CN110846449A - 高炉开孔清渣方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冶金工程施工技术领域，公开了一种高炉开孔清渣方法。该方法包括如下步骤，沿高炉的冷却壁的边界及冷却壁之间的交接处进行开孔，开孔的高度大于或等于小型挖掘机进出炉缸的高度，开孔的宽度满足破碎机施工要求；开孔完成后，利用小型挖掘机清理完出渣口处的炉料；破碎机进入炉内，进一步破碎残铁，将残铁块提吊至清渣口处进行转运。本发明的高炉开孔清渣方法充分利用炉内冷却壁的安装位置开口，对冷却壁不造成损坏，可重复利用，同时利用小型挖掘机和破碎机进行炉内清理，节省施工时间，提高工作效率，节约了放工成本。
Description
技术领域
本发明涉及冶金工程施工技术领域，尤其是一种高炉开孔清渣方法。
背景技术
高炉的开孔清渣是高炉检修维护的一个重要环节，为了将高炉内残铁及炉料清理出来，进行炉体耐材修复及冷却设备及炉底炉缸炭砖全部更换。需要在在高炉炉体下部上开一个清渣口，清渣口的尺寸确定，开孔位置和大小的确定直接影响后续工作清渣的顺利进行、残铁的清理运输和后期炉壳的安装焊接时间。清渣孔开孔位置和大小的应充分考虑残铁爆破后残铁重量、现场具体情况、卷扬机的布置及破碎机、挖掘机站位作业等情况确定。常规的开孔方式会对炉身造成损坏，多次开孔后会影响高炉的强度的密闭性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高炉开孔清渣方法，其可以重复开孔，而不对炉身造成破坏。
本发明公开的高炉开孔清渣方法，包括如下步骤：
沿高炉的冷却壁的边界及冷却壁之间的交接处进行开孔，开孔的高度大于或等于小型挖掘机进出炉缸的高度，开孔的宽度满足破碎机施工要求；
开孔完成后，利用小型挖掘机清理完出渣口处的炉料；
破碎机进入炉内，进一步破碎残铁，将残铁块提吊至清渣口处进行转运；
残铁清除后，用破碎机清除炉缸环碳上矿渣和余下碳砖凿除，边角部分采用风动凿岩机进行破除，将炉内残料从清渣口清至炉外；
炉底、炉缸的残铁、矿渣及碳砖清理完毕后，在炉内搭设脚手架施工平台，在炉顶煤气封罩安装保护棚，进行炉身清理；
炉身清理完毕后，清除炉缸剩余耐材。
优选地，在高炉开孔时，根据确定的开孔位置将相关开口尺寸标注到炉壳上，采用火焰切割的方式对在炉壳标记好开口线进行人工火焰切割，将该部位炉壳切割下来，利用挖掘机和卷扬机将炉壳和洞口的冷却壁拖离现场。
优选地，所述开孔的底部位于第一带冷却壁底部，顶部位于第二带冷却壁和第三带冷却壁交界处，开孔包含第一带冷却壁和第二带冷却壁中的各4块相邻的冷却壁。
优选地，在开孔后，清渣之前，先在清渣口下沿焊接碳砖保护钢板，碳砖保护钢板的高度高于第一层碳砖5-8cm，以免机械进入炉内损坏炉底碳砖。
优选地，在高炉开孔后，在开孔外利用清渣口区域钢渣堆填清渣作业施工坡道。
优选地，在小型挖掘机不能继续清理炉内深处的炉料时，采取爆破方式将出渣口处得残铁和碳砖爆破，清理后再爆破，依次向炉内推进。
优选地，在破碎机进入高炉后，先用破碎机和风动凿岩机在清渣口处清理出一个固定平面，将两个液压千斤顶安置于残铁下顶升一定高度后，安放垫块，用锁链将残铁块套牢，用安装在炉顶的卷扬机将残铁块吊离残铁面，并提升至清渣口处，由清渣口处的大挖机，将残铁块牵引至清渣口外，用汽车吊将残铁块吊到运渣车辆上外运。
本发明的有益效果是：本发明的高炉开孔清渣方法充分利用炉内冷却壁的安装位置开口，对冷却壁不造成损坏，可重复利用，同时利用小型挖掘机和破碎机进行炉内清理，节省施工时间，提高工作效率，节约了放工成本。
附图说明
图1是本发明高炉总体的俯视简图；
图2是开孔处的剖视图；
图3是开孔处的立面视图。
附图标记：高炉1，开孔位置2，第一带冷却壁3，第二带冷却壁4，第三带冷却壁5。
具体实施方式
下面对本发明进一步说明。
本发明公开的高炉开孔清渣方法，包括如下步骤：
沿高炉的冷却壁的边界及冷却壁之间的交接处进行开孔，开孔的高度大于或等于小型挖掘机进出炉缸的高度，开孔的宽度满足破碎机施工要求；
开孔位置，清渣孔开孔位置和大小的应充分考虑残铁爆破后残铁重量、现场具体情况、卷扬机的布置及破碎机、挖掘机站位作业等情况确定。根据炉内冷却壁的安装位置以及进出炉内的施工机械的需要，拟定开口尺寸，根据现场的实地勘测，清渣口的开孔方向定在高炉正北侧，即90°方向。如图1所示，附图标记1表示高炉，附图标记2表示开孔位置，开孔位置位于高炉的正北侧。
至于开孔的高度的开度，根据实际情况，作为优选方式，所述开孔的底部位于第一带冷却壁底部，顶部位于第二带冷却壁和第三带冷却壁交界处，开孔包含第一带冷却壁和第二带冷却壁中的各4块相邻的冷却壁。
如图2、3所示的实施例而言，其中，第一带冷却壁3，第二带冷却壁4和第三带冷却壁 5从下至上依次排列，开孔位置2即包含了第一带冷却壁3和第二带冷却壁4中的各四块冷却壁(即图中的阴影部分)。根据第1-2带冷却壁和交界处中间缝的总长，拟定开口尺寸高为3490mm、按1-2带冷却壁高度分两段错开切割，开口底标高4.900m(第一带冷却壁底部)，顶标高8.390m(第二、三带冷却壁交界处)，此孔的高度方向下部在第一层石墨碳砖的面层位置，炉底板挑檐与风口平台梁梁底面净空尺寸为3.5米，刚好留出了一个SY75C-9型小挖掘机进出炉缸的高度。宽度3598.6mm(四块冷却壁宽度加交界处中间缝的总宽度)，宽度方向满足SY205C-8破碎机施工要求。
为了保证开孔的准确性，开孔设计确定后，在高炉开孔时，根据确定的开孔位置将相关开口尺寸标注到炉壳上，采用火焰切割的方式对在炉壳标记好开口线进行人工火焰切割，将该部位炉壳切割下来，利用挖掘机和卷扬机将炉壳和洞口的冷却壁拖离现场。
因为在后续为了提高清渣效率，本发明采用了机械进行清渣为了保护炉底碳砖，在开孔后，清渣之前，先在清渣口下沿焊接碳砖保护钢板，碳砖保护钢板的高度高于第一层碳砖 5-8cm，以免机械进入炉内损坏炉底碳砖。
为了方便机械的进入，在高炉开孔后，在开孔外利用清渣口区域钢渣堆填清渣作业施工坡道。机械可以通过该施工坡道进入高炉内进行清渣施工。
开孔完成后，开孔完成后，利用小型挖掘机清理完出渣口处的炉料；在小型挖掘机不能继续清理炉内深处的炉料时，采取爆破方式将出渣口处得残铁和碳砖爆破，清理后再爆破，依次向炉内推进。
爆破结束后，破碎机进入炉内，进一步破碎残铁，将残铁块提吊至清渣口处进行转运；在破碎机进入高炉后，先用破碎机和风动凿岩机在清渣口处清理出一个固定平面，将两个液压千斤顶安置于残铁下顶升一定高度后，安放垫块，用锁链将残铁块套牢，用安装在炉顶的卷扬机将残铁块吊离残铁面，并提升至清渣口处，由清渣口处的大挖机，将残铁块牵引至清渣口外，用汽车吊将残铁块吊到运渣车辆上外运。
残铁清除后，用破碎机清除炉缸环碳上矿渣和余下碳砖凿除，边角部分采用风动凿岩机进行破除，将炉内残料从清渣口清至炉外；破碎机在炉内将斗杆伸到清渣口外更换铲斗，将炉内残料从清渣口清至炉外。
炉底、炉缸的残铁、矿渣及碳砖清理完毕后，在炉内搭设脚手架施工平台，在炉顶煤气封罩安装保护棚，进行炉身清理；
炉身清理完毕后，清除炉缸剩余耐材。
具体爆破方法如下：
设计破残铁爆破参数和炮孔分布；
为了最大限度地降低爆破的破坏影响，并且保证爆破顺利进行，在爆破前，采用有限元法对劈裂爆破的过程进行模拟计算，确定最小装药面密度；采用有限元法对劈裂爆破的过程进行模拟计算，确定最小装药面密度。作为优选方式，具体参数如下：
炮孔直径D：70～80mm
最大炮孔深度L：1500～5000mm
炮孔孔距a：1000mm
钻孔角度：30°～45°
残铁分块后最大重量不超过：5T
装药面密度：2.0～4.0Kg/m2
使用炸药种类：太梯高爆速炸药
单孔炸药量3.5Kg/孔。
在本实施例中，将残铁划分为不同的爆破区域，同一爆破区域的炮孔平行布置，炮孔的倾角为45°。
根据残铁的实际状况确定残铁的爆破次数，拟采用2～3次爆破，残铁厚度小于20CM，则1次爆破，残铁厚度为20～50CM时，则分2次进行爆破，若残铁厚度大于50CM，则分3次进行爆破。不同的残铁厚度位置采用不同的爆破次数。
利用钻机在残铁上开设炮孔；炮孔的具体位置按照前述设计执行。优选大型钻机钻孔成孔方案，为保护环境和风钻并提高钻孔效率，采用水冷钻孔。
在炮孔中装入炸药，炸药上设置雷管孔安装雷管，综合考虑爆破效果和爆破安全的需要，选用毫秒延期导爆管雷管，用导爆管和四通联成复式网络，用击发器起爆。
由于残铁体内有一定的热量残留，无法在爆破前冷却至常温，为防止热量集聚造成炸药早爆，炸药中间设置冷却通水孔，冷却通水孔贯穿炸药，在炸药和炮孔之间填塞可过水的填塞物，在起爆前，向通水孔中通入冷却水对炸药进行冷却；
冷却水从冷却通水孔中进入，再通过炸药和炮孔之间的间隙流出，因此需要采用可过水的填塞物，砂石是最易得和简单的填充物，考虑到冷却水需要一定的流速，填塞所用砂不可用海砂，而优选粗粒河砂。因为海砂的粒度太小，容易影响冷却水的流通。爆破前通过实测，确定冷却水的注入速度及注入量，以6小时炸药体内温度不超过50℃为标准破定注入冷却水量。
为降低残铁内残余热量对于炸药的影响，可在炸药的外壁涂抹隔热材料。具体的隔热材料可以采用现有的隔热涂料。为了确保炸药温度不超标，在每一个装药内安装一个温度传感器，实时监测装药体内聚集的温度，设立最高允许安全温度，一旦装药体内温度达到该温度，施工人员应立即撤离作业现场，提前实施爆破。最高允许安全温度通常为50℃。准备就绪，人员撤至安全地点后，即可立即进行爆破。
在爆破过程中还需要进行防护，降低爆破影响，若采用3次爆破，第一次爆破由于冷却壁及炉壳内侧为碳砖，爆破飞散物首先作用于碳砖，由于碳砖的缓冲保护作用，可以起到对炉壳及冷却壁的保护，而不需要采取专项的保护措施。只需在在高炉的开孔处采用高强度柔性防护材料进行安全防护，防止爆破飞溅物从出入口飞出对周边设施设备造成破坏，高强度柔性防护材料具体可以分为3层，从内向外依次为：钢丝绳网、橡胶带、钢丝绳网。从内向外依次为：钢丝绳网、橡胶带、钢丝绳网。在高炉炉壳开出的出入口四周距边沿300mm位置间隔300mm焊一个带螺栓的固定点，将防护网固定在炉壳上，确保固定牢固。钢丝绳网采用 10mm的钢丝绳编制，网眼不超过100mm，网纲用20mm的钢丝绳，确保其牢固强度。第二、三次爆破时，除了高炉的开孔处的防护外，在炉身安装安全防护网，对下部施工人员进行安全保护，炉壳内侧冷却壁暴露部位挂双层橡胶带进行防护。
Claims (7)
1.高炉开孔清渣方法，其特征在于，包括如下步骤：
沿高炉的冷却壁的边界及冷却壁之间的交接处进行开孔，开孔的高度大于或等于小型挖掘机进出炉缸的高度，开孔的宽度满足破碎机施工要求；
开孔完成后，利用小型挖掘机清理完出渣口处的炉料；
破碎机进入炉内，进一步破碎残铁，将残铁块提吊至清渣口处进行转运；
残铁清除后，用破碎机清除炉缸环碳上矿渣和余下碳砖凿除，边角部分采用风动凿岩机进行破除，将炉内残料从清渣口清至炉外；
炉底、炉缸的残铁、矿渣及碳砖清理完毕后，在炉内搭设脚手架施工平台，在炉顶煤气封罩安装保护棚，进行炉身清理；
炉身清理完毕后，清除炉缸剩余耐材。
2.如权利要求1所述的高炉开孔清渣方法，其特征在于：在高炉开孔时，根据确定的开孔位置将相关开口尺寸标注到炉壳上，采用火焰切割的方式对在炉壳标记好开口线进行人工火焰切割，将该部位炉壳切割下来，利用挖掘机和卷扬机将炉壳和洞口的冷却壁拖离现场。
3.如权利要求1所述的高炉开孔清渣方法，其特征在于：所述开孔的底部位于第一带冷却壁底部，顶部位于第二带冷却壁和第三带冷却壁交界处，开孔包含第一带冷却壁和第二带冷却壁中的各4块相邻的冷却壁。
4.如权利要求1所述的高炉开孔清渣方法，其特征在于：在开孔后，清渣之前，先在清渣口下沿焊接碳砖保护钢板，碳砖保护钢板的高度高于第一层碳砖5-8cm，以免机械进入炉内损坏炉底碳砖。
5.如权利要求1所述的高炉开孔清渣方法，其特征在于：在高炉开孔后，在开孔外利用清渣口区域钢渣堆填清渣作业施工坡道。
6.如权利要求1所述的高炉开孔清渣方法，其特征在于：在小型挖掘机不能继续清理炉内深处的炉料时，采取爆破方式将出渣口处得残铁和碳砖爆破，清理后再爆破，依次向炉内推进。
7.如权利要求1或6所述的高炉开孔清渣方法，其特征在于：在破碎机进入高炉后，先用破碎机和风动凿岩机在清渣口处清理出一个固定平面，将两个液压千斤顶安置于残铁下顶升一定高度后，安放垫块，用锁链将残铁块套牢，用安装在炉顶的卷扬机将残铁块吊离残铁面，并提升至清渣口处，由清渣口处的大挖机，将残铁块牵引至清渣口外，用汽车吊将残铁块吊到运渣车辆上外运。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200228 |
|
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