一种高炉常温固化非水系浆料施工方法
技术领域
本发明属于高炉工程施工技术领域,特别是提供了一种高炉常温固化非水系压浆料施工方法,在高炉炉壳与冷却壁之间填充浆料,适用于新建大型高炉。
背景技术
高炉长寿技术是炼铁生产的关键技术之一,高炉炉底炉缸的使用寿命决定一代高炉的使用寿命,目前新建和在用大型高炉炉底炉缸普遍采用“热解决法”高炉长寿技术,“热解决法”长寿高炉在炉底炉缸区域采用碳质耐火材料,同时随着高炉容积的增加和长寿技术装备的发展,炉缸越来越多使用铜冷却壁,炉缸铜冷却壁的壁体厚度要小于铸铁冷却壁的壁体厚度,在炉缸冷却壁热面平其的条件下,不同材质炉缸冷却壁与炉壳之间的缝隙宽度变化很大。“热解决法”长寿技术的关键是使冷却壁能充分发挥其冷却效果,填充好高炉炉壳与冷却壁之间浆料对减少和避免炉皮串气,充分发挥冷却壁冷却效果起着非常重要的作用。
为了满足高炉长寿和施工组织的要求,高炉炉缸普遍使用树脂或硅溶胶结合无水压入泥浆,同时采用了常温固化技术。由于高炉筑炉施工时部分材料、人员和工具需要从铁口或风口进入炉内,目前高炉炉缸压浆普遍采用炉壳开孔压浆方法。专利号200810047944.9分布了一种高炉压入灌浆造衬施工方法,用于高炉生产中后期的维修施工,如高炉炉缸、炉膛、炉身等部位出现的煤气泄露,甚至出现的炉壳局部烧红、炉衬部位剥蚀等现象,它的主要步骤是炉壳开孔、焊接压浆嘴、压浆。虽然该专利设定了压浆料材质、压浆压力和压浆数量,但总体来说属于砌筑后炉外压浆施工,高炉炉缸采用铜冷却壁后,炉缸区域冷却壁与炉壳之间的缝隙宽度和形状差别很大,为满足施工要求,需要对浆料粒度和结合剂加入量做相应的调整,在这种条件下,准确掌握施工界面的位置对于保证浆料的填充效果是非常重要的,采用外部压浆方法很难控制好浆料的填充高度和填充效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高炉常温固化非水系压浆料施工方法,克服了现有技术的缺点和不足,解决了高炉炉缸浆料的施工问题,特别适用于高炉采用铜冷却壁的炉缸结构的压浆,提高压浆料填充质量和施工效果,使冷却壁与炉皮之间的浆料能够更加密实均匀。
本发明采用的技术解决方案如下:
1、在保证浆料质量性能的前提下,根据冷却壁与炉皮之间缝宽度大小、施工环境温度情况,选择确定浆料种类和结合剂加入量。当填充缝在20-40mm范围时,采用树脂结合浆料,其最大临界粒度为1mm,结合剂加入量为粉料重量的30%-35%,冬季施工结合剂加入量取上限,春秋季施工结合剂加入量取中限,夏季施工结合剂加入量取下限;当填充缝在20-150mm范围时,采用硅溶胶结合浆料,最大临界粒度为3mm,结合剂加入量为粉料重量的11%-15%,冬季施工结合剂加入量取上限,春秋季施工结合剂加入量取中限,夏季施工结合剂加入量取下限。
2、安装完第一段、第二段冷却壁后,暂停安装冷却壁,在高炉内部搭施工平台,填充好冷却壁之间的缝隙,封闭好冷却壁进出水管的炉壳扣碗。
3、采用泵送自流浇注施工,在内侧圆周一般均匀设4个自流浇注施工位置,4个施工位置按照一个方向顺序进行施工,保证各处灌浆料填充密实。浇注高度距离第二段冷却壁上沿150-200mm时停止施工,使两次施工的压浆料结合处与冷却壁横缝不重合,保证和提高冷却壁横缝的填充效果。
4、按照与上面步骤2、3同样的方法进行两次炉内自流浇注。一次是安装完第三段铜冷却壁,浇注高度距离第三段铜冷却壁上沿150-200mm时停止施工;另一次是安装完第四、第五段铸铁冷却壁,浇注高度距离第五段铸铁冷却壁上沿300-500mm时停止施工。
5、炉缸测温热电偶套管穿过炉皮和冷却壁与炉内相通,在炉皮外的热电偶套管上方开个两个压浆孔,在炉内炭砖砌筑到相应标高位置安装好测温热电偶后,从其中一个孔进行灌浆处理,另一个孔冒浆时即关闭后继续施工,保证压浆料能进入到炉内炭砖内部热电偶沟槽,同时对炉缸炭砖与冷却壁之间的缝隙进行补充填充。
6、高炉砌筑完风口组合砖,以及风口大套安装调试完毕不再拆除时,进行风口区域高炉外部压浆,在第六段冷却壁开4个孔,其中2个在冷却壁下部为压浆孔,2个在冷却壁上部为观察孔。采用泵送压浆,当观测孔有浆料溢出即关闭,继续压浆到浆料面超过第六段冷却壁上沿200-300mm,使整个风口区域充满压浆料。
本发明的创新在于:根据冷却壁与炉皮之间的宽度情况,选择确定采用的浆料种类;对于风口区域以下的部位采用内部自流浇注施工;风口区域冷却壁与炉皮之间缝隙小且形状复杂,同时受高炉砌筑和风口设备安装工序影响,采取外部压浆施工,在风口区域炉皮设有压浆孔和观测孔;加强对热电偶套管的灌浆处理,防止热电偶套管串气,同时对炉缸冷却壁与衬砖之间的串气通道进行辅助填充。
附图说明
图1为内部灌浆施工示意图。其中,炉皮1、铸铁冷却壁2、铜冷却壁3、压浆料4、出铁口5。
图2为风口区域外部压浆示意图。其中,铸铁冷却壁2、压浆料4、风口组合砖6、风口大套7、压浆孔8、观察孔9。
图3为热电偶套管灌浆示意图。其中,炉皮1、铸铁冷却壁2,铜冷却壁3、灌浆孔8、热电偶套管10、热电偶11、炉内炭砖12。
具体实施方式
图1~图3为本发明的一种具体实施方式。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明:
迁钢三号高炉冷却壁第一段为铸铁冷却壁2,第二段、第三段为铜冷却壁3,第四段、第五段和第六段为铸铁冷却壁2,其中出铁口5在第四段冷却壁,风口大套6在第六段冷却壁。铸铁冷却壁2与炉皮1之间的宽度约为30mm,铜冷却壁3与炉皮1之间的宽度为100mm,炉皮1与铸铁冷却壁2、铜冷却壁3之间的间隙差异较大。在施工过程中选择确定好浆料4种类后,结合施工季节对结合剂加入量进行适当调整,使浆料流动性适中保证填充效果。
1、在保证浆料质量性能的前提下,根据铸铁冷却壁2、铜冷却壁3与炉皮1之间缝大小、施工环境温度情况,选择确定浆料4种类和结合剂加入量。迁钢三号高炉填充缝宽度在30-100mm范围,采用了硅溶胶结合浆料4,最大临界粒度为3mm。炉缸一至五段冷却壁采用炉内自流灌浆,春季进行施工,结合剂加入量为13%-14%;炉缸六段冷却壁采用炉壳外压浆施工,秋季进行施工,结合剂加入量为13%-14%。
2、安装完第一段铸铁冷却壁2、第二段铜冷却壁3后,暂停安装冷却壁,进行炉内自流灌浆作业,先在高炉内部搭好施工平台,填充好冷却壁之间的缝隙,封闭好冷却壁进出水管的炉壳扣碗。
3、采用泵送自流浇注施工,在内侧圆周一般均匀设4个自流浇注施工位置,4个施工位置按照一个方向顺序进行施工,保证各处灌浆料4填充密实。浇注高度距离第二段铜冷却壁3上沿150-200mm时停止施工,使两次施工的压浆料结合处与冷却壁横缝不重合,保证和提高冷却壁横缝的填充效果。
4、按照上面步骤2、3同样的方法进行两次炉内自流浇注灌浆,一次是安装完第三段铜冷却壁3,浇注高度距离第三段铜冷却壁3上沿150-200mm时停止施工;另一次是安装完第四和第五段铸铁冷却壁,浇注高度距离第五段铸铁冷却壁2上沿300-500mm时停止施工。使两次施工的浆料结合处与冷却壁横缝不重合,保证和提高冷却壁横缝的填充效果,同时便于第六段铸铁冷却壁2进行外部压浆施工时在炉皮1的开孔。
5、炉缸测温热电偶11穿过炉皮1和冷却壁与炉内相通,在热电偶套管10上方开2个灌浆孔8,在炉内炭砖12砌筑到相应标高位置安装好测温热电偶11后,从其中一个灌浆孔8进行灌浆处理,另一个灌浆孔8冒浆时即关闭后继续施工,保证灌浆料能进入到炉内炭砖12内部热电偶沟槽,同时对炭砖12与铜冷却壁3或铸铁冷却壁2之间的缝隙进行补充填充。
6、高炉砌筑完风口组合砖6,以及风口大套7安装调试完毕不再拆除时,进行风口区域高炉外部压浆,在第六段铸铁冷却壁2开4个孔,其中2个孔在铸铁冷却壁2下部为压浆孔8,2个孔在铸铁冷却壁2上部为观察孔9。采用泵送压浆,当观测孔9有浆料溢出即关闭,继续压浆到浆料面超过第六段冷却壁上沿200-300mm,使整个风口区域充满压浆料4。