CN101649365A - 一种高炉灌浆方法 - Google Patents

Abstract

一种高炉灌浆方法，目的是提高高炉灌浆成功率；本发明用红外成像扫描及红外测温仪对高炉炉壳测温，找出温度相对高的位置；以此位置为基准点，在上、下、左、右相邻安装的二至三块冷却壁之间的竖向或横向接口处钻孔；先用空心钻头钻通炉壳，再钻通炉壳与冷却壁之间填料；继续向前钻孔，钻通冷却壁，再钻通砖衬与冷却壁之间的不定形捣打料或浇注料；清理钻孔通道；疏通润滑和预热灌浆通道；灌浆数量上限值控制在60kg～120kg；确定适宜的灌浆压力，当砖衬的砖型小、砖型未设锁砖槽时，灌浆压力要相对低些，一般控制在1.0～1.5MPa；当砖衬砖型大、砖型有锁砖槽时，灌浆压力相对高些，一般控制在1.0～3.0MPa。

Description

一种高炉灌浆方法

技术领域

本发明涉及一种高炉灌浆方法。

背景技术

高炉投产后因经常休风，如计划检修休风、更换风口休风等，造成内衬热胀冷缩，使内衬与冷却器之间产生缝隙，影响导热，并产生窜煤气通路，导致炉壳温度升高和泄漏煤气，因此必须设法在高炉内衬与冷却壁之间的空隙内灌入泥浆，堵塞窜煤气通道。现有灌浆方法存的主要缺陷是灌浆孔定位不准，不能准确定位到产生空隙的位置；灌浆料粒度组成不合理，流动性不够，灌浆料混匀性差，导致灌浆过程中浆料不能顺利沿灌浆孔通道和空隙缝流动和渗透，浆料无法顺利堵塞砖衬与冷却器之间的窜气空隙；灌浆孔内的碎屑颗粒清理不干净，这些碎屑颗粒很容易堵塞灌浆通路和微小的缝隙，使灌浆料不能顺利填充到砖衬与冷却器之间的微小空隙内；灌浆孔重复利用灌浆时，不能疏通清理上次灌浆时留在灌浆短管和灌浆通道内的半凝固或已凝固的浆料，使新灌浆料无法到达炉内砖衬与冷却器之间微小空隙内。

发明内容

本发明目的是为克服上述已有技术的不足，提供一种可提高高炉灌浆成功率的高炉灌浆方法。

本发明方法是：

(1)用红外成像扫描及红外测温仪对高炉炉壳测温，找出温度相对较高的位置，然后以此位置为基准点，在上、下、左、右相邻安装的二至三块冷却壁之间的竖向或横向接口处钻孔，该接口宽度一般为15～40mm，钻孔深度按图纸标注尺寸计；目的是不破坏冷却壁；

(2)先用直径32mm的空心钻头钻通炉壳，再钻通炉壳与冷却壁之间填料，露出冷却壁后，用金属探针插入确认是否为相邻冷却壁之间的接缝，该接缝处一般填充不定形材料，硬度大大低于铸铁或铜冷却壁的硬度，用金属探针插入能做出比较准确的判断，如果位置有偏移，则调整钻孔位置，使钻孔位置正好处于相邻冷却壁的接缝处；

(3)继续用直径32mm的空心钻头向前钻孔，钻通冷却壁，再钻通砖衬与冷却壁之间的不定形捣打料或浇注料；如果相邻冷却壁之间接缝宽度小于32mm，则钻孔过程中切削掉两边较少的铸铁或铜质冷却壁体，对冷却壁基本不会构成损坏，而且通过感受钻机的振动和阻力可以确认何时钻通到达冷却壁的前端热面，再往前就是砖衬与冷却壁之间的不定形捣打料或浇注料，由于不定形材料的硬度与定型炉衬砖有较大差别，通过感受钻机的振动和钻孔阻力可以比较准确地判断钻头到达的位置；如果发现阻力突然变大时应及时停钻，说明已经钻通冷却壁与砖衬之间的不定形材料，钻孔前沿已经到达砖衬冷面。

其他标高相同或接近位置钻孔，则参照前面用空心钻探测准确的深度，只需要用空心钻钻通炉壳和炉壳与冷却壁间的填料层即可，再往里可以用电锤或冲击钻钻通冷却壁间的填料和砖衬与冷却壁间的不定形材料，钻孔过程中感受到阻力突然增大时且钻孔深度与前面用空心钻探测出的深度接近时(深度差值一般在±0～30mm)停钻，这样可以尽量避免损坏高炉砖衬。

(4)清理钻孔通道；取掉钻机后，手工掏出里面的钻孔碎屑颗粒，清理掉最深处的松动材料，将外径15～20mm的钢管插入钻孔通道内，钢管后端接胶皮管，胶皮管接压缩空气或压缩氮气，打开压缩空气或压缩氮气进行吹扫，进一步清理钻孔通道内的碎屑。

(5)疏通润滑和预热灌浆通道；在正式灌浆前先灌重油或焦油，每个灌浆孔灌3～10kg重油或焦油，可以起到疏通、润滑灌浆通道的作用，对正式灌浆很有帮助，可在一定程度上降低灌浆压力，或在相同灌浆压力下增大有效灌浆数量。焦油需要提前预热到100～150℃，以改善流动性。先灌重油或预热焦油有两个作用，其一，能起到润滑灌浆通道的作用，使焦油结合的炭素泥浆随后灌入时流动性更好，其二，检验灌浆通道是否畅通，如果疏通用的重油或预热焦油不能顺利灌入，则表明灌浆孔道不同，需要重新疏通或重新钻孔。

(6)控制灌浆量；新钻的灌浆孔，第一次灌浆量不宜太多，防止灌入的浆料在炉内受热膨胀时有可能造成砖衬受压变形、移动，砖衬和冷却器之间的缝隙也有可能因砖衬变形、移动而增大，灌浆数量上限值一般控制在60kg～120kg，即使灌浆压力没有达到设定上限，灌浆量达到设定上限时，也应停灌。该灌浆孔在以后定检时再分次逐渐灌满。

灌浆压力未达到设定值且灌浆数量较多时，有可能是灌浆通道已经与高炉内部联通，灌浆料大部分进入了炉衬热面炉内，这样不仅达不到填充缝隙的作用，还有可能造成其他不利影响，如因灌浆料突然过热后发生膨胀爆振，对砖衬的稳定性产生不利影响。

(7)确定适宜的灌浆压力；灌浆压力过高容易造成砖衬受压变形、移动，灌浆压力过低浆料不能成功进入砖衬与冷却器之间的微小空隙内，因此，针对高炉内衬砖型的大小、结构、材质、砌筑工艺，在积累以往灌浆经验的基础上，结合图纸参数逐步微调每次灌浆的压力，目标是既不破坏砖衬的稳定性又尽量使浆料灌入微小空隙内。当砖衬的砖型小、砖型未设锁砖槽时，灌浆压力要相对低些，一般控制在1.0～1.5Mpa；当砖衬砖型大、砖型有锁砖槽时，灌浆压力相对高些，一般控制在1.0～3.0Mpa。

投产后高炉炉缸砖衬与冷却壁之间灌浆，一般采用焦油结合的炭素泥浆，该种灌浆料在常温(-15～35℃)下粘度大流动性很差，应预热到80℃左右才能使流动性符合灌浆要求，为此采用水浴加热池，水浴加热池下部用焦炉煤气火加热，在水中将灌浆料(铁桶包装，每桶25kg左右)预热到80℃左右，改善灌浆料的流动性，而且水浴加热温度控制简单、均匀、安全，效果好于直接用煤气火加热。

将灌浆料中细粉粒度由≤2mm改进成-200目占90％以上，最大颗粒为100目，改进后的焦油结合灌浆料预热后粉液混匀性大幅度改善，基本消除了粉液分层现象，疏送性、流动性和延展性能也得到较大提高。

使用焦油结合炭素泥浆灌浆的优越性之一是，因灌浆料在400℃以上的温度才开始缓慢析出挥发物炭化，在200℃以下仍为液体，常温下基本失去流动性，灌浆孔道的大部分区域内，灌浆料仍为液体状态，因此同一个灌浆孔可以重复多次利用灌浆，这就可以减少炉壳开孔数量，最大限度保持炉壳的结构强度和气密性。

在已经灌过泥浆的灌浆孔短管和温度低于80℃的通道区域内，焦油结合的炭素泥浆呈半凝固状态，再次灌入泥浆时，先用工具手工掏孔，再用电加热棒或热金属棒插入灌浆孔道进行加热升温，使灌浆通道内的浆料由半凝固状变成自由流动的液体，这样对于再次灌入泥浆有很大的帮助，电加热棒或热金属棒的直径为18～25mm，温度100～200℃。以往没有采用电加热棒或预热金属棒插入预热工序时，经常不能再次成功灌入泥浆。

本发明灌浆孔定位准，能准确定位到产生空隙的位置；灌浆料粒度组成合理，流动性好，灌浆料混匀性好；灌浆孔内的碎屑颗粒可清理干净，灌浆孔重复利用灌浆时，能疏通清理上次灌浆时留在灌浆短管和灌浆通道内的半凝固或已凝固的浆料，使新灌浆料到达炉内砖衬与冷却器之间微小空隙内，提高了高炉灌浆的成功率。

具体实施方式

灌浆泵采用附加回流装置的螺杆泵，螺杆泵出口设压力表和旁通泄压回流装置，灌浆泵采用液压驱动，液压站和螺杆泵分离，螺杆泵体积小巧，重量轻安装移动小轮，两人即可方便地在高炉周围的操作平台移动螺杆泵并实施灌浆操作。

直径32mm的空心钻，空心钻头的头部为镶嵌焊接耐磨合金刀头，连接杆为内丝罗纹，可分段连接，连接后的钻杆总长度根据需要可灵活调整，在能达到钻孔深度的前提下尽量使用最短的钻杆能改善钻孔过程的稳定性，减少抖动。钻机通水冷却钻头和钻杆，冷却水经过钻杆内空腔流入钻头前端，顺钻孔通道流出，一般钻孔机和钻孔数量的配置比例为1～3.5∶1，空心钻头和钻孔数量的配置比例为1～3∶1。直径12mm～28mm、钻杆长度500mm～1000mm；一般配备两部电锤，钻杆2～3支；电加热棒或钢棒直径为18mm～25mm，长度为1000mm～1500mm，电加热棒或钢棒的手持部分外包绝热护套把柄，方便手持和插拔，预热后的电加热棒或钢棒温度控制到100℃～200℃。

掏孔工具，直径6mm～10mm，头部轧扁，最薄处0.8mm左右，磨制成圆弧扇形铲状，再弯成90°左右，弯制后的圆弧扁铲头部尺寸一般为10mm～20mm，以方便顺利进出钻孔通道；金属探针的直径5mm～8mm，长度30mm～50mm钢棒，头部磨制成锥状尖头。外径等于15mm～20mm、长度为800mm～1500mm的钢管，钢管一端为手持部分，靠近手持部分安装球阀，用于开闭吹扫用的氮气或压缩空气，靠近手持部分的球阀入口连接短管并与胶皮管连接，胶皮管长15m～30m，钢管与胶皮管连接处用螺旋钢卡旋紧固定，确保胶皮管与钢管连接紧密。

本发明方法已经在太原钢铁(集团)有限公司炼铁厂4号高炉(有效容积1650m3)风口大套下沿200mm位置，钻孔深度390～400mm，新钻21个灌浆孔，成功灌入的孔数为18个，灌浆成功率达到85.7％，灌入量5～100kg/个孔，灌浆压力1.0～2.5Mpa。灌浆后炉壳煤气泄漏量大幅度减少，炉缸砖衬温度平均降低16℃，最大降幅26℃，且高炉送风一周后砖衬温度基本平稳运行，取得了良好的效果。

Claims (4)

1、一种高炉灌浆方法，其特征是：

(1)用红外成像扫描及红外测温仪对高炉炉壳测温，找出温度相对高的位置；以此位置为基准点，在上、下、左、右相邻安装的二至三块冷却壁之间的竖向或横向接口处钻孔；

(2)先用直径32mm的空心钻头钻通炉壳，再钻通炉壳与冷却壁之间填料，露出冷却壁后，用金属探针插入确认是否为相邻冷却壁之间的接缝，该接缝处一般填充不定形材料，硬度大大低于铸铁或铜冷却壁的硬度，用金属探针插入能做出比较准确的判断，如果位置有偏移，则调整钻孔位置，使钻孔位置正好处于相邻冷却壁的接缝处；

(3)继续用直径32mm的空心钻头向前钻孔，钻通冷却壁，再钻通砖衬与冷却壁之间的不定形捣打料或浇注料；通过感受钻机的振动和钻孔阻力来判断钻头到达的位置；如发现阻力突然变大时及时停钻，避免损坏高炉砖衬；

(4)清理钻孔通道；取掉钻机后，手工掏出里面的钻孔碎屑颗粒，清理掉最深处的松动材料，将外径15～20mm的钢管插入钻孔通道内，钢管后端接胶皮管，胶皮管接压缩空气或压缩氮气，打开压缩空气或压缩氮气进行吹扫，进一步清理钻孔通道内的碎屑。

(5)疏通润滑和预热灌浆通道；在正式灌浆前先灌重油或焦油，每个灌浆孔灌3～10kg重油或焦油，可在一定程度上降低灌浆压力，或在相同灌浆压力下增大有效灌浆数量；焦油需要提前预热到100～150℃，以改善流动性；

(6)控制灌浆量；新钻的灌浆孔，第一次灌浆量不宜太多，防止灌入的浆料在炉内受热膨胀时可能造成砖衬受压变形或移动；灌浆数量上限值控制在60kg～120kg；该灌浆孔在以后定检时再分次逐渐灌满；

(7)确定适宜的灌浆压力，当砖衬的砖型小、砖型未设锁砖槽时，灌浆压力要相对低些，一般控制在1.0～1.5Mpa；当砖衬砖型大、砖型有锁砖槽时，灌浆压力相对高些，一般控制在1.0～3.0Mpa。

2、如权利要求1所述的高炉灌浆方法，其特征是投产后高炉炉缸砖衬与冷却壁之间灌浆，采用焦油结合的炭素泥浆，该种灌浆料应预热到80℃。

3、如权利要求1或2所述的高炉灌浆方法，其特征是在已经灌过泥浆的灌浆孔短管和温度低于80℃的通道区域内，焦油结合的炭素泥浆呈半凝固状态，再次灌入泥浆时，先用工具手工掏孔，再用电加热棒或热金属棒插入灌浆孔道进行加热升温，使灌浆通道内的浆料由半凝固状变成自由流动的液体。

4、如权利要求3所述的高炉灌浆方法，其特征是电加热棒或热金属棒的直径为18～25mm，温度100～200℃。