專利名稱：非熔損性高爐冷卻壁在線修補的方法
技術領域：
本發明涉及生鐵冶煉設備，進一步來說涉及高爐的冷卻壁，尤其涉及其高爐已經損壞的冷卻壁修補的方法。
背景技術：
高爐是生鐵冶煉工藝的主體設備，冷卻壁則是高爐爐體結構重要組成部分。眾所周知，冷卻壁的作用有(1)保護爐殼在正常生產時，高爐爐殼只能在低于80°C的溫度下工作，爐內傳出的高溫熱量由冷卻壁帶走85%以上，只有約15%的熱量通過爐殼散失；(2)對耐火材料的冷卻和支承高爐內耐火材料的表面工作溫度高達1500°C左右，如果沒有冷 卻壁，在很短的時間內耐火材料就會被侵蝕或磨損；通過冷卻壁的冷卻可提高耐火材料的抗侵蝕和抗磨損能力，還可對高爐內襯起支承作用，增加砌體的穩定性；(3)維持合理的操作爐型使耐火材料的侵蝕內型線接近操作爐型，對高爐內煤氣流的合理分布、爐料的順行起到良好的作用；(4)當耐火材料大部分甚至全部被侵蝕后，冷卻壁上的渣皮能繼續維持高爐生產。可見，冷卻壁工作狀況是高爐壽命最重要影響因素之一，同時還嚴重影響著高爐生產的主要經濟技術指標及操作安全。通常情況下，高爐冷卻壁在開爐一年半左右出現非熔損性或磨損性損壞。目前處理這種損壞形式的方法有1.斷水灌漿法；2.減水養護法；3.穿管再生法；4.更換法。例如中國專利申請件CN1372008號《高爐冷卻壁水冷管修復法》、CN1818077號《煉鐵高爐冷卻壁水管檢漏堵漏技術》、CN101550462號《一種高爐冷卻壁水冷卻系統修復方法》、CN102534078A號《一種高爐冷卻壁冷卻水管替換方法》等等。這些方法都存在一些缺點，要么不能從根本上解決問題，要么就是必須休風更換，損失巨大。
發明內容
本發明的目的是提供非熔損性高爐冷卻壁在線修補的方法，以實現煉鐵高爐冷卻壁非熔損性損壞的在線修補，延長高爐壽命。發明人在長期實踐中，發現煉鐵高爐冷卻壁的非熔損性損壞主要原因有①水管根部由于爐殼和冷卻壁熱膨脹的量不同，產生上下方向的剪切力使其斷裂；②高爐不斷強化，熱流量過大，冷卻壁不能承受燒壞冷卻壁；③冷卻水中含有較高的鈣、鎂碳酸鹽，形成水垢，導熱性能差，燒壞冷卻壁；④操作爐溫波動大，破壞冷卻壁渣皮，造成熱流量過大，燒壞冷卻壁； 冷卻壁鑄造質量不好，急冷急熱造成斷裂。發明人利用隱蔽空間窺視技術，將工業內窺鏡從冷卻壁進水或出水口伸入，觀察冷卻壁損壞情況，發現開爐投產4 6年的高爐，冷卻壁的損壞90%以上不屬于磨損或熔損，多數是由于冷卻壁和爐殼受熱不均勻而產生應力相互擠壓，剪斷爐殼和冷卻壁之間的冷卻管，產生裂縫而損壞，這種損壞極為非熔損性損壞。
對于高爐冷卻壁的非熔損性損壞，發明人研究的在線修補的方法是
(I)用工業內窺鏡探明高爐冷卻壁的冷卻水管損壞部位及損壞情況；并用檢漏裝置對損壞冷卻水管進行檢漏，計算出泄漏量；
⑵設計一臺由循環泵、換熱片、藥劑室、液位計、連接管、壓力表和排污閥組成的循環修補裝置；
(3)選用一種在高溫、高壓及水、煤氣狀態下能夠在冷卻水管裂縫處聚集、粘接、固化并密封的修補劑；
(4)將出現非熔損性損壞的冷卻水管從冷卻循環水系統中撤離出來，連接到循環修補裝置的修補劑進出口，形成小循環系統；
(5)在小循環系統中加入清洗劑對損壞冷卻壁進行酸洗，洗凈內部垢層，打開排污閥同時加入清水將清洗劑置換完畢，關閉排污閥； (6)之后，將選用的修補劑送入小循環系統，通過循環修補裝置輸送至冷卻壁損壞部位，不斷循環，達到最終修補損壞部位的目的；
(7)對修補的冷卻壁冷卻水管進行打壓、檢漏裝置檢漏檢驗達到正常冷卻壁運行要求后，修補結束。上述⑴中所述工業內窺鏡和的檢漏裝置為常規的設備；所述計算泄漏量的方法是根據損壞部位漏水而造成液位下降的速度和壓力關系計算出單位時間漏水量。上述⑶中所述修補劑為市售的用于汽車水箱修補的修補劑產品。上述(5)中所述清洗劑是占總體積10% 15%鹽酸溶液、占總體積I %緩蝕劑和水的混合物。上述(7)中所述打壓與檢漏均為常規的檢測手段。本發明的優點是①在線修補高爐冷卻壁，不影響高爐正常生產；②在線量化檢漏，可精確判斷損壞冷卻壁漏水量，從而制定處理措施；③修補成本低，操作簡單；④修補后的冷卻壁導熱性能好，不破壞原有結構，并可多次修補，直至該冷卻壁熔損或磨損，使其真正達到正常使用壽命。適用于生鐵冶煉企業。
圖I為損壞冷卻壁示意圖，圖2為修補裝置工藝流程示意圖，圖3為換熱器的列管示意圖。圖中1為換熱器,2為循環泵,3為連接管,4為換熱水進口，5為換熱水出口，6為修補劑進口，7為修補劑出口，8為壓縮空氣進口，9為損壞的冷卻壁，10為損壞部位。
具體實施例方式實施例某生鐵冶煉企業采用本發明方法對其二號高爐的冷卻壁3處非熔損性損壞的冷卻水管進行修補。首先用工業內窺鏡探明高爐冷卻壁的冷卻水管損壞部位及損壞情況，明確該損壞屬于非熔損性損壞，并用檢漏裝置對損壞冷卻水管進行檢漏，計算出漏水量，計算泄漏量的方法是根據損壞部位漏水、液位下降速度和壓力關系計算出單位時間漏水量；具備修補價值的損壞冷卻壁，在小循環系統中加入清洗劑，清洗劑是占總體積10% 15%鹽酸溶液、占總體積1%緩蝕劑和水的混合物，對損壞冷卻壁進行酸洗，洗凈管內垢層；打開排污閥同時加入清水將清洗劑置換完畢，關閉排污閥；接著將原來用于汽車水箱的修補劑送入小循環系統，通過循環修補裝置輸送至冷卻壁損壞部位，不斷循環；根據溫度上升情況調劑冷卻換熱水量，根據液位下降情況(即冷卻壁漏水量)調劑修補劑濃度，直至液位停止下降為修補成功；監控溫度和液位的變化情況運行修補裝置36h，使聚集在損壞部位的藥劑固化，最后對所修補冷卻壁經過檢漏裝置檢漏，進行排水頭點火及打壓試漏顯示，合格后停止修補；將修補好的冷卻水管接回冷卻循環水系統。冷卻壁在線修補情況比較
權利要求
1.非熔損性高爐冷卻壁在線修補的方法，其特征是 (I)用工業內窺鏡探明高爐冷卻壁的冷卻水管損壞部位及損壞情況；并用檢漏裝置對損壞冷卻水管進行檢漏，計算出泄漏量； ⑵設計一臺由循環泵、換熱片、藥劑室、液位計、連接管、壓力表和排污閥組成的循環修補裝置； (3)選用一種在高溫、高壓及水、煤氣狀態下能夠在冷卻水管裂縫處聚集、粘接、固化并密封的修補劑； (4)將出現非熔損性損壞的冷卻水管從冷卻循環水系統中撤離出來，連接到循環修補裝置的修補劑進出口，形成小循環系統； (5)在小循環系統中加入清洗劑對損壞冷卻壁進行酸洗，洗凈內部垢層，打開排污閥同時加入清水將清洗劑置換完畢，關閉排污閥； (6)之后，將選用的修補劑送入小循環系統，通過循環修補裝置輸送至冷卻壁損壞部位，不斷循環，達到最終修補損壞部位的目的； (7)對修補的冷卻壁冷卻水管進行打壓、檢漏裝置檢漏檢驗達到正常冷卻壁運行要求后，修補結束。
2.如權利要求I所述的方法，其特征在于⑴中所述工業內窺鏡和的檢漏裝置為常規的設備；所述計算泄漏量的方法是根據損壞部位漏水而造成液位下降的速度和壓力關系計算出單位時間漏水量。
3.如權利要求I所述的方法，其特征在于⑶中所述修補劑為市售的用于汽車水箱修補的修補劑產品。
4.如權利要求I所述的方法，其特征在于(5)中所述清洗劑是占總體積10% 15%鹽酸溶液、占總體積I %緩蝕劑和水的混合物。
全文摘要
本發明公開了非熔損性高爐冷卻壁在線修補的方法，該方法是先用工業內窺鏡探明高爐冷卻壁的損壞情況，將出現損壞的冷卻水管從冷卻循環水系統中撤離出來，連接到循環修補裝置，形成小循環系統；加入清洗劑清洗冷卻水管的垢層，然后加入清水置換清洗劑，再將修補劑送入小循環系統，輸送至冷卻壁損壞部位，不斷循環，最終修補損壞部位；最后對修補的冷卻水管進行打壓、檢漏，達到正常冷卻壁運行要求后，修補結束。本發明的優點是①在線修補高爐冷卻壁，不影響正常生產；②在線量化檢漏，可精確判斷損壞冷卻壁漏水量；③修補成本低，操作簡單；④修補后的冷卻壁導熱性能好，不破壞原有結構，使其達到正常使用壽命。適用于生鐵冶煉企業。
文檔編號C21B7/10GK102808055SQ20121030226
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月23日 優先權日2012年8月23日
發明者劉紀錄 申請人:首鋼水城鋼鐵(集團)有限責任公司