高炉造衬技术

1、高炉热态喷补造衬技术一、高炉喷补工艺（一）序言高炉是长期处于连续高温生产的冶炼设备。在长期运行中，高炉内衬受到浸蚀、剥 落出现局部或大面积损坏，影响高炉正常运行。为了使高炉达到长寿、高效的目 的，延长高炉寿命一直是冶炼工程技术人员关心的课题。高炉长寿是炼铁技术发展 水平标志之一，在高炉维修技术中采用传统停产、停炉检修重新砌砖造衬维修费用 高，耗时耗力，生产成本高，而本公司采用遥控热态喷补造衬是在不停炉的前提下 利用休风时间对内衬喷补，施工方便、耗时少、投产快。热态喷补造衬是当高炉不 畅，生产指标低下时，可以采取局部或全面喷补恢复合理炉型使高炉实现高产、低 耗、优质、高效益目标，有效地延长高炉寿

2、命的先进技术，被越来越多的钢铁企业 所采用。（二）国内外高炉喷补发展状况现今高炉长寿一代炉龄多达 15 年，高炉长寿是炼铁技术发展水平的标志。高炉炉 衬热喷补技术在国外得到广泛的应用，如：日本、美国、英国、德国等在高炉休风 状态下，利用先进的遥控热喷补设备，对高炉内耐火材料缺损部位进行修补。国内大中型高炉寿命已达 10 年以上，但需要进行 12次中修。如 1000m3高炉中修 一次需要停产 2535天，修理费达 3000万元，影响产量上万吨。从 93 年鞍钢成功 地实施了高炉炉体热喷补造衬后，首钢从 95 年开始至今 30 多次对 1#5#高炉在不 同部位进行喷补，积累了丰富的经验。全国各地

3、7502500 m3的高炉：本钢、鞍 钢、莱钢、水城钢厂、湘钢、太钢几大钢铁企业成功地进行了高炉遥控喷补造衬。“八五”、“九五”期间国内科研院所、生产企业已成功开发并自行制造喷补设备 和喷补料，在实际应用中取得了一定的效果，积累了高炉遥控喷补经验。实践证明，遥控喷补对高炉炉腹、炉腰、炉身，特别是炉身上部的喷补是恢复合理 炉型、提高产量、降低能耗高炉长寿的一种有效方法。（三）国内喷补高炉的方式1、利用合资企业的设备和原料进行喷补，在国内的几大钢铁企业进行高炉喷补几 十次，对不同部位的喷补料价格不同，但喷补料平均价格在 8500 元/t ，施工费用 20003000 元/t 。2、利用国内自行研制

4、的设备采用合资企业的喷补料。本钢、鞍钢、首钢 都试探过应用国内自行研制的设备，采用合资企业的喷补料，由国内施工 队伍施工，施工费用在 2000 元/t ，大大地降低了施工费用。3 、利用国内研制设备和喷补料。国产喷补料平均价格 45006500 元 /t 。对于大型、中型小型高炉喷补的施工费 8002000 元 /t ，受到冶金 企业的欢迎。（五）如何达到理想的喷补效果：1、制定科学合理的施工组织方案，根据高炉冶炼情况补炉应制定两种施 工方案第一，炼铁厂制定停炉及开炉操作方案。该方案主要包括：。（ 1 ）喷补料选择及料量计算a、通过喷补造衬形成合理的操作炉型，即炉喉钢砖下沿与炉身上部支梁 水箱

5、，平滑过渡，以利于煤气上升平稳，炉腹与炉腰、炉腰与炉身中下部 炉身角度喷补后尽量保持不变，有利于渣铁固体炉料与气体交换，如料线 下降到风口的全炉喷涂，风口大套与炉衬之间缝隙均应喷齐。b 、炉腹、炉腰及炉身中下部应遵循薄炉衬原则，一般厚度不应超过 300 毫米，这样既可降低补炉成本，又可在冶炼过程中尽快形成渣皮，达到高 产稳产目的。c、喷补料选择，炉腹、炉腰应选耐高温、抗热震及导热性能好的喷补 料，炉身中下部炉身上部及炉喉应选用抗热震及耐磨喷补料。d、料线降至风口的全炉喷涂，由于炉内温度低，喷涂量大，开炉前应烘 炉，故喷涂料应加纤维，烘炉时有利于水分排出，防止爆裂。e、喷补反弹率按 1015%

6、计算，水灰比 10%。（2 ）停风之前的准备 无论是全炉修补，局部修补还是无冷区及炉喉钢 砖区修补，停风之前均应做到炉况顺行，炉温均匀充沛，渣铁流动性好， 出净渣铁，力争全风口作业，发展边部气流，保持周向工作均匀，必要时 进行洗炉操作，严格控制水箱不向炉内漏水，实施以上操作可减少炉内结 瘤及渣皮，如炉内结瘤严重应做停炉后炸瘤准备。（3 ）停风及降料线 炉顶降温控制合理，打水均匀，不形成炉内较大死 料堆，特别是大中型高炉料线降至风口的作业，料线上形成较大块死料堆 后无法压火，为下步炉内做业带来不便。降料线过程计算准确，实际操作 控制良好，停风料线位置准确，根据不同的喷补位置料线应降到：修补无 冷

7、区及炉喉钢砖区停风料线要露出炉身最上一层支梁水箱为准，修补炉身 中下部停风料线位于炉腰至炉腹上沿，全炉修补料面应降至风口。为了便 于喷补形成炉型顺畅要露出喷补部位以下 1 米为佳。（4 ）压火 如料线降至风口，炉内进行更换水箱等作业，为降低炉温及 隔绝煤气，为人进入炉内作业创造条件，通过风口在料面上喷 300 毫米 左右覆盖料，如修补炉身或无冷区，料线降到设计高度后通过上料装置用 水渣压火，厚度 300 毫米左右，压水渣的目的：一是隔热，使炉温尽快 降低，达到补炉作业的温度 300 要求。二是水渣可将反弹料与高温炉 料隔开，使反弹料不烧结，形成透气层，为以后开炉创造条件。（5）烘炉a.热态喷补

8、（料线在风口以上）一般不考虑烘炉。b. 料线降至风口的全炉喷涂应烘炉烘炉原则是常温升温至150 8 小时， 150 保温 12 小时，由 150 升温至 450 8 小时，450 保温 8 小时 ，150 以内烘出自然水， 450 以内烘出反应水和 结晶水。（6 ）开炉 做好开炉复风方案，因停风时间长炉缺温度下降较多，所 以，应计算送风量，风口与渣口铁口要导通，有利于炉渣流出。a. 开炉准备： 在检修项目全部结束后，捅开铁口上方几个风口，确保开炉初期能及时将 溶化的渣铁从铁口排出去。b.开炉料安排：形成流动性炉渣是开炉顺利的关键。炉渣选定 在反弹料不扒出炉外时，因反弹料是高铝高硅高熔点的物质，

9、在炉内温度条件下很难熔化，解决这个问题要从造渣制度入 手，选择能在炉内较低温度下形成流动性熔渣。开炉料的组成 在停风时就要考虑复风操作，在停风前加入一定量的附 加焦炭，停风后加入干水渣压火，喷补后根据反弹料量集中加入一定量萤 石灰石焦炭形成两头焦炭中心是水渣，反弹料、萤石、灰石的料层，在炉 温条件下进行造渣反应，形成流动性良好的渣排出炉外。c. 送风操作：复风开始要少捅开几个送风口，随着炉温升高出铁次数增 加，视炉温变化过程逐渐将送风口全部捅开，恢复正常上料制度。第二，施工单位制定喷补施工组织方案。施工组织方案主要包括：喷涂工 艺，喷涂料选择及计算，设计锚固钩及锚固网设计，设备就位，反弹量控

10、制，炉型控制，喷涂施工进度及铁厂需配合的条件等。2、喷补施工中的几个关键技术环节：1 ）洗炉 高炉喷补前的洗炉有三种方法： 第一种方法用压缩空气加水对炉墙进行吹扫，优点是设备简单、施工方 便，缺点是只能清除炉墙灰尘及浮土。第二种方法用焦宝石或烧结矿，加少量水对炉墙进行喷射和吹扫，此方法 可将炉墙浮尘清理的较干净，特别是用筛分成 15 毫米的烧结矿，既能 清除炉墙浮尘，又由于使用的烧结矿不增加炉内高熔点物质，对开炉有好 处，但缺点是不能清除炉墙上渣皮，松动耐火砖及炉内突出部位上的沉积 炉料（如焦炭或矿石）。第三种方法用高压水洗炉，高压水洗炉可克服以上方法中对炉墙清洗不干 净的弊病，用高压力（ 4

11、0Mpa ） ,小水量（ 800kg/h ）的高压清洗机 对炉墙进行彻底清洗，不仅可将浮尘彻底清洗干净，还可将小块渣皮，松 动耐火砖等打掉，特别是将炉衬砖或水箱上的渣皮及锈蚀层清理干净，使 之露出原基体表面，以使喷补料能与之更牢固的粘结。（2 ）反弹料控制 在选择好具有优良施工性能喷涂料后控制好喷涂工艺 参数可将反弹率控制在 1015% 为宜。a. 具体工艺参数取决于出料系统的风压（在输料管道一定的情况下，压力 一定风量就一定）与出料量的关系。在炉内喷涂机械手的喷枪转速与风压 和出料量的关系，喷枪出口至喷涂面（即炉墙）的距离，与风压和出量料 量之间的参数。b. 水灰比，即高炉喷涂料的水灰比不大

12、于 10% 性能优良的涂料可控制在 8% ，大于 10% 影响耐火材料喷补质量，如果水灰比小会加大反弹， 在喷涂施工中将以上这些参数根据实际情况随时调整，可将反弹率控制在 10% 以内。（3 ）炉型控制 高炉热喷补是通过喷涂恢复操作炉型，一方面保护了原 炉衬和冷却器，另一方面形成操作炉型，为高炉冶炼顺行创造良好条件。 喷补顺序是先对局部有针对性的填补，然后按先后顺序从下向上返复操作 达到一定厚度后，控制料量和转速调整炉型。如对炉腹、炉腰及炉身中下 部进行喷涂，喷涂厚度一般不超过 300mm ，炉腹到炉腰，炉腰至炉身 的炉身角应尽量按原角度喷涂，风口大套与炉墙缝隙要喷严，炉身支梁水 箱向下，向上

13、应平滑过渡，炉喉钢砖下沿内口向下平滑过渡，使固体炉料向下煤气上升、平稳、顺行。喷涂后的新炉衬与高炉垂线不能偏离，表面 平滑。（4 ）在喷涂前煤气取样器孔 热电偶测温孔要进行处理，以免喷涂中堵 塞，探瘤孔等应加木楦或钢板楦喷涂后砌砖封闭。（六）经济效益分析以喷补造衬代替中修为例：普通中修一般为 1m3 有效容积费用为 30000 元，若 750m3 高炉中修 一次约 2000 万元。1、一年支付银行利息需付（贷款利息）2000 万元 ×5.85%=117 万元2 、若修理时间为 30 天减少产量约 50000 吨，每天减产按 1500 吨计 算，吨铁利润 100 元，采用喷衬造衬按需

14、10 天计算，少停炉 20 天，可 减少经济损失：100 元×1500 × （ 3010 ）=300 万元节省利息和减少停产损失可节约 117+300=417 万元3、利用国产设备与喷补料节省的费用（1）国内与合资喷补料价格不同国产下部位料 6500 元 / 吨进口相应料9000 元/ 吨国产上部位料 4500 元 / 吨进口相应料7000 元/ 吨（2 ）以用 100 吨料计算假设总用量为 100 吨，按平均价格计算国产料平均价格为 5500 元/ 吨进口料平均价格为 8500 元/ 吨 则：国产料 5500 ×100=55 万元 进口料 8500 ×

15、100=85 万元 如选用国产喷补料可节约85 万元 55 万元 =30 万元4、用国内的设备和技术服务人员节约施工费用外企施工约 25 万元国内施工约 1015 万元25 万元 15 万元 =10 万元5、选用国内的喷补料与施工队伍两项可节约30 万元 +10 万元 =40 万元二、高炉喷补设备 （一）高炉喷补设备简介1 、给料机 高炉喷补全套设备之一。此设备采用两台 DXS 型喷补机并列 使用，具备自动切换功能，确保喷补连续性。该设备是在引进技术的基础 上进一步发展完善的新产品。料斗安装自动拆包装置。 给料机的出料通过拨料轮定量输出，出料量大稳定，在输送中无脉冲现象。出料量的大小依靠改变拨

16、料轮的转数来实现，调速方式可选用机械 变速或变频调速两种无级调速。给料机配置称重系统，具有加料量、剩余料量显示和出料量动态显示 功能。给料机器操作控制形式：手动 - 气控式电动 -气控式全系统 PLC 程序控制2 、喷补机械手 高炉喷补全套设备中的关键设备之一。设计制造的喷补机械手采用液压传动，具有无级调速功能，可频繁实现正反转，定位准确，运行平稳，满足在高炉喷补中遥控的要求，较电动、气 动两种转动方式更为优越。喷补机械手可满足不同容积( 100m34000m3 )的高炉喷补，已形成 系列化规格。喷补机械手配 YB1 型液压站，其结构紧凑。喷补机械手具有风冷系统，确保在炉内温度 300 条件下

17、液压系统运行 可靠。喷补机械手配有照明，满足遥控喷补要求。喷补机械手内输料段、料水混合段、喷枪段的内壁均作陶瓷化处理，满足 大型高炉大工程量连续工作的要求。喷补机械手喷枪长度视高炉内径大小改变长度。3、供水装置 主要辅助设备之一，为保证料、水混合的最佳效果，特意 配置供水装置，保证供水的稳压稳流。供水装置选用高效水泵两台一用一备水压 0.8Mpa ，流量3002000kg/ 小时。装置配有流量控制及自动进水阀。4、升降设备 采用四台环链式电动葫芦，四点吊挂控制喷补机械手在炉 内的平稳升降及用于吊入吊出。升降速度可在 0.050.6m/see 范围内调整。5、缓冲罐 保证压缩空气质量及供气的稳定

18、安全性。6 、高压水清洗机，电动柱塞泵由柴油机传动，压力 40Mpa 流量 1000kg/ 小时7 、电源控制箱 负责对高炉喷补全套设备的电力供应，包括给料机、液 压站、链式电动葫芦、供水装置及照明等。工作电压： AC380V ，负荷： 22KW8 、工业视屏显示系统 工业视屏可靠准确地反映高炉内衬损坏情况和实 际喷补情况，直观性强。但全套装置价格昂贵，对于具备喷补经验的施工 人员而言，此套设备并非必配设备，根据用户要求而定。（二）设备主要性能参数1 、喷料能力 5-12t/h2 、适应高炉容积 100-4000m33 、给料机 两台并列可切换全封闭型装料容积 0.8-1.6m3/ 单台具备称

19、重显示系统控制操作形式：自动、手动输送能力：水平 100m 、垂直 35m4 、喷射机械手 液压传动、风冷式回转速度： 0.33 转/ 分无级调速回转方式：连续、任意角 度范围内正反转。喷枪陶瓷衬里，长度可依实际情况而改变。5、供水装置稳压恒量流量 0.32 m3/h扬程 80m6、升降系统四点吊挂，电控式升降速度 0.050.6m/sec7、电源控制箱工作电源 AC380V50HZ照明电源 AC36V50HZ8 、压缩空气缓冲罐 气源压力 0.6Mpa三、高炉喷补施工1、施工现场布置：一台分气包为两台给料机供气，两台给料机及三通输 料管布置在出铁场平台，通过 2或 21/2 输料胶管将补炉料

20、通过炉顶人 孔进入炉内为喷补机械手供料。炉顶平台布置液压站、水泵装置、水量调 节装置、集中供电装置。炉内放置喷补机械手，是通过炉顶人孔对称方向 布置四只电动葫芦吊挂的。2、现场条件：（ 1 ）电源：出铁场平台电源 380V ，容量 10KW ；炉顶平台电源 380V ，容量 10KW。（ 2 ）压缩空气 :压力0.6Mpa ，气量20m3/ 分 输出管径 2 现场如不具备以上风源，可用移动式空压机替代，但移动式空压机应满足 以上参数。3 ）水：压力 0.2Mpa ，输出管径 3/4 4 ）起重设备，高炉喷补设备重量及外形尺寸：出铁场平台应具备起吊重量 2.5 吨，起重高度 5m 的吊车，小高炉不 具备天车条件的应用汽车吊代替。炉顶平台应具备炉顶提升机，将喷补机械手、水泵装置、液压站、配电箱 及喷料管、水管、液压管等放置炉顶平台；小高炉不具备提升条件的可用 汽车吊代替。5）炉顶平台应具备电气焊和夜间施工照明条件。3、高炉喷补设备工艺参数：（1）给料机与出料量： 给料机采用双台布置，一台喷料，一台加料。通过三通阀切换，为炉内喷 补机械手供料，实现连续不间断的补炉。并根据高炉大小、炉内浸蚀、冲 刷情况喷补重量可以从 80200kg/ 分的变化，可控制反弹率 10%我们建议 100300m3 高炉的出料量控制在 80