[0001]
本发明属于冶金行业高炉炉顶煤气上升管道局部内衬耐材脱落修补领域，尤其涉及一种高炉炉顶煤气上升管道局部内衬耐材脱落修补方法。
背景技术：
[0002]
随着高炉生产时间延长，炉顶煤气上升管道局部内衬耐材也会出现老化、松动、脱落，导致管道钢壳温度上升、变形、甚至开裂出现漏煤气现象。
[0003]
为处理以上安全隐患，以往行业内主要有以下三种做法：一是在线外部“打包”处理，即焊接钢板+压浆+水循环冷却，但只能治标不治本。二是利用高炉计划休风机会，在炉顶煤气上升管道局部内衬耐材脱落部位，采用管壳两端开孔通氮气或压缩空气吹扫冷却，再进人到管道里面进行人工清理耐材及喷涂造衬处理，但这种进人到管道内部作业属于有限空间作业，存在较大安全风险，当前行业已不再提倡进人喷涂处理。三是分段整体更换效果虽好，但是由于炉顶煤气上升管道是炉顶系统承重主要组成结构，分段整体更换整体施工难度大，需要超大型起重机起吊安装，检修用时较长费用高，而且存在炉顶重大坍塌安全隐患，目前行业内已基本不再做分段整体更换的考虑。
[0004]
沙钢2#2680m3高炉于2004年9月18日建成投产，第二代炉龄于2012年11月3日大修结束开炉。高炉本体设有28个风口、2个铁口。采用了当今世界上较为先进的无料钟炉顶、铜冷却壁、薄壁炉衬、软水密闭循环、inba渣处理系统、davy锥型煤气清洗、trt余压发电等先进技术。由武汉钢铁设计总院负责设计、中国一冶负责施工建造。
[0005]
沙钢2#2680m3高炉第二代炉龄开炉以来，长期采取“疏导中心抑制边缘”的操作思路，炉况稳定顺行较好，过程中无中等及以上的炉况波动,无崩、滑料及悬料等恶性事故,操作炉型合理、规整完好，炉墙无结厚结瘤现象。炉顶温度长期控制在95-130℃，设备异常情况下短时间异常顶温不超200℃，冷却壁热负荷保持在80-90gj/h，边缘气流稳定，高炉利用系数长期稳定在2.50t/m3.d以上，整体生产指标完成较好。
[0006]
沙钢2#2680m3高炉炉顶煤气上升管道管壳局部温度设计上限130℃，整体 管壳设计上限温度110℃。炉顶煤气上升管根部、弯头处于2019年5月份开始 出现局部内衬耐材脱落，局部管壳温度上升到180℃左右，管壳表面油漆出现局 部脱落，高炉临时采取降顶压、控风压等防护措施，管壳局部温度上涨趋势得到 了一定程度的缓解，但未得到有效根治，9月份管壳局部钢壳最高温度已上升达 到270℃，为确保高炉运行安全，期间高炉多次休风，采用压板、堆焊等方式检 修处理，以及外部加氮气吹扫冷却，但效果不佳。隐患尚未得到彻底解决，高炉 复风生产一段时间后，补焊的焊缝再次出现焊缝开裂、蹿风等异常现象，耐材脱 落部位温度持续升高，严重威胁高炉安全生产。
技术实现要素：
[0007]
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种高炉炉顶煤气上升管道局部内衬耐材脱落修补方法。
[0008]
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种高炉炉顶煤气上升管道局部内衬耐材脱落修补方法，包括以下步骤：步骤一：在炉顶煤气上升管道的弯管处的损坏处开口，将管道损坏处外层的钢壳、中间层的填充层、内层的内衬耐材全部切割；步骤二：操作人员在炉顶煤气上升管道外，利用高压微水全方位清理弯管处内壁；步骤三：在弯管开口处内壁一周焊接锚固钉；步骤四：裁剪出用于封堵弯管开口的挂模，挂模形状与弯管开口形状相同，挂模可覆盖弯管开口，并将挂模切割分成两片挂板，将两片挂板从弯管开口依次放至弯管内，操作人员在管道外对弯管内的两片挂板进行焊接，两片挂板焊接后重新成为挂模；步骤五：将挂模向外牵引，将挂模的边缘与弯管开口处内壁一周的锚固钉进行焊接；步骤六：对挂模与内衬耐材之间的缝隙进行密封处理；步骤七：在挂模外设置新的填充材料，在钢壳的开口外安装新的覆盖壳体，并进行焊接。
[0009]
作为更进一步的优选方案，步骤一中，切割的开口为方形或圆形。
[0010]
作为更进一步的优选方案，步骤二中，清理弯管处内壁后，进行湿法喷涂，湿法喷涂:不定形耐火材料在喷涂机的搅拌系统内加水或促凝剂充分混匀，用高压泵通过耐高压输送管送至喷枪口，连续的喷匀在施工面，水分自然挥发后，形成耐高温、耐磨内衬。
[0011]
作为更进一步的优选方案，步骤四中，所述挂模上安装两个拉环，挂模切割为两片挂板后，一片挂板上具有一个拉环；所述步骤五中，在上升管道外通过牵引介质固定于拉环上对挂模进行牵引。
[0012]
作为更进一步的优选方案，步骤一中，继续对弯管开口位置上部的钢壳和内衬耐材之间的填充层进行清理，并在该区域的钢壳上打出通孔；所述步骤六和步骤七中，对挂模与内衬耐材之间的缝隙进行密封处理后，直接在钢壳的开口外安装新的覆盖壳体，最后向所述通孔注入填充材料。
[0013]
本发明的一种高炉炉顶煤气上升管道局部内衬耐材脱落修补方法，具有以下优点：一是修补工艺较为先进，采用“开窗”、“挂摸”喷涂修补方法，作业工序相对较为简单，施工难度小，检修费用少。二是新型修补方法不需要进人到管道里作业，作业过程相对较为安全。三是修补效果较好，修补后能够达到标本兼治的效果，修补后管壳温度能够长期保持低于110℃以内。
具体实施方式
[0014]
本发明主要阐述沙钢2#2680m3高炉针对炉顶煤气上升管道局部内衬耐材脱落、局部管壳温度超出设计上限，短时最高温度可达到270℃，严重威胁高炉安全运行的问题，创新修补方法，利用高炉计划休风机会，在炉顶煤气上升管道局部内衬耐材脱落部位，采用管壳开孔“开窗”不进人高压微水清理、开孔对面270
°
喷涂和孔口“挂摸”喷涂等新型方法进行修补处理，修补后管壳温度长期保持低于110℃，达到标本兼治的效果。
[0015]
新型“开窗”、“挂摸”喷涂修补方法，相较于行业传统外部“打包”处理方法或分段整体更换，新型修补方法优势较为明显。
[0016]
传统修补方法主要做法是利用高炉计划休风机会，在高炉炉顶煤气上升管道内衬
耐材松动脱落部位，采用管壳两端开孔通氮气或压缩空气吹扫冷却，再进人到管道里面进行人工清理松动、脱落耐材，管道里面作业环境较差，高温、粉尘，且属于狭小有限空间作业，存在较大安全风险。
[0017]
行业传统外部“打包”处理方法，主要是对炉顶煤气管道内衬耐材脱落部位进行“打包”即焊接钢板+压浆+水循环冷却。虽可在线检修作业，但在线处理过程中，由于管道内部耐材脱落部位容易出现变形开裂，存在漏煤气的隐患，带煤气作业，存在较大安全风险。而且打包后只能治标不本，效果一般。外部“打包”处理不仅不能彻底解决管道内衬耐材脱落的隐患，而且还增加了耐材脱落部位的承重，在焊接过程中容易产生应力集中，不利于高炉长期安全运行。增加冷却水管工序复杂，若原管道焊缝再次开裂，有往炉内漏水的风险。
[0018]
分段整体更换效果虽好于以上两种修补方法，但由于炉顶煤气上升管道是炉顶系统承重主要组成结构，分段整体更换整体施工难度大，需要超大型起重机起吊安装，检修用时较长费用高，而且存在炉顶重大坍塌安全隐患，目前行业内已基本不再做分段整体更换的考虑。
[0019]
本发明具体包括以下步骤：步骤一：在炉顶煤气上升管道的弯管处的损坏处开口，将管道损坏处外层的钢壳、中间层的填充层、内层的内衬耐材全部切割；切割的开口为方形或圆形；进一步的，继续对弯管开口位置上部的钢壳和内衬耐材之间的填充层进行清理，并在该区域的钢壳上打出通孔。
[0020]
步骤二：操作人员在炉顶煤气上升管道外，利用高压微水全方位清理弯管处内壁；清理弯管处内壁后，进行湿法喷涂：湿法喷涂：不定形耐火材料在喷涂机的搅拌系统内加水或促凝剂充分混匀，用高压泵通过耐高压输送管送至喷枪口，连续的喷匀在施工面，水分自然挥发后，形成耐高温、耐磨内衬；湿法喷涂的优点：能形成密实的施工体，施工面标谁要求低，材料反弹率低，施工周期短效率高。
[0021]
步骤三：在弯管开口处内壁一周焊接锚固钉。
[0022]
步骤四：裁剪出用于封堵弯管开口的挂模，挂模形状与弯管开口形状相同，挂模可覆盖弯管开口，并将挂模切割分成两片挂板，将两片挂板从弯管开口依次放至弯管内，操作人员在管道外对弯管内的两片挂板进行焊接，两片挂板焊接后重新成为挂模；挂模上安装两个拉环，挂模切割为两片挂板后，一片挂板上具有一个拉环。
[0023]
步骤五：将挂模向外牵引，将挂模的边缘与弯管开口处内壁一周的锚固钉进行焊接；在上升管道外通过牵引介质固定于拉环上对挂模进行牵引。
[0024]
步骤六：对挂模与内衬耐材之间的缝隙进行密封处理；对挂模与内衬耐材之间的缝隙进行密封处理后，直接在钢壳的开口外安装新的覆盖壳体，最后向所述通孔注入填充材料。
[0025]
步骤七：在挂模外设置新的填充材料，在钢壳的开口外安装新的覆盖壳体，并进行焊接。
[0026]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。