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        湘鋼1#高爐爐基煤氣泄漏的綜合治理

        2019-07-16 06:24:56楊代華
        冶金與材料 2019年3期
        關(guān)鍵詞:封板封箱爐缸

        楊代華

        (湘潭鋼鐵公司煉鐵廠,湖南 湘潭 411101)

        湘鋼1號高爐容積2580m3,第二代爐役于2015年6月5日開爐,爐底第一、二層保留了第一代爐役德國西格里碳磚,第三、四層為國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)微孔結(jié)合超微孔炭磚,炭磚之上采用兩層微孔剛玉結(jié)合剛玉莫來石質(zhì)的陶瓷墊結(jié)構(gòu);爐缸采用微孔結(jié)構(gòu)剛玉質(zhì)陶瓷杯壁結(jié)構(gòu);爐底冷卻水管設置在爐底封板之上的探搗料中。2015年8月1日高爐爐基發(fā)現(xiàn)煤氣泄漏,并逐步加劇,煤氣從爐底基墩外封閉板漏出,給安全生產(chǎn)運行帶來巨大隱患,也嚴重影響高爐長壽。通過多次綜合治理,爐底煤氣泄漏現(xiàn)象得到了明顯遏制。

        1 爐基泄漏煤氣時的現(xiàn)象

        1號高爐大修開爐投產(chǎn)后,生產(chǎn)穩(wěn)定,爐基也沒有泄漏煤氣。至8月1日,發(fā)現(xiàn)爐基外封板上有3處輕微泄漏煤氣,采用焊補方式封堵完畢。9月2日,發(fā)現(xiàn)外封閉板上漏點4處,西南和東南方向外封閉板與耐熱基墩間隙存在明顯泄漏,煤氣呈明顯帶壓力狀,采用點火措施,其中最大煤氣火焰長度在1m左右。為防止煤氣火焰通道越來越大,給高爐作業(yè)人員人身安全和爐缸長壽帶來嚴重影響,9月3日我廠制定了處理方案。方案主要根據(jù)爐底設計和大修施工資料,并考慮煤氣溫度不高,煤氣應大部分是從冷卻壁和爐殼之間泄漏出來,從封堵煤氣通道方向著手治理。

        2 爐底泄漏煤氣的原因

        1#高爐爐底泄漏煤氣原因,我們認為是多方面共同的結(jié)果?,F(xiàn)分析如下:

        2.1 炭素搗打料有缺陷

        高爐經(jīng)過一段時間運行后,1-4段冷卻壁冷熱面的無水泥漿和炭素搗打料受溫度環(huán)境變化,發(fā)生體積收縮等缺陷;同時在一代爐齡的爐缸渣鐵混合物、老炭磚拆除過程中對爐底結(jié)構(gòu)有振動;再者,施工質(zhì)量參差不齊,冷卻壁與爐殼之間炭素搗打料可能存在填充不實。

        2.2 冷卻系統(tǒng)漏水形成氣隙通道

        在一號高爐一代爐齡末期2年,5~9段冷卻壁損壞嚴重,經(jīng)常存在漏水現(xiàn)象,有時候不能及時處理到位,一部分漏水易沿著風口組合磚往下滲透,長期作用容易造成冷卻壁與爐殼炭素搗打料變質(zhì),形成氣隙通道。

        2.3 爐底封板處焊縫質(zhì)量差

        1號高爐爐頂封板區(qū)域焊縫已存有10年,在治理過程中,我們發(fā)現(xiàn)部分焊縫受環(huán)境影響存在腐蝕現(xiàn)象,導致薄弱處出現(xiàn)泄漏煤氣現(xiàn)象。

        3 爐基煤氣泄漏的治理

        針對1號高爐爐基煤氣泄漏的特點,在爐基區(qū)域重新構(gòu)建煤氣防線,爐缸和爐基側(cè)壁灌漿,以內(nèi)外結(jié)合的治理模式來達到遏制煤氣泄漏、控制氣隙通道擴大的目的。大致分為三個階段。

        3.1 第一階段治理及效果

        此階段主要是剛發(fā)現(xiàn)輕微泄露時,根據(jù)漏點情況,對漏點處進行焊補封堵,但是周邊區(qū)域會不斷出現(xiàn)新的漏點。最初發(fā)現(xiàn)漏點后對7字型外封閉板的焊縫整體加固,發(fā)現(xiàn)煤氣從7字板與耐熱基墩結(jié)合縫漏出,單純的從外部封堵,達不到治理目的,且通道會逐步加大。

        3.2 第二階段治理及效果

        結(jié)合第一階段治理的經(jīng)驗教訓,2015年12月計劃檢修時開始第二次治理,此階段主要是在高爐基臺上部1.4 m處原有灌漿孔的基礎上,在基臺上部2.4 m處的爐缸圓周方向進行開孔,壓入爐缸專用壓入料進行填充,其中爐缸區(qū)域壓入炭質(zhì)壓入泥漿(SSR-2)(見表1),7字板密封罩內(nèi)壓入高鋁質(zhì)壓入泥漿(SC-8YK)(見表2),同時對爐基封板外側(cè)開槽,鑿開混凝土,槽寬250~300 mm,深度>100 mm(見到基墩內(nèi)部鋼骨架),安裝封板,對封板內(nèi)部進行灌漿填充密封,開槽部位和封板下部采用灌漿料by100進行澆注(見圖1)。此階段通過治理封堵了大部分煤氣泄露點,但是爐基搭接板與擋板結(jié)合部位仍有大量煤氣泄露,相對于治理前,煤氣火減少約一半的強度和面積。

        表1 炭質(zhì)壓入泥漿(SSR-2)質(zhì)量性能指標

        表2 高鋁質(zhì)壓入泥漿(SC-8YK)質(zhì)量性能指標

        圖1 爐基第二階段封板制作及灌漿示意圖

        治理效果未達到預期的原因分析:

        ①封板處的止氣槽鑿掘深度不夠,現(xiàn)場作業(yè)深度約100 mm;

        ②澆注料澆筑后受檢修工期影響,養(yǎng)生不到4h,沒有應有的致密強度,達不到封堵的作用。

        ③澆注料選型不合適,該灌漿料不適合該部位做澆注料使用。

        ④1.4 m圓周的原有灌漿孔部分堵塞,影響灌漿效果。

        3.3 第三階段治理及效果

        遵循第二次治理施工方案,減少施工難度第二次治理的煤氣封箱不作處理,在之前制作的煤氣封箱外圍重新制作新的煤氣封箱(見圖2),封箱制作方法與第二次治理相同。

        圖2 爐基第三階段封板制作及灌漿示意圖

        ①本次施工止氣槽鑿掘進行改進,要求寬400 mm、深度250 mm,切割止氣槽內(nèi)表面第一層鋼筋確保止氣槽鑿掘深度;

        ②澆注料材質(zhì)使用礬土水泥,高鋁骨料,止氣槽鑿掘日期為計劃休風前10 d,同步完成密封箱環(huán)板、立板的安裝與焊接,完成第一次澆注;休風后4 h內(nèi)完成第二次澆注,10 h內(nèi)完成封箱蓋板的安裝、焊接,2 h內(nèi)完成灌漿,澆注料養(yǎng)生時間不小于8 h。

        ③根據(jù)現(xiàn)場1.4 m部分灌漿孔灌漿不進,本次選擇在爐基1.6 m新開孔18個,灌漿壓力上限1.5 MPa,主要壓入位置為爐基西南方向灌漿孔位置。

        經(jīng)過本次治理后,煤氣泄漏明顯好轉(zhuǎn),至2019年3月,爐基區(qū)域在高爐持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的運行條件下煤氣泄漏點點火不著,爐基區(qū)域煤氣濃度在24ppm以下。

        4 結(jié)語

        ①湘鋼1#高爐爐基泄漏煤氣通過多次的內(nèi)部灌漿、外部封堵治理措施,取得了較好的效果,有效控制了爐基煤氣的泄漏,保證了高爐的安全生產(chǎn)。

        ②因爐缸大修后屬于新舊結(jié)構(gòu)的組合,無法全部找出現(xiàn)存的細小孔道仍有少量泄漏,徹底根治困難,通過持續(xù)跟蹤爐缸煤氣泄漏變化情況,運用內(nèi)外兼治的手段進行治理,確保高爐的安全生產(chǎn)和長壽。

        ③提高施工質(zhì)量是高爐爐缸長壽的前提,停爐和爐缸施工過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)要有嚴格控制手段。

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