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1.各種工業(yè)爐窯的耐材制作及施工;
2.高溫自動(dòng)化濕法噴注造襯,爐缸整體澆注,硬質(zhì)壓入造襯,高爐粗煤氣系統及熱風(fēng)管道噴涂,燒結煙道及石灰窯噴涂修復,沖渣溝耐磨料;
3.紅外成像精準定位壓漿處理高爐竄風(fēng)及鐵口噴濺;
4.新建高爐,高爐冷卻壁更換等大修一體化總承包。
 
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山東金泰高溫材料有限公司
(原萊蕪市華能爐窯工程有限公司)

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自動(dòng)控制噴涂技術(shù)在大中小型高爐的應用

發(fā)布時(shí)間:2008-3-15
    
      高爐要長(cháng)壽,延長(cháng)一代爐齡,采用措施之一就是對高爐爐襯進(jìn)行噴涂。對高爐爐身,爐腰,爐腹部位的熱噴補技術(shù)已廣泛應用到各種容積的高爐上。
      大型高爐多采用自動(dòng)控制熱噴涂技術(shù),但中小型高爐因爐頭人孔較小,自動(dòng)噴涂用機械手直徑尺寸大無(wú)法從人孔進(jìn)入,對中小型料鐘高爐來(lái)說(shuō)想應用自動(dòng)控制噴涂技術(shù)只能采取拆除大鐘后進(jìn)行,這樣對噴涂檢修只能增加時(shí)間和費用。
      一般中小高爐常采用人工的方法進(jìn)行噴涂,施工時(shí)在高爐內搭設操作平臺,讓施工人員在爐內進(jìn)行噴涂,給施工帶來(lái)一定難度和危險。
      經(jīng)過(guò)幾年探索與發(fā)展,萊蕪市華能爐窯工程有限公司,成功研制的自動(dòng)控制噴涂機械手(又稱(chēng)噴補頭)適用在高爐爐頭人孔在¢600mm的大中小型高爐上不拆除料鐘即可進(jìn)行熱噴涂。
      這項技術(shù)經(jīng)過(guò)多家煉鐵專(zhuān)家現場(chǎng)觀(guān)摩和評議,認為該項技術(shù)操作靈活,配套齊全,施工方便。經(jīng)過(guò)天津達億鋼鐵公司的1#、2#179m3高爐、濰坊鋼鐵1080m3和濟南鋼鐵公司2#、3#1750m3高爐以及萊蕪鋼鐵有限公司3#、4#750m3高爐的實(shí)踐完全可以推廣應用。
一、進(jìn)行熱噴補的目的和作用
      高爐經(jīng)過(guò)長(cháng)達數年的生產(chǎn),爐內爐襯磨損腐蝕,爐墻受到損壞,凹凸不平,煤氣流不穩定,可控性降低,利用系數下降,達不到生產(chǎn)指標。 
      利用熱噴涂技術(shù),噴補成操作爐型,維持爐襯的內型曲線(xiàn),改善爐料的分布情況,解決煤氣流不穩定,使高爐保持穩定的生產(chǎn)操作。
      熱噴涂增加高爐爐襯厚度,延長(cháng)了磨損、腐蝕的時(shí)間,使高爐一代爐齡延長(cháng)。
      熱噴補是根據噴補部位不同,料面不需要完全降到風(fēng)口帶就可以操作施工的技術(shù)。爐內和爐墻都具有較高溫度,對局部區域噴補造襯,檢修時(shí)間又短,只能考慮用自動(dòng)控制熱噴補技術(shù),在噴涂時(shí)利用爐墻的余熱對噴涂料進(jìn)行干燥,噴涂后對烘爐要求不高,即可恢復正常運轉。
      進(jìn)行熱噴涂的最佳時(shí)間是在冷卻壁還沒(méi)有大面積損壞時(shí)就進(jìn)行保護性噴涂,如果冷卻壁有損壞時(shí),在噴涂前必須先檢修冷卻壁后再實(shí)施噴涂操作。
      經(jīng)過(guò)雙方協(xié)商,2006年3月上旬,在天津達億鋼鐵公司的179m3高爐采用自動(dòng)控制機械手進(jìn)行熱噴涂,在高爐爐內從鋼磚下沿到下部熱風(fēng)口110t噴補料只用了18小時(shí)圓滿(mǎn)的達到檢修要求,復爐后爐況正常,效果良好。同年5月份又在濟南鋼鐵公司煉鐵廠(chǎng)2號(1750m3)高爐上,進(jìn)行熱噴涂,用料近200t,反彈料估算在10%左右,開(kāi)爐順暢廠(chǎng)方表示滿(mǎn)意。
二、應用自動(dòng)控制噴涂設備的條件
      1、高爐上爐頭人孔在¢600mm的大小型高爐都可以不拆除大鐘采用這套設備。
      2、現場(chǎng)具有 壓力在0.5Mpa,流量在20m3/分鐘以上壓縮空氣的氣源供氣。
      3、現場(chǎng)單獨有供設備用的380V、220V的20kw電源。
三、熱噴涂工藝的步驟。
      1、休風(fēng):根據噴補部位停風(fēng)降料面,一般只噴補爐身不需要將料面降到風(fēng)口帶。
      2、降料面用覆蓋料壓火:覆蓋料一般用干水渣,隔絕空氣防止焦炭繼續燃燒,用覆蓋料可以托著(zhù)反彈料,如在風(fēng)口帶便于扒出反彈料,在爐內易于熔融造渣。
      3、爐壁清洗,這樣能確保噴涂料良好附著(zhù)到爐壁上。
           清洗方法:(1)利用高壓空氣和少量水
                          (2)利用顆粒范圍在1-3mm石子料噴砂清理爐壁
                          (3)利用500公斤左右的高壓水進(jìn)行清洗。
      4、噴涂耐火材料。
      5、復爐恢復正常生產(chǎn)。
四、自動(dòng)控制噴涂設備組成。
      1、噴補料罐:由2個(gè)噴料罐并聯(lián)保證連續供料。該噴料罐具有自動(dòng)切換功能確保連續供料。料罐上有自動(dòng)拆包裝置,出料通過(guò)撥料輪輸出,出料量的大小依靠改變撥料輪轉數來(lái)實(shí)現,調速方法是采用的變頻無(wú)極調速,在輸送中無(wú)脈沖現象,配有電子秤量系統,具有加料量、剩余料量動(dòng)態(tài)顯示功能。
      2、氣源:要求壓力在0.5-0.6Mpa,流量在20m3/分鐘氣源供氣,自備氣源緩沖罐,保持氣源的穩定、安全性。
      3、輸送料管道。
      4、自動(dòng)控制噴涂機械手(又稱(chēng)噴補頭):
     (1)機械手(噴補頭)是高爐爐襯噴涂全套設備中的關(guān)鍵設備:
     噴涂機械手采用液壓傳動(dòng),具有無(wú)極調速功能,可頻繁實(shí)現正反轉提速,定位準確,能在高爐250℃環(huán)境中遙控操作。
     (2)機械手的外形尺寸φ420mm,凡高爐爐頭人孔具有φ600mm的大中小高爐,不必拆卸大鐘即可施工。
     (3)機械手的功能:
       a. 采用無(wú)級調速,轉速0-7圈/min,常用轉速是1圈/40秒,可以正、反轉360度,也可定點(diǎn)或扇面噴涂。
       b.  噴涂量5-10t/h,常用8t/h,最高可達160kg/min.
      (4)為保證機械手正常工作的裝備:
       a.液壓站,壓力涉及20-150kg/c㎡。
       b.具有風(fēng)冷系統:確保在爐內環(huán)境250℃條件下液壓系統可靠運行。
       c.機械手內設有輸料段、料水混合器、噴槍。機械手噴槍根據高爐內徑可以調換噴槍長(cháng)度。
       5、供水裝置:為保證料、水的最佳混合效果,保證供水穩壓穩流,設有供水裝置,采用40m揚程,1.8m/h,0.4Mpa高壓水泵,恒壓供水,用電動(dòng)流量調節裝置,電子流量計控制,自動(dòng)調節水量比例。
       6、機械手升降系統:
       有特制雙速長(cháng)導鏈四臺同步動(dòng)作垂直升降高度為35米,0.5t的電動(dòng)葫蘆組成。
       將機械手四點(diǎn)吊掛在爐內平穩升降,升降速度設在0.05-0.6m/see,范圍內調整。
       7、電源控制柜,供高爐噴涂全套設備的電力供應,包括給料罐、液壓站、鏈式電動(dòng)葫蘆、供水裝置及照明等。
       工作電壓380V及220V,50HZ,負荷22Kw的可供交流電。
五、自動(dòng)控制噴涂工藝設備的特點(diǎn)。
      1、連續均勻的穩定供料。
      本系統采用二臺密閉式供料罐,其中一臺供料時(shí)另一臺裝料準備出料,供料中無(wú)泄露,壓力穩定,采用快速切換由變頻調速定量不間斷供料,有利于掌握料、水混合,水量保證最佳狀態(tài),二臺料罐采用PLC可編程序控制器,電機采用變頻調速,設定自動(dòng),人工切換兩種功能,設有流量變化與電機速度補償功能。
      2、混合水量比例自動(dòng)調節。
      機械手內特制混水器,能利用水流方向和料面接觸,使水和料均勻混合。在料流量變化時(shí)自動(dòng)調整電動(dòng)閥門(mén)開(kāi)閉,實(shí)現水量比例自動(dòng)調整,不會(huì )出現干濕不勻現象。
      3、方位、局部自動(dòng)噴涂功能。
      本系統在高爐可以上、下移動(dòng)全面周正、反向旋轉進(jìn)行噴涂。當高
爐內襯局部損壞凹凸不平時(shí),可任意設定角度和定點(diǎn)噴涂變換正、反向位置,這對提高效率和提高噴涂質(zhì)量有重要作用。
      4、機械手適應性強:
     (1)機械手采用整體防熱隔熱措施,內部有風(fēng)冷系統確定在環(huán)境溫度<300℃的狀態(tài)下工作。
     (2)高效清爐能力:
      具有高壓水和噴砂清爐兩種功能,高壓水可達到500kg/C㎡的壓力,清除爐襯上的松動(dòng)殘渣、灰塵雜物,將粉塵降到最低限度。
     (3)空中定位功能:
      當機械手下降一定高度時(shí),由于噴射氣流和噴槍旋轉的不均勻會(huì )發(fā)生擺動(dòng),為克服這一現象除有重量平衡裝置外。還有一套空中定位裝置,保證在垂直距離較大時(shí),能穩定在高爐垂直中心范圍工作擺動(dòng)直徑不大于300mm以確保噴涂質(zhì)量。
六、熱噴涂工藝的要素
      1、熱噴涂厚度可達500mm以上,但與基體接觸的第一層粘結強度就決定著(zhù)噴涂質(zhì)量。但選用的噴涂料一定時(shí),水與料的混合的調節是第一層噴涂的關(guān)鍵操作點(diǎn)。
      2、在操作過(guò)程中,水蒸汽能否從噴涂層析出蒸發(fā),避免引起爆裂,除噴涂料在生產(chǎn)時(shí)考慮的因素外尚涉及到噴涂時(shí)風(fēng)壓、噴槍口距爐壁的距離、噴槍速度、水的流量等。
      3、因為噴涂厚度、機械手旋轉速度以及當時(shí)實(shí)際爐內溫度等多種具有可變的參數,為保證噴涂強度,需要有熟練實(shí)踐操作經(jīng)驗結合
爐況對工藝參數進(jìn)行修正。
      4、噴涂造襯是延續高爐一代爐齡的有效措施之一,是高爐經(jīng)過(guò)長(cháng)期腐蝕造成脫落而形成凹凸不平的爐壁,每一次是根據爐內損壞程度,噴涂成操作爐型使爐況順行。
結束語(yǔ):
      經(jīng)過(guò)在天津達億鋼鐵公司1#、2#(179m3)高爐、濰坊鋼廠(chǎng)(1080m3)和濟南鋼鐵公司煉鐵廠(chǎng)2#、3#(1750m3)高爐以及萊蕪鋼鐵公司3#、4#(750m3)高爐的噴涂實(shí)踐,凡是大中小的高爐在爐喉以下發(fā)現爐壁磚襯侵蝕1/3以上,影響爐況與經(jīng)濟指標時(shí)都可采用自動(dòng)控制噴涂設備在爐內對爐壁噴涂。對高爐的噴涂,只利用檢修時(shí)間。時(shí)間短、速度快、施工簡(jiǎn)便,經(jīng)過(guò)噴涂后高爐順暢,形成操作爐型爐壁光滑,延長(cháng)高爐壽命,提高高爐一代爐齡。
      用自動(dòng)控制噴涂設備和國產(chǎn)噴涂料施工比用國外設備和材料施工費用可節約三分之一以上。
      國產(chǎn)的自動(dòng)控制機械手噴涂是今后發(fā)展的方向,是人工噴涂和其他噴涂方式不可替代的,新研制開(kāi)發(fā)的小型機械手應用范圍比國外設備廣,在我國大中小型高爐上推廣會(huì )帶來(lái)顯著(zhù)的經(jīng)濟效益。
萊蕪市華能爐窯工程有限公司
2006年元月
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