大型高炉热风总管抢修及修复技术[权威资料]

大型高炉热风总管抢修及修复技术 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 摘要： 本文通过介绍某钢厂高炉热风总管事故抢修及修复的实践，讨论大型高炉热风总管在不同破坏事故、破坏的状况下，实现短期抢修及快速修复的技术。 Abstract： This paper introduced practice of urgent repair and restore technique for hot blast main of large BF in a certain factory， and discuss the urgent repair and restore technique for hot blast main of large BF in different damage accident. 关键词： 大型高炉；热风总管；抢修及修复 Key words： large BF； hot blast main； urgent repair and restore TF549 A 1006-4311（ 2013） 09-0120-03 0 引言 高炉热风总管是向高炉提供较大压力（设计能力0.5Mpa）、高温度的热态空气（高至 1250 -1310 ），提供高炉持续生产的动力，其重要性不言而喻。由于需要在不同状态下工作，保证其管道体系不发生变形，进而产生破坏一直是各钢厂重点关注的问题。事实上，各钢厂在生产过程中，热风管道发生问题比较频繁，有的甚至是发生了重大事故，这些问题、事故产生的后果严重，处理难度、危险性较大，笔者经历了较多高炉的施工，并参与了其中部分钢厂热风总管事故的修复与抢修工作，现结合某厂高炉热风总 管发生事故后的抢修及修复典型实践就此进行讨论。 1 概述 某厂 2009 年底建设投产了一座特大型高炉，该高炉设计年产生铁 480 万吨。其热风炉系统设计地得式热风炉（ PW-DME） 4 座，其中 1 座为后期预留。地得式（ PW-DME）热风炉的特点是将蓄热室和燃烧室拱顶直接相连成整体，通过设在燃烧室底部的液压垫，保证燃烧室随蓄热室同步上下位移，结构稳定可靠。 2 热风总管爆炸事故抢修与修复 2.1 热风总管事故情况 2010 年 2 月 11 日晨 7： 39 分许，由于管道拉杆在使用过程中发生断 裂，管系破坏，煤气倒灌入总管，进而发生爆炸事故，造成热风总管发生严重破坏，波纹管完全损坏，拉杆断裂，部分总管扭曲、断裂，端部封头炸飞，将冷风总管处管道、冷风放散消音器等砸坏。 2.2 管道爆炸事故抢修及修复 爆炸事故发生后，经紧急讨论，决定事故处理过程分为两个阶段：第一阶段：将已破坏管道抢修，满足短期内恢复高炉简易生产要求。第二阶段：在相关设备、耐材、现场施工准备完毕后，完全修复整个系统。 2.2.1 一阶段抢修 将热风炉热风管道及冷风管道需要恢复部分划分为四个区域，同时进行修复作业，各 区域的主要作业内容见表 1。 1 区管道从两端波纹补偿器处断裂，掉落于出铁场厂房边，压于其下的除尘管道上，将管段破坏性拆除后安装新管道，不原样恢复耐材，对管道内部喷涂处理。 2 区管道与 1 区管道已发生错位，对管时利用新制作的同管径管道，切成若干小块，在两根管道端部进行焊接。内外焊缝焊接完成后，其外部采用包带及加筋进行加强。 热风总管及热风支管的波纹管均有不同程度的损伤，设置包带进行包覆，在周圈加强处理，焊接完成后进行压浆。 掉在地上的封头，清理修复后与管道焊接，焊后采用横向 加筋对其焊缝加强，然后在管内进行喷涂作业。 整个事故抢修在春节期间，耗时 229 小时 24 分，于2010 年 2 月 20 日 14： 03 恢复送风，送风后措施得当，用了5 天多时间处理完毕，没有发生炉内无法处理而大修高炉这一极端不利的情况，为后续有计划的停炉休风处理奠定了良好的基础。 2.2.2 二阶段修复 抢修完成后的高炉，经过一个月左右低负荷生产，盘活了炉缸，进行了有计划的准备后，于2010 年 3 月 20 日休风焖炉，开始二阶段修复。 2.2.2.1 基本方案 分成三个作业区，分别采取不同的施工措 施进行修复，以最大限度缩短工期： 厂房内至厂房外固定支架段（ A 区）：拆除时采用汽车吊直接吊离，安装时搭设钢结构立柱，设置滑移梁，在滑移梁上铺设钢轨，逐段推移就位。 休风前在出铁场外增加临时固定支架一个，再加风口平台上支架组成支撑体系，安装滑移设施。 休风后在管道外部，按照原管道喷涂设置的涨缝位置将管道切割成段。利用 500 吨吊车吊至地面运走。 新管道分成三段在外部场地上拼装，除接口焊接处合门的耐材外，喷涂、砌筑完毕，前两段用 500 吨汽车吊吊至推移平台上，用推移千斤顶推 移至设计位置，最后一段吊车直接吊至设计位置后进行拼装、焊接、安装拉杆，施工接口处耐材。 热风炉与出铁场间段（ B 区）：拆除安装均采用两台500 吨汽车吊抬吊（新管道除接口处，耐材在地面施工完毕，管道连接后施工接口处耐材）。 热风炉本体段（ C 区）：旧管道拆除采用两台 500 吨汽车吊分段拆除。新管道安装采用整体推移法，即在休风前搭设拼装滑移支架及平台，在滑移轨道上将热风管道完成安装及所有介质管道、平台安装，并完成除接口处外的耐材施工。休风拆除旧临时管道，处理平台后用千斤顶同步顶推至设计位置就位 ，与其他段热风总管及介质管道连接，施工接口处耐材。 2.2.2.2 液压顶推工艺 液压爬行器顶推工作原理见图1。 对顶推过程中滑移台架变形进行控制，采用九点顶推方式，经过计算，变形最大量仅 0.67mm，完全满足要求热风管道耐材的间隙要求，计算结果见图 2。 C 区于 2011 年 3 月 22 日 9： 00 至 2011 年 3 月 22 日11： 30 两个半小时内完成管道的推移， A 区于 2011 年 3 月 22日 15： 00 至 2011 年 3 月 22 日 22： 00 完成管道推移，其对口精度，变形完全满足控制要求，顶推作业见下图所 示（左为 A 区管道，右为 C 区管道）。 整个热风总管自 2011年 3 月 20 日 8： 00 休风开始修复施工， 2011 年 3 月 25 日20： 00 恢复送风，共耗时 132 小时内完成了整个热风总管的修复施工。送风后很快达到了事故前生产水平。 3 管道耐材坍塌事故抢修 3.1 2011 年来热风管耐材塌落情况 2011 年 10 月 17日至 12 月 3 日，高炉在运行过程中，多次在送风支管处发现耐材，其中大部分为轻质砖，砖均已吹蚀，形状不规则。发现送风支管处出现耐材后，对整个管系管壳温度进行了检测，温度没有偏高部位，对部 分部位钻孔检查，也未发现有重质砖掉落情况，判断是爆炸处理期间无法进入人员检查的围管内残留有爆炸飞进的耐材，因此除对管道外表温度进行严密观测外，未考虑采取进一步措施。 2011 年 11 月 21 日，生产现场监控人员发现送风支管处又有耐材出现， 11 月 28 日，休风对混风管弯头处多点进行钻孔检测，未发现重质砖脱落。 2011 年 12 月 3 日，再次在送风支管发现耐材，同时1#热风支管与混风管间总管局部温度突然升高至 400 以上，通压缩空气强制冷却至 200 左右。 2011 年 12 月 10 日，休风在 2 号 热风支管至混风管总管上开观察孔四个，可见耐材发生大面积塌落，部位为从 2号热风支管前波纹管至混风管间，严重部分已仅剩 50mm 喷涂层，上半环砖全部脱落。 12 月 11 日，待管道冷却后，人员进入管道观察，发现自混风管口以东热风炉本体段管道不同程度产生破坏。 由于混风管以西至高炉段风温为正常生产温度，以东的管道则温度高于此处 100 以上，说明总管耐材破坏与工作负荷相关，是产生破坏的直接外因。 管道内耐材破坏的形式有两种：顶部塌陷，呈典型的苹果状（主管及热风支管处）；管道耐材发生断裂破坏（端头保护墙处 ）。管道耐材塌落情况如图 4 所示。 3.2 抢修用材料 使用中冶武汉冶金建筑研究院有限公司的浇注料及热风炉压入材料进行处理，其中浇注料作为热风总管的工作衬，压入材料作为浇注料与管壳间的补充压浆料。其浇注料和压入料的性能指标见表 2，表 3。 3.3 抢修作业方法 高炉休风后，发现破损的面积大大超过预期范围，经过紧急研究，采取强制送风冷却管道后，人员进入管道内进行抢修的作业方案。 管道冷却。总管上三个人孔及倒流休风阀打开，采用助燃风机向总管内送风，对管道进行了 18 小时的强制冷却后，人员进入管道内 部进行调查及施工。 模板支设。支设木质拱胎，在其上敷设胶合板作为浇注模板。模板支设前，将上半环已损坏残砖清理干净，局部塌落超过半环砖的，利用同材质耐材补砌至半环以上再支设模板。见图 5 所示。 耐材浇注。模板支设完成后，对掉砖区域内模上进行浇注处理，并铺设纤维毡。浇注完毕及时进行管壳焊接，然后开设 6-8 个灌浆孔进行压浆处理。 此次热风总管的抢修处理自 2011 年 12 月 10 日上午8： 00 休风至 2011 年 12 月 14 日 12： 00 复风，耗时 100 小时。总管抢修完成恢复后的生产过程中加强了对管道的监控，经观测，除 三岔口局部点管壁温度在 200 以外，其余均在 150 以下，整个总管运行良好， 2012 年该高炉共产铁 502万吨，创造了国内单炉年产新记录。 4 结语 4.1 热风总管要适应当今炼铁普遍要求的高风温、高富氧、高喷煤、高顶压的要求，必须在设计、材料、施工、生产等方面都要严加控制。设计上必须充分考虑不同工况、不同受力状态下的结构设计和耐材指标的确定，材料制造上必须重视材料的选用、生产过程的控制，施工上必须加强耐材砌筑过程的管控，生产上必须控制相关工艺及指标，并确保设备、仪表的正常运行，保证生产过 程不发生偏差。 4.2 目前不定型耐火材料的施工性能能够满足短期简单修复的要求，并具有一定的正常使用年限（有的能保证 5年的正常使用），因此，常规情况下热风总管的局部抢修，适宜采用浇注耐火浇注料的方式。 4.3 如同高炉的新建与大修一样，构件、设备的大型化、离线组装是复杂状况下的热风管道修复提高工效，减少作业时间的关键措施。 4.4 本次特大型高炉热风总管休风修复的重点是总管的离线组装，在线推移就位，其关键点是滑移台架的设计，除了要保证对口的进度（标高、平面位置），还要保证有足够 的刚度，以免发生较大变形，使得已离线砌筑好的耐材产生有害裂纹而形成隐患。 参考文献： 1中冶天工上海十三冶建设有限公司相关施工方案 . 2中冶武汉建筑研究院有限公司有关数据 . 3刘琦 .沙钢 5800m3 高炉成功处理长期事故休风实绩 .炼铁， 2010（ 03） . 阅读相关文档 :土钉墙支护结构在深基坑围护中的实际应用 我国开展供应链安全项目的挑战与对策 采空区计量单位及单价决算依据探讨 公路桥梁养护管理研究 浅谈园林绿化工程施工质量管理与控制 浅谈丽 龙高速公路高边坡的养护与管理 高速铁路轨道精调测量方法浅论 城市地下给水管网存在问题及优化设计 新平县太平桥伸缩装置使用调查与总结 使用后评价在校园