高炉长寿技术课件

高炉长寿维修技术热态喷补压力灌浆河南华西耐火材料有限公司胡竹生高炉长寿维修技术热态喷补承德钢厂5#2650M3高炉承德钢厂5#2650M3高炉高炉长寿技术课件

高炉各部分结构高炉各部分结构承德高炉图纸承德高炉图纸高炉长寿技术课件高炉各部位受损原因及分析高炉各部位受损原因及分析1)碱金属侵蚀高炉中的碱金属约70%(质量)进入炉渣，30%(质量)进入煤气。进入煤气的碱金属中的一部分被炉料吸附后随炉料下降，在高炉下部形成钾霞石或白榴石和钙黄长石等,由于体积膨胀导致结构疏松.2)热应力的破坏作用高炉内衬是在单面受热的条件下工作，热面温度最高可达1450℃，即使渣、铁和石墨沉积形成凝结保护层后，温度也在1150℃左右，冷面温度为200-400℃，在这样大的温度梯度下，由温差形成的应力使砖体形成平行于热面的裂纹。在冷、热端温度分别为100℃和800℃的条件下，由于温差产生的应力可造成砖内产生平行于热面的裂纹。1)碱金属侵蚀

3)热震的破坏作用

众所周知，高炉在生产过程中存在一定的炉况波动，炉温处在变化过程中。在这种情况下，炉衬不停的受到热胀冷缩作用，从而交替产生压应力和拉应力，使炉衬产生裂纹，最后造成了炉衬的剥落高炉的不同部位对炉衬的损毁机理不同，这就要求各部位所使用的耐火材料材质也不同:3)热震的破坏作用

众所周知，高炉在生产过程中存在一定的炉高炉各部位损毁情况①炉喉部位除受上升炉料和煤气作用外，还受到装入炉料时温度急剧变化的影响，因此在炉喉直接与炉料碰撞的部位，要求使用耐磨和抗热震的炉喉钢砖来进行保护.②炉身中、上部主要受固体炉料的机械磨损和夹带炉尘的高速煤气流冲刷作用，装入炉料时温度急剧变化，碳素沉积的影响也大，并存在碱金属和锌的侵蚀与破坏，由于此部分的工作温度较低(1000℃以下)，主要为物理侵蚀，因此一般采用粘土砖、高铝砖，但要求耐火材料的机械强度好、气孔率低、能防止外来物的侵入。高炉各部位损毁情况①炉喉部位除受上升炉料和煤气作用外，还受到③炉腰、炉身下部:在高炉冶炼中炉腰与炉身下部热负荷最高,因此从炉腰到炉身下部的砖衬，既受下降炉料和上升高温高压煤气的机械磨损以及温度波动变化引起的热震冲击，又受高FeO、高碱度初渣的化学侵蚀，更为严重的是碱金属和锌蒸气造成的碳素沉积和化学反应，使耐火砖组织脆化，失去强度。因此，砖衬的侵蚀速度最快。该部位对耐火材料的要求较高:抗渣性、抗碱金属侵蚀性好和高温强度及气孔率低，导热性好，热震稳定性好。常用的炉衬材质有:刚玉砖、铝碳砖、各种结合的碳化硅砖、热压小块炭砖及半石墨化炭一碳化硅砖等。③炉腰、炉身下部:在高炉冶炼中炉腰与炉身下部热负荷最高,因此西林钢厂珠海粤裕丰西林钢厂珠海粤裕丰④炉腹部位的炉衬受到严重的渣蚀(热态渣铁的冲刷)、碱金属和锌的化学侵蚀、碳的侵入、炽热气流的冲刷，同时还受到一定的物料摩擦，使得炉腹对耐火材料的要求也很高。炉腹部位常用的耐火材料材质有:刚玉砖、各种碳化硅砖等。⑤风口区是高炉中温度最高的区域，处于气流和焦炭强烈扰动运动之中，因此，炉衬不仅受高温气流的冲刷、碱金属和锌的化学侵蚀而且还受炽热焦炭和尘埃的磨损以及炉渣的化学侵蚀，同时存在一定的应力的破坏。在此区域还具有强烈的氧化作用，对砖衬的破坏也相当的严重。目前风口炉衬广泛使用的材质有:炭砖、刚玉砖、氮化硅结合的碳化硅砖、④炉腹部位的炉衬受到严重的渣蚀(热态渣铁的冲刷)、碱金属和锌高炉不同部位侵蚀强度示意图高炉不同部位侵蚀强度示意图高炉炉衬用耐火材料的损毁机理

为了使高炉热态喷补技术成功地应用在高炉炉衬修补中，必须全面了解高炉各部分炉衬侵蚀的程度及机理。科学工作者研究认为，高炉耐火材料内衬被侵蚀的原因及其所占比例大体为:碱金属侵蚀占40%;CO,H2O等的氧化作用占20%;耐磨损性占10%;导热性差占10%;热震损毁占15%;熔渣侵蚀占5%。由于高炉炉体各个部位工作条件和侵蚀机理的不同，对内衬的侵蚀程度也不同。实际上高炉耐火材料内衬的损毁，是以下几种侵蚀破坏因素综合作用的结果，高炉炉衬用耐火材料的损毁机理

为了使高炉热态喷补技术成功地应高炉长寿技术课件高炉长寿修复技术1、高炉喷补料:国内多为半干法喷补料，品种比较单一，物理指标不高;国外技术多为湿法喷涂，为低水泥结合系统或无水泥结合系统的喷涂料，性能指标高，针对不同部位有不同成分的材料，更适合工况条件。2、硬质压入料:属于引进消化技术，只适合做点维修，因此这里简单带过。3、压力灌浆料:国内品种及厂家比较少，武汉宏程、武汉冶建院等厂家；多属于碳质压浆料。国外材料有比较致密的无水自流料灌浆等。高炉长寿修复技术1、高炉喷补料:国内多为半干法喷补料，品种比

钢铁工业中高炉是主要的生产设备，提高高炉的寿命不仅可以介绍大量的大修费用，还能够增加生铁产量，为企业创造巨大的经济效益。目前高炉的大型化和长寿化已成为发展趋势。高炉维修技术对于保证生产顺行和高炉长寿有重要作用，大型高炉在日常生产中所采取的维护技术有:高炉内衬喷补(冷态喷补和热态喷补;半干法喷补和湿法喷补)、硬质料压入法、压力灌浆等主要措施。钢铁工业中高炉是主要的生产设备，提高高炉的寿命不仅可以一、高炉喷补技术进步从八十年代起，高炉喷补就在美国、日本、西欧等企业广泛应用。大连摩根、派力固、美国铭得、美固美特等企业在九十年代在国内为多座大修高炉实施了喷补。随着耐材技术和自动化装备技术的进步，现在可以应用湿法喷涂材料及热态遥控自动喷补技术，不仅可以修补炉身内衬，而且可以造衬，大大延长高炉使用寿命，二者的结合成为高炉喷补先进技术的发展趋势。一、高炉喷补技术进步从八十年代起，高炉喷补就在美国、日本、西施工步骤1、休风：根据喷补部位停风降料面，一般只喷补炉身不需要将料面降到风口带。2、降料面用覆盖料压火：覆盖料一般用干水渣，隔绝空气防止焦炭继续燃烧，用覆盖料可以托着反弹料，如在风口带便于扒出反弹料，在炉内易于熔融造渣。3、炉壁清洗，这样能确保喷涂料良好附着到炉壁上。清洗方法：（1）利用高压空气和少量水（2）利用颗粒范围在1-3mm石英砂喷砂清理炉壁（3）利用500公斤左右的高压水进行清洗。4、喷涂耐火材料。5、复炉恢复正常生产。施工步骤1、休风：根据喷补部位停风降料面，一般只喷补炉身不需高炉长寿技术课件

洗炉中喷涂中洗炉中喷涂中喷补前喷补后喷补前喷补后喷补耐火材料的性能要求根据喷补的工艺特点,喷补料必须具备下列性能:(1)良好的粘结强度,使其能与受补面牢固地粘结为一体(2)重烧线变化率小;(3)回弹率低;(4)较高的耐火度和抗折强度;(5)气孔率低;(6)耐磨性好;(7)抗CO侵蚀性好。喷补耐火材料的性能要求根据喷补的工艺特点,喷补料必须具备下喷补技术

半干法喷补:喷补料(骨料、粉料、结合剂、添加剂)通过高压空气送至枪口附近，同时水也输送至该处，水与料经过快速混合，喷射到需修补的高炉内衬表面。我们目前也采用该技术喷涂，特别人工喷涂时。湿法喷涂(喷注技术):喷补料与水事先在搅拌机内混合好，成为可以泵送的自流料，再通过高压泵、管道等运送至喷补枪头。在枪头出同时加入液态的促凝剂，与湿料迅速混合，喷至修补面。喷补技术半干法喷补:喷补料(骨料、粉料、结合剂、添

湿法喷补工艺示意图湿法喷补工艺示意图高炉长寿技术课件高炉长寿技术课件高炉长寿技术课件国外湿法喷补料技术性能指标国外湿法喷补料技术性能指标

宝钢用湿法喷补材料技术指标宝钢用湿法喷补材料技术指标华西公司喷补料技术指标项目单位HXNCS-1HXNCS-2Al2O3%≥48≥58SiO2%≤40(SiC≥15)CaO%≤4.2≤2.9耐火度℃17501790体积密度g/cm3≥2.2≥2.4抗折强度110℃×24HMPa≥5≥6抗折强度1400℃×3HMPa≥7≥8耐压强度110℃×24HMPa≥20≥25耐压强度1400℃×3HMPa≥45≥50线变化率1400℃×3H%±0.5±0.5反弹率%≤15≤15华西公司喷补料技术指标项目单位HXNCS-1HXNCS-2A需要维修的时间一般情况下,450立方的高炉正常使用在3-4年就需要喷补一次,如西林钢厂,黑龙江建龙等.也有使用一年多就喷补修复的,像珠海粤裕丰3号高炉就是使用一年多.也有由于别的原因停炉后需要重新开炉的喷补造衬的.一次喷补施工基本上可以保持使用一年左右.以后每年进行喷补一次.西林钢铁三号高炉去年十月份喷涂的，今年10月又要再喷补。福建鑫海钢铁去年春节前喷涂的，今年8月份已经又一次进行了喷涂。需要维修的时间一般情况下,450立方的高炉正常使用在3-4年近期业绩1、高炉喷涂维修业绩：黑龙江建龙3#高炉、西林钢铁2#高炉、珠海粤裕丰2#、3#高炉两次喷补。2、热风炉喷维修涂业绩：河北津西9#高炉热风炉。3、高炉维修压浆珠海粤裕丰3座高炉、徐州圣戈班10#高炉、黑龙江建龙3座高炉、湖北新冶钢2座高炉等近期业绩1、高炉喷涂维修业绩：二、硬质压入维修硬质压入维修:机侧压力18.8MPa，炉侧压力为5MPa。相当于普通压入设备的十倍，压入维修后使用寿命3个月以上。使用在炉身中下部、炉腰、炉腹部位有炉料的区域。采用复合树脂为结合剂，强调材料的耐磨性、施工作业性、适当的硬化时间、扩展性和与内衬良好的粘结性。二、硬质压入维修硬质压入维修:机侧压力18.8MPa，炉侧

传统的压入维修:一般选用水泥结合的高铝质压入料，泵侧压力一般2--3MPa，炉侧压力一般小于0.5MPa。压入料施工体硬化迟缓，高水分蒸发容易炸裂，材料气孔率高，强度低，因而寿命较短。由于压入料受到炉内温度和压力设备的限制，进行压入维修的部位在高炉炉身中部以上全部有炉料的部位。一般为点维修，不能进行大面积维修，在高炉长寿维修中应用不很多，施工的数量不大。目前硬质压入维修国内多为借鉴和吸收国外先进技术，其技术及装备与国外相差不大。

传统的压入维修:一般选用水泥结合的高铝质压入料，泵侧

国产硬质压浆料的理化指标国产硬质压浆料的理化指标三、压力灌浆目的:生产以后，炉缸周围碳砖逐渐受到侵蚀。当炉缸侧壁电偶温度上升或铁口周围冒煤气火大的时候，需要对炉底炉缸进行灌浆(向耐火砖与炉皮之间灌浆)。目的是防止炉皮与耐火砖之间产生间隙，保证良好的导热性能，以便冷却壁能发挥应有的效果。设备工作压力：最大10MPa。工作能力：由无级变速控制，2吨/小时。三、压力灌浆目的:生产以后，炉缸周围碳砖逐渐受到侵蚀徐州圣戈班压浆2009年5月徐州圣戈班钢铁由于10#高炉炉底温度过高，其中位于陶瓷杯和碳砖之间的四根热电偶温度都在900℃以上，其中位于东南角上的热电偶温度达到1125℃；但是炉底温度不高，经过诊断，确定是由于炉缸周围煤气外溢造成的，因此钢铁厂果断采取措施，使用华西生产的高导热无水压入密封料进行压浆，使炉底温度得到很好的控制。徐州圣戈班压浆2009年5月徐州圣戈班钢铁由于10#高炉炉底双鸭山建龙压浆建龙在2009年7月8日的现场观察的情况是：2号炉炉底的8个热电偶温度在400℃以上，其中最高那个温度达到456℃，当开炉底下的孔后，点燃的煤气长度约在半米左右，说明炉底已经严重漏煤气，炉缸侧壁开孔后煤气也可以点燃，说明整个炉缸周围的捣打料已经没有了；这时压入高导热的密封料对于高炉的维护十分重要。这就是我们压浆的依据双鸭山建龙压浆建龙在2009年7月8日的现场观察的情况是：2湖北大冶炉缸灌浆位于炉缸周围的十四个热电偶温度都比较高，特别是位于14号风口正下方的TE24热电偶温度1058℃；位于9、10号风口下的TE32温度达到1037℃；位于4号风口下的TE36温度达到970℃等，绝大部分温度都在800℃以上，而且铁口附近煤气泄露非常严重。湖北大冶炉缸灌浆位于炉缸周围的十四个热电偶温度都比较高，高炉长寿技术课件压浆部位选定a、炉缸侧壁温度高的部位b、铁口冒煤气大的区域c、炉底温度过高部位d、炉壳炉皮发红处e、维护性，以前灌过浆的孔f、炉喉钢砖后部空腔压浆部位选定a、炉缸侧壁温度高的部位寻找开孔部位寻找开孔部位炉底压浆孔的位置炉底压浆孔的位置开孔①耐材内衬②炉壳③⑥⑧短管⑤球阀⑦快速接头⑨软管其中:③一⑥需在何只孔上安装，⑦一⑨在压入配管上。首先需钻通炉壳，钻孔直径需与压入配管配套;然后再将冷却壁间耐火材料内衬钻通，到达冷却壁后壁砖衬。开孔①耐材内衬②炉壳③⑥⑧短管⑤球阀⑦快速接头⑨软高炉长寿技术课件

炉底炉缸灌浆碳素料指标要求

项目水分灰分挥发分固定碳粘接强度保证值<1<6<39>54>1实际值0.5337601.4采用电锻无烟煤（灰分<14）或电锻石油焦（灰分<1）作为主要原料，运用先进的抗氧化技术，加入高导热碳油、增塑剂和作业赋予剂，通过热固后的密封料，具有很强的韧性和塑性及抗氧化性，导热性能更好，使密封料抗煤气冲刷及抗氧化的能力得到显著提高。能有效的阻止煤气沿冷却壁流动和外溢，起到比较好的密封性能。

炉底炉缸灌浆碳素料指标要求

项目水分灰分挥发方法和步骤:a.选定部位;b.在选定位置上，对炉皮开孔;c.将孔内填料清除至砖处;d.焊上短管(带有阀门);e.联接好灌浆管子，进行压力灌浆。压力控制在4MPa左右，灌浆的量控制在每孔200-300Kg/次方法和步骤:高炉长寿技术课件施工过程施工过程

炉底灌浆技巧

采用碳质泥浆与重油交替施工时，采用先灌入重油，然后再接着灌入碳质泥浆的方法。这种方法起到了至关重要的作用，原先仅仅用碳质泥浆灌不进的孔，使用重油开路后，碳质泥浆也可以灌入了。炉缸灌浆量比以前有了很大的提高，对保护炉缸寿命，促进高炉长寿起到了一定的作用。重油固定碳含量高，粘度稀。炉底灌浆技巧采用碳质泥浆与重油交替施工时，采用先灌入重油碳质压入泥浆性能指标项目单位数值体积密度g/cm3≥1.3烘干耐压强度（110×24h）MPa≥15粒度上限mm1C含量%≥50导热系数（350±25℃）W/(m.k)≥6用于高炉炉底压入密封。碳质压入泥浆性能指标项目单位数炉缸侧壁灌浆技巧炉缸侧壁点压入，沿冷却壁间隙位置，寻找发热点进行开孔，开孔的位置不能破坏炉壳的接缝处和冷却壁的完整性，开孔要穿过冷却壁间隙。开孔处垂直焊接15厘米长的一端带丝的短管，连接球阀，球阀外接一个短接；以便连接压浆管；压浆由操作熟练的技术工人控制压浆过程，特别是根据经验判断进行压力控制，压入量的多少根据现场的情况灵活掌握。炉缸侧壁灌浆技巧炉缸侧壁点压入，沿冷却壁间隙位置，寻碳化硅质压入泥浆性能指标

项目单位数值体积密度g/cm3≥1.8烘干抗折强度（110×24h）MPa≥6线变化率（1400℃×3h）%±0.5SiC含量%≥70导热系数（350±25℃）W/(m.k)≥8用于炉缸侧壁导热区的捣打料部位压入密封。碳化硅质压入泥浆性能指标

项目单位数磷酸盐高强压入密封料

项

目单

位数

值体积密度g/cm3≥2.2烘干耐压强度（110℃×24h）×24h）MPa≥20烘干抗折强度（110℃×24h）MPa≥4.5Al2O3含量%≥50线变化率（1000℃×3h）%≤0.5用于炉喉钢砖后壁压入密封。磷酸盐高强压入密封料

项目单位数遇到的问题福建亿鑫钢铁有限公司中修后的1号炉2008年11月开炉，由于高炉设计和施工存在缺陷，2009年在开炉不到