条件、工具和设备。2、甲方负责提供乙方压入施工设备、压入材料、回收包装物的存放场地，确保设备、材料、回收包装物的安全及不受损失；3、甲方负责将现场用电连接至乙方使用设备接线盘上；4、为了降低使用成本，乙方对使用后的液态粘结剂包装物（塑料桶）自行回收，甲方应做好协助工作，配合乙方办理出厂的相关手续。5、乙方应严格遵守甲方的有关规章制度，服从现场指挥；甲方应积极配合乙方施工，提供有关设备、工具、水、电、气源等。6、乙方确保施工安全、质量、工期，保证所施工部位的使用效果。七、完工后的现场清理及设备清洗1、设备拆除，需要吊车的配合工作外，其它乙方自行按规程执行。2、现场清理：至少达到开工前的施工环境。3、设备清洗：按操作规程执行。八、工作总结验收1、工程完工后，甲方组织有关人员对该工程进行竣工验收，形成验收报告。2、双方负责人对施工全过程进行工作总结。3、上述工作全部完成后，乙方撤离现场。4、验收标准：17 ①在约定的时间内完成施工作业内容；②施工作业完成后，炉底碳砖温度有所降低，温度增长趋势得到有效的抑制，确保高炉安全生产。九、使用效果的跟踪1、甲方定期对使用效果进行跟踪调查。2、甲方对此项工程的实际效果做好记录，并及时向乙方反馈。十、知识产权此项工程中涉及的知识产权属乙方所有，在未征得乙方书面许可的前提下，甲方不得采用和向第三方透露。十一、结语：高炉炉底等部位的采用炭素压入料进行压入施工及在线维修，在我国还是一项新的技术和领域。本公司近年来在压入泥浆的研究和生产、高炉炉底压入施工及在线维修实践方面，作了一些有益的工作，取得了一些经验，并取得了较为明显的经济效益和社会效益。但是，高炉炉底的压入维修效果受诸多因素的影响，包括压入泥浆质量的好坏、压入设备的适用性、压浆口的位置以及压入施工技术措施、特别是产生高炉炉底碳砖温度过高原因的复杂性等多方面条件和因素等制约。对这项综合性新技术实行不断地开发、改进、总结和完善，还有很多细致的工作要做。经验证明，高炉炉底压入维护是一项经济可靠而且行之有效的护炉措施，本公司坚持以“质量第一,用户至上，信誉第一，热忱服务”17 为宗旨，根据市场需求，不断提高产品质量、完善施工工艺，为有关用户提供高效、优质的耐火材料产品。我们热切期望与有关单位共同协作，并建立友好、密切、长期的合作关系，为高炉稳产长寿作出应有的贡献！武汉宏程冶金材料有限公司2010年10月12日17'