大型高爐熱風(fēng)總管搶修及修復(fù)技術(shù)[權(quán)威資料]

大型高爐熱風(fēng)總管搶修及修復(fù)技術(shù) 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 摘要： 本文通過介紹某鋼廠高爐熱風(fēng)總管事故搶修及修復(fù)的實(shí)踐，討論大型高爐熱風(fēng)總管在不同破壞事故、破壞的狀況下，實(shí)現(xiàn)短期搶修及快速修復(fù)的技術(shù)。 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. 關(guān)鍵詞： 大型高爐；熱風(fēng)總管；搶修及修復(fù) Key words： large BF； hot blast main； urgent repair and restore TF549 A 1006-4311（ 2013） 09-0120-03 0 引言 高爐熱風(fēng)總管是向高爐提供較大壓力（設(shè)計(jì)能力0.5Mpa）、高溫度的熱態(tài)空氣（高至 1250 -1310 ），提供高爐持續(xù)生產(chǎn)的動力，其重要性不言而喻。由于需要在不同狀態(tài)下工作，保證其管道體系不發(fā)生變形，進(jìn)而產(chǎn)生破壞一直是各鋼廠重點(diǎn)關(guān)注的問題。事實(shí)上，各鋼廠在生產(chǎn)過程中，熱風(fēng)管道發(fā)生問題比較頻繁，有的甚至是發(fā)生了重大事故，這些問題、事故產(chǎn)生的后果嚴(yán)重，處理難度、危險性較大，筆者經(jīng)歷了較多高爐的施工，并參與了其中部分鋼廠熱風(fēng)總管事故的修復(fù)與搶修工作，現(xiàn)結(jié)合某廠高爐熱風(fēng)總 管發(fā)生事故后的搶修及修復(fù)典型實(shí)踐就此進(jìn)行討論。 1 概述 某廠 2009 年底建設(shè)投產(chǎn)了一座特大型高爐，該高爐設(shè)計(jì)年產(chǎn)生鐵 480 萬噸。其熱風(fēng)爐系統(tǒng)設(shè)計(jì)地得式熱風(fēng)爐（ PW-DME） 4 座，其中 1 座為后期預(yù)留。地得式（ PW-DME）熱風(fēng)爐的特點(diǎn)是將蓄熱室和燃燒室拱頂直接相連成整體，通過設(shè)在燃燒室底部的液壓墊，保證燃燒室隨蓄熱室同步上下位移，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠。 2 熱風(fēng)總管爆炸事故搶修與修復(fù) 2.1 熱風(fēng)總管事故情況 2010 年 2 月 11 日晨 7： 39 分許，由于管道拉桿在使用過程中發(fā)生斷 裂，管系破壞，煤氣倒灌入總管，進(jìn)而發(fā)生爆炸事故，造成熱風(fēng)總管發(fā)生嚴(yán)重破壞，波紋管完全損壞，拉桿斷裂，部分總管扭曲、斷裂，端部封頭炸飛，將冷風(fēng)總管處管道、冷風(fēng)放散消音器等砸壞。 2.2 管道爆炸事故搶修及修復(fù) 爆炸事故發(fā)生后，經(jīng)緊急討論，決定事故處理過程分為兩個階段：第一階段：將已破壞管道搶修，滿足短期內(nèi)恢復(fù)高爐簡易生產(chǎn)要求。第二階段：在相關(guān)設(shè)備、耐材、現(xiàn)場施工準(zhǔn)備完畢后，完全修復(fù)整個系統(tǒng)。 2.2.1 一階段搶修 將熱風(fēng)爐熱風(fēng)管道及冷風(fēng)管道需要恢復(fù)部分劃分為四個區(qū)域，同時進(jìn)行修復(fù)作業(yè)，各 區(qū)域的主要作業(yè)內(nèi)容見表 1。 1 區(qū)管道從兩端波紋補(bǔ)償器處斷裂，掉落于出鐵場廠房邊，壓于其下的除塵管道上，將管段破壞性拆除后安裝新管道，不原樣恢復(fù)耐材，對管道內(nèi)部噴涂處理。 2 區(qū)管道與 1 區(qū)管道已發(fā)生錯位，對管時利用新制作的同管徑管道，切成若干小塊，在兩根管道端部進(jìn)行焊接。內(nèi)外焊縫焊接完成后，其外部采用包帶及加筋進(jìn)行加強(qiáng)。 熱風(fēng)總管及熱風(fēng)支管的波紋管均有不同程度的損傷，設(shè)置包帶進(jìn)行包覆，在周圈加強(qiáng)處理，焊接完成后進(jìn)行壓漿。 掉在地上的封頭，清理修復(fù)后與管道焊接，焊后采用橫向 加筋對其焊縫加強(qiáng)，然后在管內(nèi)進(jìn)行噴涂作業(yè)。 整個事故搶修在春節(jié)期間，耗時 229 小時 24 分，于2010 年 2 月 20 日 14： 03 恢復(fù)送風(fēng)，送風(fēng)后措施得當(dāng)，用了5 天多時間處理完畢，沒有發(fā)生爐內(nèi)無法處理而大修高爐這一極端不利的情況，為后續(xù)有計(jì)劃的停爐休風(fēng)處理奠定了良好的基礎(chǔ)。 2.2.2 二階段修復(fù) 搶修完成后的高爐，經(jīng)過一個月左右低負(fù)荷生產(chǎn)，盤活了爐缸，進(jìn)行了有計(jì)劃的準(zhǔn)備后，于2010 年 3 月 20 日休風(fēng)燜爐，開始二階段修復(fù)。 2.2.2.1 基本方案 分成三個作業(yè)區(qū)，分別采取不同的施工措 施進(jìn)行修復(fù)，以最大限度縮短工期： 廠房內(nèi)至廠房外固定支架段（ A 區(qū)）：拆除時采用汽車吊直接吊離，安裝時搭設(shè)鋼結(jié)構(gòu)立柱，設(shè)置滑移梁，在滑移梁上鋪設(shè)鋼軌，逐段推移就位。 休風(fēng)前在出鐵場外增加臨時固定支架一個，再加風(fēng)口平臺上支架組成支撐體系，安裝滑移設(shè)施。 休風(fēng)后在管道外部，按照原管道噴涂設(shè)置的漲縫位置將管道切割成段。利用 500 噸吊車吊至地面運(yùn)走。 新管道分成三段在外部場地上拼裝，除接口焊接處合門的耐材外，噴涂、砌筑完畢，前兩段用 500 噸汽車吊吊至推移平臺上，用推移千斤頂推 移至設(shè)計(jì)位置，最后一段吊車直接吊至設(shè)計(jì)位置后進(jìn)行拼裝、焊接、安裝拉桿，施工接口處耐材。 熱風(fēng)爐與出鐵場間段（ B 區(qū)）：拆除安裝均采用兩臺500 噸汽車吊抬吊（新管道除接口處，耐材在地面施工完畢，管道連接后施工接口處耐材）。 熱風(fēng)爐本體段（ C 區(qū)）：舊管道拆除采用兩臺 500 噸汽車吊分段拆除。新管道安裝采用整體推移法，即在休風(fēng)前搭設(shè)拼裝滑移支架及平臺，在滑移軌道上將熱風(fēng)管道完成安裝及所有介質(zhì)管道、平臺安裝，并完成除接口處外的耐材施工。休風(fēng)拆除舊臨時管道，處理平臺后用千斤頂同步頂推至設(shè)計(jì)位置就位 ，與其他段熱風(fēng)總管及介質(zhì)管道連接，施工接口處耐材。 2.2.2.2 液壓頂推工藝 液壓爬行器頂推工作原理見圖1。 對頂推過程中滑移臺架變形進(jìn)行控制，采用九點(diǎn)頂推方式，經(jīng)過計(jì)算，變形最大量僅 0.67mm，完全滿足要求熱風(fēng)管道耐材的間隙要求，計(jì)算結(jié)果見圖 2。 C 區(qū)于 2011 年 3 月 22 日 9： 00 至 2011 年 3 月 22 日11： 30 兩個半小時內(nèi)完成管道的推移， A 區(qū)于 2011 年 3 月 22日 15： 00 至 2011 年 3 月 22 日 22： 00 完成管道推移，其對口精度，變形完全滿足控制要求，頂推作業(yè)見下圖所 示（左為 A 區(qū)管道，右為 C 區(qū)管道）。 整個熱風(fēng)總管自 2011年 3 月 20 日 8： 00 休風(fēng)開始修復(fù)施工， 2011 年 3 月 25 日20： 00 恢復(fù)送風(fēng)，共耗時 132 小時內(nèi)完成了整個熱風(fēng)總管的修復(fù)施工。送風(fēng)后很快達(dá)到了事故前生產(chǎn)水平。 3 管道耐材坍塌事故搶修 3.1 2011 年來熱風(fēng)管耐材塌落情況 2011 年 10 月 17日至 12 月 3 日，高爐在運(yùn)行過程中，多次在送風(fēng)支管處發(fā)現(xiàn)耐材，其中大部分為輕質(zhì)磚，磚均已吹蝕，形狀不規(guī)則。發(fā)現(xiàn)送風(fēng)支管處出現(xiàn)耐材后，對整個管系管殼溫度進(jìn)行了檢測，溫度沒有偏高部位，對部 分部位鉆孔檢查，也未發(fā)現(xiàn)有重質(zhì)磚掉落情況，判斷是爆炸處理期間無法進(jìn)入人員檢查的圍管內(nèi)殘留有爆炸飛進(jìn)的耐材，因此除對管道外表溫度進(jìn)行嚴(yán)密觀測外，未考慮采取進(jìn)一步措施。 2011 年 11 月 21 日，生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)控人員發(fā)現(xiàn)送風(fēng)支管處又有耐材出現(xiàn)， 11 月 28 日，休風(fēng)對混風(fēng)管彎頭處多點(diǎn)進(jìn)行鉆孔檢測，未發(fā)現(xiàn)重質(zhì)磚脫落。 2011 年 12 月 3 日，再次在送風(fēng)支管發(fā)現(xiàn)耐材，同時1#熱風(fēng)支管與混風(fēng)管間總管局部溫度突然升高至 400 以上，通壓縮空氣強(qiáng)制冷卻至 200 左右。 2011 年 12 月 10 日，休風(fēng)在 2 號 熱風(fēng)支管至混風(fēng)管總管上開觀察孔四個，可見耐材發(fā)生大面積塌落，部位為從 2號熱風(fēng)支管前波紋管至混風(fēng)管間，嚴(yán)重部分已僅剩 50mm 噴涂層，上半環(huán)磚全部脫落。 12 月 11 日，待管道冷卻后，人員進(jìn)入管道觀察，發(fā)現(xiàn)自混風(fēng)管口以東熱風(fēng)爐本體段管道不同程度產(chǎn)生破壞。 由于混風(fēng)管以西至高爐段風(fēng)溫為正常生產(chǎn)溫度，以東的管道則溫度高于此處 100 以上，說明總管耐材破壞與工作負(fù)荷相關(guān)，是產(chǎn)生破壞的直接外因。 管道內(nèi)耐材破壞的形式有兩種：頂部塌陷，呈典型的蘋果狀（主管及熱風(fēng)支管處）；管道耐材發(fā)生斷裂破壞（端頭保護(hù)墻處 ）。管道耐材塌落情況如圖 4 所示。 3.2 搶修用材料 使用中冶武漢冶金建筑研究院有限公司的澆注料及熱風(fēng)爐壓入材料進(jìn)行處理，其中澆注料作為熱風(fēng)總管的工作襯，壓入材料作為澆注料與管殼間的補(bǔ)充壓漿料。其澆注料和壓入料的性能指標(biāo)見表 2，表 3。 3.3 搶修作業(yè)方法 高爐休風(fēng)后，發(fā)現(xiàn)破損的面積大大超過預(yù)期范圍，經(jīng)過緊急研究，采取強(qiáng)制送風(fēng)冷卻管道后，人員進(jìn)入管道內(nèi)進(jìn)行搶修的作業(yè)方案。 管道冷卻。總管上三個人孔及倒流休風(fēng)閥打開，采用助燃風(fēng)機(jī)向總管內(nèi)送風(fēng)，對管道進(jìn)行了 18 小時的強(qiáng)制冷卻后，人員進(jìn)入管道內(nèi) 部進(jìn)行調(diào)查及施工。 模板支設(shè)。支設(shè)木質(zhì)拱胎，在其上敷設(shè)膠合板作為澆注模板。模板支設(shè)前，將上半環(huán)已損壞殘磚清理干凈，局部塌落超過半環(huán)磚的，利用同材質(zhì)耐材補(bǔ)砌至半環(huán)以上再支設(shè)模板。見圖 5 所示。 耐材澆注。模板支設(shè)完成后，對掉磚區(qū)域內(nèi)模上進(jìn)行澆注處理，并鋪設(shè)纖維氈。澆注完畢及時進(jìn)行管殼焊接，然后開設(shè) 6-8 個灌漿孔進(jìn)行壓漿處理。 此次熱風(fēng)總管的搶修處理自 2011 年 12 月 10 日上午8： 00 休風(fēng)至 2011 年 12 月 14 日 12： 00 復(fù)風(fēng)，耗時 100 小時?？偣軗屝尥瓿苫謴?fù)后的生產(chǎn)過程中加強(qiáng)了對管道的監(jiān)控，經(jīng)觀測，除 三岔口局部點(diǎn)管壁溫度在 200 以外，其余均在 150 以下，整個總管運(yùn)行良好， 2012 年該高爐共產(chǎn)鐵 502萬噸，創(chuàng)造了國內(nèi)單爐年產(chǎn)新記錄。 4 結(jié)語 4.1 熱風(fēng)總管要適應(yīng)當(dāng)今煉鐵普遍要求的高風(fēng)溫、高富氧、高噴煤、高頂壓的要求，必須在設(shè)計(jì)、材料、施工、生產(chǎn)等方面都要嚴(yán)加控制。設(shè)計(jì)上必須充分考慮不同工況、不同受力狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和耐材指標(biāo)的確定，材料制造上必須重視材料的選用、生產(chǎn)過程的控制，施工上必須加強(qiáng)耐材砌筑過程的管控，生產(chǎn)上必須控制相關(guān)工藝及指標(biāo)，并確保設(shè)備、儀表的正常運(yùn)行，保證生產(chǎn)過 程不發(fā)生偏差。 4.2 目前不定型耐火材料的施工性能能夠滿足短期簡單修復(fù)的要求，并具有一定的正常使用年限（有的能保證 5年的正常使用），因此，常規(guī)情況下熱風(fēng)總管的局部搶修，適宜采用澆注耐火澆注料的方式。 4.3 如同高爐的新建與大修一樣，構(gòu)件、設(shè)備的大型化、離線組裝是復(fù)雜狀況下的熱風(fēng)管道修復(fù)提高工效，減少作業(yè)時間的關(guān)鍵措施。 4.4 本次特大型高爐熱風(fēng)總管休風(fēng)修復(fù)的重點(diǎn)是總管的離線組裝，在線推移就位，其關(guān)鍵點(diǎn)是滑移臺架的設(shè)計(jì)，除了要保證對口的進(jìn)度（標(biāo)高、平面位置），還要保證有足夠 的剛度，以免發(fā)生較大變形，使得已離線砌筑好的耐材產(chǎn)生有害裂紋而形成隱患。 參考文獻(xiàn)： 1中冶天工上海十三冶建設(shè)有限公司相關(guān)施工方案 . 2中冶武漢建筑研究院有限公司有關(guān)數(shù)據(jù) . 3劉琦 .沙鋼 5800m3 高爐成功處理長期事故休風(fēng)實(shí)績 .煉鐵， 2010（ 03） . 閱讀相關(guān)文檔 :土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)在深基坑圍護(hù)中的實(shí)際應(yīng)用 我國開展供應(yīng)鏈安全項(xiàng)目的挑戰(zhàn)與對策 采空區(qū)計(jì)量單位及單價決算依據(jù)探討 公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理研究 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