高爐長壽技術(shù)課件

高爐長壽維修技術(shù)熱態(tài)噴補壓力灌漿河南華西耐火材料有限公司胡竹生高爐長壽維修技術(shù)熱態(tài)噴補承德鋼廠5#2650M3高爐承德鋼廠5#2650M3高爐高爐長壽技術(shù)課件

高爐各部分結(jié)構(gòu)高爐各部分結(jié)構(gòu)承德高爐圖紙承德高爐圖紙高爐長壽技術(shù)課件高爐各部位受損原因及分析高爐各部位受損原因及分析1)堿金屬侵蝕高爐中的堿金屬約70%(質(zhì)量)進入爐渣，30%(質(zhì)量)進入煤氣。進入煤氣的堿金屬中的一部分被爐料吸附后隨爐料下降，在高爐下部形成鉀霞石或白榴石和鈣黃長石等,由于體積膨脹導(dǎo)致結(jié)構(gòu)疏松.2)熱應(yīng)力的破壞作用高爐內(nèi)襯是在單面受熱的條件下工作，熱面溫度最高可達1450℃，即使渣、鐵和石墨沉積形成凝結(jié)保護層后，溫度也在1150℃左右，冷面溫度為200-400℃，在這樣大的溫度梯度下，由溫差形成的應(yīng)力使磚體形成平行于熱面的裂紋。在冷、熱端溫度分別為100℃和800℃的條件下，由于溫差產(chǎn)生的應(yīng)力可造成磚內(nèi)產(chǎn)生平行于熱面的裂紋。1)堿金屬侵蝕

3)熱震的破壞作用

眾所周知，高爐在生產(chǎn)過程中存在一定的爐況波動，爐溫處在變化過程中。在這種情況下，爐襯不停的受到熱脹冷縮作用，從而交替產(chǎn)生壓應(yīng)力和拉應(yīng)力，使爐襯產(chǎn)生裂紋，最后造成了爐襯的剝落高爐的不同部位對爐襯的損毀機理不同，這就要求各部位所使用的耐火材料材質(zhì)也不同:3)熱震的破壞作用

眾所周知，高爐在生產(chǎn)過程中存在一定的爐高爐各部位損毀情況①爐喉部位除受上升爐料和煤氣作用外，還受到裝入爐料時溫度急劇變化的影響，因此在爐喉直接與爐料碰撞的部位，要求使用耐磨和抗熱震的爐喉鋼磚來進行保護.②爐身中、上部主要受固體爐料的機械磨損和夾帶爐塵的高速煤氣流沖刷作用，裝入爐料時溫度急劇變化，碳素沉積的影響也大，并存在堿金屬和鋅的侵蝕與破壞，由于此部分的工作溫度較低(1000℃以下)，主要為物理侵蝕，因此一般采用粘土磚、高鋁磚，但要求耐火材料的機械強度好、氣孔率低、能防止外來物的侵入。高爐各部位損毀情況①爐喉部位除受上升爐料和煤氣作用外，還受到③爐腰、爐身下部:在高爐冶煉中爐腰與爐身下部熱負荷最高,因此從爐腰到爐身下部的磚襯，既受下降爐料和上升高溫高壓煤氣的機械磨損以及溫度波動變化引起的熱震沖擊，又受高FeO、高堿度初渣的化學侵蝕，更為嚴重的是堿金屬和鋅蒸氣造成的碳素沉積和化學反應(yīng)，使耐火磚組織脆化，失去強度。因此，磚襯的侵蝕速度最快。該部位對耐火材料的要求較高:抗渣性、抗堿金屬侵蝕性好和高溫強度及氣孔率低，導(dǎo)熱性好，熱震穩(wěn)定性好。常用的爐襯材質(zhì)有:剛玉磚、鋁碳磚、各種結(jié)合的碳化硅磚、熱壓小塊炭磚及半石墨化炭一碳化硅磚等。③爐腰、爐身下部:在高爐冶煉中爐腰與爐身下部熱負荷最高,因此西林鋼廠珠海粵裕豐西林鋼廠珠?；浽ＸS④爐腹部位的爐襯受到嚴重的渣蝕(熱態(tài)渣鐵的沖刷)、堿金屬和鋅的化學侵蝕、碳的侵入、熾熱氣流的沖刷，同時還受到一定的物料摩擦，使得爐腹對耐火材料的要求也很高。爐腹部位常用的耐火材料材質(zhì)有:剛玉磚、各種碳化硅磚等。⑤風口區(qū)是高爐中溫度最高的區(qū)域，處于氣流和焦炭強烈擾動運動之中，因此，爐襯不僅受高溫氣流的沖刷、堿金屬和鋅的化學侵蝕而且還受熾熱焦炭和塵埃的磨損以及爐渣的化學侵蝕，同時存在一定的應(yīng)力的破壞。在此區(qū)域還具有強烈的氧化作用，對磚襯的破壞也相當?shù)膰乐?。目前風口爐襯廣泛使用的材質(zhì)有:炭磚、剛玉磚、氮化硅結(jié)合的碳化硅磚、④爐腹部位的爐襯受到嚴重的渣蝕(熱態(tài)渣鐵的沖刷)、堿金屬和鋅高爐不同部位侵蝕強度示意圖高爐不同部位侵蝕強度示意圖高爐爐襯用耐火材料的損毀機理

為了使高爐熱態(tài)噴補技術(shù)成功地應(yīng)用在高爐爐襯修補中，必須全面了解高爐各部分爐襯侵蝕的程度及機理?？茖W工作者研究認為，高爐耐火材料內(nèi)襯被侵蝕的原因及其所占比例大體為:堿金屬侵蝕占40%;CO,H2O等的氧化作用占20%;耐磨損性占10%;導(dǎo)熱性差占10%;熱震損毀占15%;熔渣侵蝕占5%。由于高爐爐體各個部位工作條件和侵蝕機理的不同，對內(nèi)襯的侵蝕程度也不同。實際上高爐耐火材料內(nèi)襯的損毀，是以下幾種侵蝕破壞因素綜合作用的結(jié)果，高爐爐襯用耐火材料的損毀機理

為了使高爐熱態(tài)噴補技術(shù)成功地應(yīng)高爐長壽技術(shù)課件高爐長壽修復(fù)技術(shù)1、高爐噴補料:國內(nèi)多為半干法噴補料，品種比較單一，物理指標不高;國外技術(shù)多為濕法噴涂，為低水泥結(jié)合系統(tǒng)或無水泥結(jié)合系統(tǒng)的噴涂料，性能指標高，針對不同部位有不同成分的材料，更適合工況條件。2、硬質(zhì)壓入料:屬于引進消化技術(shù)，只適合做點維修，因此這里簡單帶過。3、壓力灌漿料:國內(nèi)品種及廠家比較少，武漢宏程、武漢冶建院等廠家；多屬于碳質(zhì)壓漿料。國外材料有比較致密的無水自流料灌漿等。高爐長壽修復(fù)技術(shù)1、高爐噴補料:國內(nèi)多為半干法噴補料，品種比

鋼鐵工業(yè)中高爐是主要的生產(chǎn)設(shè)備，提高高爐的壽命不僅可以介紹大量的大修費用，還能夠增加生鐵產(chǎn)量，為企業(yè)創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益。目前高爐的大型化和長壽化已成為發(fā)展趨勢。高爐維修技術(shù)對于保證生產(chǎn)順行和高爐長壽有重要作用，大型高爐在日常生產(chǎn)中所采取的維護技術(shù)有:高爐內(nèi)襯噴補(冷態(tài)噴補和熱態(tài)噴補;半干法噴補和濕法噴補)、硬質(zhì)料壓入法、壓力灌漿等主要措施。鋼鐵工業(yè)中高爐是主要的生產(chǎn)設(shè)備，提高高爐的壽命不僅可以一、高爐噴補技術(shù)進步從八十年代起，高爐噴補就在美國、日本、西歐等企業(yè)廣泛應(yīng)用。大連摩根、派力固、美國銘得、美固美特等企業(yè)在九十年代在國內(nèi)為多座大修高爐實施了噴補。隨著耐材技術(shù)和自動化裝備技術(shù)的進步，現(xiàn)在可以應(yīng)用濕法噴涂材料及熱態(tài)遙控自動噴補技術(shù)，不僅可以修補爐身內(nèi)襯，而且可以造襯，大大延長高爐使用壽命，二者的結(jié)合成為高爐噴補先進技術(shù)的發(fā)展趨勢。一、高爐噴補技術(shù)進步從八十年代起，高爐噴補就在美國、日本、西施工步驟1、休風：根據(jù)噴補部位停風降料面，一般只噴補爐身不需要將料面降到風口帶。2、降料面用覆蓋料壓火：覆蓋料一般用干水渣，隔絕空氣防止焦炭繼續(xù)燃燒，用覆蓋料可以托著反彈料，如在風口帶便于扒出反彈料，在爐內(nèi)易于熔融造渣。3、爐壁清洗，這樣能確保噴涂料良好附著到爐壁上。清洗方法：（1）利用高壓空氣和少量水（2）利用顆粒范圍在1-3mm石英砂噴砂清理爐壁（3）利用500公斤左右的高壓水進行清洗。4、噴涂耐火材料。5、復(fù)爐恢復(fù)正常生產(chǎn)。施工步驟1、休風：根據(jù)噴補部位停風降料面，一般只噴補爐身不需高爐長壽技術(shù)課件

洗爐中噴涂中洗爐中噴涂中噴補前噴補后噴補前噴補后噴補耐火材料的性能要求根據(jù)噴補的工藝特點,噴補料必須具備下列性能:(1)良好的粘結(jié)強度,使其能與受補面牢固地粘結(jié)為一體(2)重燒線變化率小;(3)回彈率低;(4)較高的耐火度和抗折強度;(5)氣孔率低;(6)耐磨性好;(7)抗CO侵蝕性好。噴補耐火材料的性能要求根據(jù)噴補的工藝特點,噴補料必須具備下噴補技術(shù)

半干法噴補:噴補料(骨料、粉料、結(jié)合劑、添加劑)通過高壓空氣送至槍口附近，同時水也輸送至該處，水與料經(jīng)過快速混合，噴射到需修補的高爐內(nèi)襯表面。我們目前也采用該技術(shù)噴涂，特別人工噴涂時。濕法噴涂(噴注技術(shù)):噴補料與水事先在攪拌機內(nèi)混合好，成為可以泵送的自流料，再通過高壓泵、管道等運送至噴補槍頭。在槍頭出同時加入液態(tài)的促凝劑，與濕料迅速混合，噴至修補面。噴補技術(shù)半干法噴補:噴補料(骨料、粉料、結(jié)合劑、添

濕法噴補工藝示意圖濕法噴補工藝示意圖高爐長壽技術(shù)課件高爐長壽技術(shù)課件高爐長壽技術(shù)課件國外濕法噴補料技術(shù)性能指標國外濕法噴補料技術(shù)性能指標

寶鋼用濕法噴補材料技術(shù)指標寶鋼用濕法噴補材料技術(shù)指標華西公司噴補料技術(shù)指標項目單位HXNCS-1HXNCS-2Al2O3%≥48≥58SiO2%≤40(SiC≥15)CaO%≤4.2≤2.9耐火度℃17501790體積密度g/cm3≥2.2≥2.4抗折強度110℃×24HMPa≥5≥6抗折強度1400℃×3HMPa≥7≥8耐壓強度110℃×24HMPa≥20≥25耐壓強度1400℃×3HMPa≥45≥50線變化率1400℃×3H%±0.5±0.5反彈率%≤15≤15華西公司噴補料技術(shù)指標項目單位HXNCS-1HXNCS-2A需要維修的時間一般情況下,450立方的高爐正常使用在3-4年就需要噴補一次,如西林鋼廠,黑龍江建龍等.也有使用一年多就噴補修復(fù)的,像珠?；浽ＸS3號高爐就是使用一年多.也有由于別的原因停爐后需要重新開爐的噴補造襯的.一次噴補施工基本上可以保持使用一年左右.以后每年進行噴補一次.西林鋼鐵三號高爐去年十月份噴涂的，今年10月又要再噴補。福建鑫海鋼鐵去年春節(jié)前噴涂的，今年8月份已經(jīng)又一次進行了噴涂。需要維修的時間一般情況下,450立方的高爐正常使用在3-4年近期業(yè)績1、高爐噴涂維修業(yè)績：黑龍江建龍3#高爐、西林鋼鐵2#高爐、珠海粵裕豐2#、3#高爐兩次噴補。2、熱風爐噴維修涂業(yè)績：河北津西9#高爐熱風爐。3、高爐維修壓漿珠?；浽ＸS3座高爐、徐州圣戈班10#高爐、黑龍江建龍3座高爐、湖北新冶鋼2座高爐等近期業(yè)績1、高爐噴涂維修業(yè)績：二、硬質(zhì)壓入維修硬質(zhì)壓入維修:機側(cè)壓力18.8MPa，爐側(cè)壓力為5MPa。相當于普通壓入設(shè)備的十倍，壓入維修后使用壽命3個月以上。使用在爐身中下部、爐腰、爐腹部位有爐料的區(qū)域。采用復(fù)合樹脂為結(jié)合劑，強調(diào)材料的耐磨性、施工作業(yè)性、適當?shù)挠不瘯r間、擴展性和與內(nèi)襯良好的粘結(jié)性。二、硬質(zhì)壓入維修硬質(zhì)壓入維修:機側(cè)壓力18.8MPa，爐側(cè)

傳統(tǒng)的壓入維修:一般選用水泥結(jié)合的高鋁質(zhì)壓入料，泵側(cè)壓力一般2--3MPa，爐側(cè)壓力一般小于0.5MPa。壓入料施工體硬化遲緩，高水分蒸發(fā)容易炸裂，材料氣孔率高，強度低，因而壽命較短。由于壓入料受到爐內(nèi)溫度和壓力設(shè)備的限制，進行壓入維修的部位在高爐爐身中部以上全部有爐料的部位。一般為點維修，不能進行大面積維修，在高爐長壽維修中應(yīng)用不很多，施工的數(shù)量不大。目前硬質(zhì)壓入維修國內(nèi)多為借鑒和吸收國外先進技術(shù)，其技術(shù)及裝備與國外相差不大。

傳統(tǒng)的壓入維修:一般選用水泥結(jié)合的高鋁質(zhì)壓入料，泵側(cè)

國產(chǎn)硬質(zhì)壓漿料的理化指標國產(chǎn)硬質(zhì)壓漿料的理化指標三、壓力灌漿目的:生產(chǎn)以后，爐缸周圍碳磚逐漸受到侵蝕。當爐缸側(cè)壁電偶溫度上升或鐵口周圍冒煤氣火大的時候，需要對爐底爐缸進行灌漿(向耐火磚與爐皮之間灌漿)。目的是防止爐皮與耐火磚之間產(chǎn)生間隙，保證良好的導(dǎo)熱性能，以便冷卻壁能發(fā)揮應(yīng)有的效果。設(shè)備工作壓力：最大10MPa。工作能力：由無級變速控制，2噸/小時。三、壓力灌漿目的:生產(chǎn)以后，爐缸周圍碳磚逐漸受到侵蝕徐州圣戈班壓漿2009年5月徐州圣戈班鋼鐵由于10#高爐爐底溫度過高，其中位于陶瓷杯和碳磚之間的四根熱電偶溫度都在900℃以上，其中位于東南角上的熱電偶溫度達到1125℃；但是爐底溫度不高，經(jīng)過診斷，確定是由于爐缸周圍煤氣外溢造成的，因此鋼鐵廠果斷采取措施，使用華西生產(chǎn)的高導(dǎo)熱無水壓入密封料進行壓漿，使爐底溫度得到很好的控制。徐州圣戈班壓漿2009年5月徐州圣戈班鋼鐵由于10#高爐爐底雙鴨山建龍壓漿建龍在2009年7月8日的現(xiàn)場觀察的情況是：2號爐爐底的8個熱電偶溫度在400℃以上，其中最高那個溫度達到456℃，當開爐底下的孔后，點燃的煤氣長度約在半米左右，說明爐底已經(jīng)嚴重漏煤氣，爐缸側(cè)壁開孔后煤氣也可以點燃，說明整個爐缸周圍的搗打料已經(jīng)沒有了；這時壓入高導(dǎo)熱的密封料對于高爐的維護十分重要。這就是我們壓漿的依據(jù)雙鴨山建龍壓漿建龍在2009年7月8日的現(xiàn)場觀察的情況是：2湖北大冶爐缸灌漿位于爐缸周圍的十四個熱電偶溫度都比較高，特別是位于14號風口正下方的TE24熱電偶溫度1058℃；位于9、10號風口下的TE32溫度達到1037℃；位于4號風口下的TE36溫度達到970℃等，絕大部分溫度都在800℃以上，而且鐵口附近煤氣泄露非常嚴重。湖北大冶爐缸灌漿位于爐缸周圍的十四個熱電偶溫度都比較高，高爐長壽技術(shù)課件壓漿部位選定a、爐缸側(cè)壁溫度高的部位b、鐵口冒煤氣大的區(qū)域c、爐底溫度過高部位d、爐殼爐皮發(fā)紅處e、維護性，以前灌過漿的孔f、爐喉鋼磚后部空腔壓漿部位選定a、爐缸側(cè)壁溫度高的部位尋找開孔部位尋找開孔部位爐底壓漿孔的位置爐底壓漿孔的位置開孔①耐材內(nèi)襯②爐殼③⑥⑧短管⑤球閥⑦快速接頭⑨軟管其中:③一⑥需在何只孔上安裝，⑦一⑨在壓入配管上。首先需鉆通爐殼，鉆孔直徑需與壓入配管配套;然后再將冷卻壁間耐火材料內(nèi)襯鉆通，到達冷卻壁后壁磚襯。開孔①耐材內(nèi)襯②爐殼③⑥⑧短管⑤球閥⑦快速接頭⑨軟高爐長壽技術(shù)課件

爐底爐缸灌漿碳素料指標要求

項目水分灰分揮發(fā)分固定碳粘接強度保證值<1<6<39>54>1實際值0.5337601.4采用電鍛無煙煤（灰分<14）或電鍛石油焦（灰分<1）作為主要原料，運用先進的抗氧化技術(shù)，加入高導(dǎo)熱碳油、增塑劑和作業(yè)賦予劑，通過熱固后的密封料，具有很強的韌性和塑性及抗氧化性，導(dǎo)熱性能更好，使密封料抗煤氣沖刷及抗氧化的能力得到顯著提高。能有效的阻止煤氣沿冷卻壁流動和外溢，起到比較好的密封性能。

爐底爐缸灌漿碳素料指標要求

項目水分灰分揮發(fā)方法和步驟:a.選定部位;b.在選定位置上，對爐皮開孔;c.將孔內(nèi)填料清除至磚處;d.焊上短管(帶有閥門);e.聯(lián)接好灌漿管子，進行壓力灌漿。壓力控制在4MPa左右，灌漿的量控制在每孔200-300Kg/次方法和步驟:高爐長壽技術(shù)課件施工過程施工過程

爐底灌漿技巧

采用碳質(zhì)泥漿與重油交替施工時，采用先灌入重油，然后再接著灌入碳質(zhì)泥漿的方法。這種方法起到了至關(guān)重要的作用，原先僅僅用碳質(zhì)泥漿灌不進的孔，使用重油開路后，碳質(zhì)泥漿也可以灌入了。爐缸灌漿量比以前有了很大的提高，對保護爐缸壽命，促進高爐長壽起到了一定的作用。重油固定碳含量高，粘度稀。爐底灌漿技巧采用碳質(zhì)泥漿與重油交替施工時，采用先灌入重油碳質(zhì)壓入泥漿性能指標項目單位數(shù)值體積密度g/cm3≥1.3烘干耐壓強度（110×24h）MPa≥15粒度上限mm1C含量%≥50導(dǎo)熱系數(shù)（350±25℃）W/(m.k)≥6用于高爐爐底壓入密封。碳質(zhì)壓入泥漿性能指標項目單位數(shù)爐缸側(cè)壁灌漿技巧爐缸側(cè)壁點壓入，沿冷卻壁間隙位置，尋找發(fā)熱點進行開孔，開孔的位置不能破壞爐殼的接縫處和冷卻壁的完整性，開孔要穿過冷卻壁間隙。開孔處垂直焊接15厘米長的一端帶絲的短管，連接球閥，球閥外接一個短接；以便連接壓漿管；壓漿由操作熟練的技術(shù)工人控制壓漿過程，特別是根據(jù)經(jīng)驗判斷進行壓力控制，壓入量的多少根據(jù)現(xiàn)場的情況靈活掌握。爐缸側(cè)壁灌漿技巧爐缸側(cè)壁點壓入，沿冷卻壁間隙位置，尋碳化硅質(zhì)壓入泥漿性能指標

項目單位數(shù)值體積密度g/cm3≥1.8烘干抗折強度（110×24h）MPa≥6線變化率（1400℃×3h）%±0.5SiC含量%≥70導(dǎo)熱系數(shù)（350±25℃）W/(m.k)≥8用于爐缸側(cè)壁導(dǎo)熱區(qū)的搗打料部位壓入密封。碳化硅質(zhì)壓入泥漿性能指標

項目單位數(shù)磷酸鹽高強壓入密封料

項

目單

位數(shù)

值體積密度g/cm3≥2.2烘干耐壓強度（110℃×24h）×24h）MPa≥20烘干抗折強度（110℃×24h）MPa≥4.5Al2O3含量%≥50線變化率（1000℃×3h）%≤0.5用于爐喉鋼磚后壁壓入密封。磷酸鹽高強壓入密封料

項目單位數(shù)遇到的問題福建億鑫鋼鐵有限公司中修后的1號爐2008年11月開爐，由于高爐設(shè)計和施工存在缺陷，2009年在開爐不到