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        高爐熱風管道穿漏事故分析及長效預防措施

        來源:gyw 發布時間:2021-07-20 09:49:02 文章內容來自互聯網,如有侵權來聯系我們刪除,本站不為以下內容承擔責任。
          韶鋼8#高爐有效容積3200m3,于2009年10月16日建成投產。2016年2月高爐中修后平均風溫1160℃,5月16日8#風口上方熱風圍管發生穿漏事故(位于圍管圓周上半部11~12點鐘方向,裂縫尺寸1200mm×10mm),休風后被迫采取澆注加壓漿的方式進行處理。之后在圍管其他部位陸續發現有7個較大面積區域溫度高達250℃以上,于是利用6月30日高爐定修機會對熱風圍管這7個部位進行打開鋼殼澆注輔加壓漿,圍管其他圓周部位局部溫度高(>200℃)的31處采取壓漿方式進行大面積治理,運行狀態得到基本控制。日后利用高爐定修機會采取長效維護措施,在月平均1160℃風溫運行下,達到可控狀態,取得較好的維護效果。   穿漏部位處理過程   高爐休風后將穿漏部位圍管鋼殼割開,檢查確認保溫磚(NG0.5)燒損、粉化比較嚴重,但工作層耐火磚(HLG)襯膠管件存在,沒有垮塌,有10~20mm縫隙,穿漏四周耐材沉降空間較大,約200~250mm不等。殘余耐火材料清理完畢后,用含鋯陶瓷纖維毯(耐火度≥1300℃)將工作層耐火磚縫隙及四周堵塞,用高強度陶瓷耐磨澆注料澆注,再壓漿處理,并對圍管其他部位進行溫度檢測、開孔檢查和灌漿。   穿漏事故原因分析   1耐火材料和施工質量   1.1耐火材料結構配置   熱風圍管和熱風總管的耐火材料結構從內到外都為:重質耐火磚HLG(160mm)、保溫磚LG0.6(114mm)、保溫磚NG0.5(114mm)、耐火纖維板LYGX-264/纖維毯HA(30mm)、噴涂料CN-130a(50mm)。   2015年12月在對熱風總管的耐火材料下沉檢查中,發現在圍管至混風管段有200~300mm不同程度的下沉;2016年2月高爐中修檢測倒流管與圍管三岔口時發現該部位下沉50~80mm(管殼表面溫度150~180℃);2016年5月16日對圍管穿漏部位進行檢測,發現耐火材料沉降200~250mm,12#、4#風口部位開孔檢測沉降分別約為100、150mm。從而推算整個熱風圍管耐火材料存在100~250mm的沉降量。   從熱風圍管耐火材料結構及配置來分析,沉降量主要是由于圍管重質工作層耐火磚低蠕變、荷重軟化等高溫指標較差,在長期的高溫、高壓工作環境下,導致管道內襯磚整體收縮;另外管道底部耐火纖維板LYGX-264(30mm)也有一定的壓縮量,兩者疊加所致。   1.2施工質量存在問題   圍管穿漏部位位于管道圓周11~12點鐘方向,從管道圓周耐火磚砌筑圖來看位于HLG-11與HLG-12縫隙部位(砌筑時最后一塊磚),見圖1。圍管在此部位發生穿漏的原因之一就是施工時磚縫隙過大或泥漿填充不密實,導致熱風從縫隙中竄出,穿過保溫磚,并聚集在圍管鋼殼下,當鋼殼出現裂紋等情況時,氣體對流通道形成,穿漏即發生。   圖1 耐磨陶瓷管道熱風圍管管道砌筑圖   圍管穿漏部位長約1200mm,按耐火襯膠管道磚原標準長度230mm計算,約5塊磚長。從現場穿漏照片(圖2)對應砌筑圖紙(圖3)來看,原本每環磚間設計上的錯縫變成了實際施工后貫通縫隙(主要是工作層耐火磚HLG)。在管道局部點形成高溫通道后,由于耐火磚的貫通縫隙,加劇了圍管穿漏部位向管道縱向的拉長和擴大。   圖2 圍管穿漏現場照片   圖3 穿漏部位在管道砌磚上示意圖   管理缺陷   由于熱風圍管在生產中發生穿漏的情況在高爐煉鐵行業中極為少見,因此習慣上的麻痹讓管理者們都覺得圍管結構相對穩定,一般不會出問題,即使2015年12月留意、處理了8#高爐熱風總管的沉積,但忽視了同種耐火材料結構和配置都會存在沉降和竄氣問題;其次,圍管上方通風效果差,煤氣濃度高,通廊為鋼板結構,生產時現場檢測難度大,不能有效全面點檢或檢測,導致熱風圍管在局部出現溫度升高后沒及時發現并采取有效措施進行控制。   對高爐各部位進行了檢查和強化檢查后發現:   (1)發生過穿漏部位的8#風口上方熱風圍管一直是重點關注、維護部位,前后共進行壓漿7次;其次是31#~3#、14#、19#~20#風口上方熱風圍管部位,均達到了4~5次;28~30#風口上方尚好。最近7個月狀態變差較大的區域為31#~3#風口上方熱風圍管部位。   (2)8#風口部位圍管壓入最多,達到了1150kg;其次是1#~2#、14#均達到了1000kg以上;20#風口區域壓入量呈上升趨勢。   針對熱風管的這些情況,采取以下措施:   (1)為避免熱風管道出現耐火材料沉降現象,在進行工程設計時應提高重質工作層耐火磚低蠕變、荷重軟化等關鍵指標要求,再結合增加重質工作層耐火磚厚度、提高保溫磚抗燒損能力等綜合措施,達到提高熱風管道整體質量目標。   (2)優化熱風管道耐火材料配置結構。新設計的熱風主管、支管和圍管底部建議取消設置耐火纖維板LYGX(30mm)配置,將耐火磚直接砌筑在噴涂料層上面,消除因耐火纖維板LYGX被壓縮產生的沉降量;在熱風圍管等管襯四氟鋼管 系施工時應加強現場質量管理,消除每環磚之間形成通縫等先天性的隱患。消除耐火材料沉降和竄氣是消除熱風圍管發生穿漏的有效措施。   (3)熱風圍管在多個部位出現超出正常溫度控制標準后,可考慮先采取澆注加壓漿的方法實現狀態控制處理,再利用高爐定修機會進行長效維護鞏固處理。由于壓漿料的抗燒損能力等性能無法與重質工作層耐火磚相比,在熱風管道重質工作層耐火磚之間出現較大的縫隙或多次壓漿效果不明顯時,還需擇機進行開孔澆注處理。

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