摘要对高炉炉体整体滑动推移在邯钢5号高炉扩容大修中的推移过程和经验进行了总结。认为采用此方法,能够缩短高炉大修停炉时间,提高高炉炉体技术装备水平,保证高炉炉体钢结构、设备、耐火材料安装质量,节约成本,是提高高炉大修综合效益的有效途径。
关键词 高炉 大修 炉体 整体推移
l引言
邯钢5号高炉自1992年7月1日建成投产至2004年2月累计出铁716万t,单位炉容出铁达5683t/m3,高炉已到大修周期。为了调整产业结构,提高技术装备水平,满足炼钢对生铁的需求,邯钢决定对该高炉扩容大修。
为尽可能缩短高炉停炉时间,减小因高炉停炉给邯钢带来的损失,同时要求原地改造,又不能影响高炉的正常生产,高炉炉体必须提前易地新建,旧高炉停炉后,将炉体及炉基等部分拆除,然后将新炉体整体推移至旧炉基上。
2主要改造内容
本高炉的扩容大修由中冶南方工程技术有限公司进行总承包,以“先进、成熟、可靠、经济、实用、环保”为原则,结合邯钢实际生产情况和原燃料条件,对落后的工艺技术和装备进行改造,采用国内外大型高炉先进、可靠的技术和装备。采用精料、高温、高压、富氧、大喷煤的冶炼工艺,实现高产、低耗、长寿、环保和优质的目标,实现高炉一代寿命≥15年。高炉主要设计指标见表1。
(1)焦、矿槽及上料系统:利用现有的4个700m3焦炭槽、4个700m3烧结矿槽、4个300m3杂矿槽,采用胶带机上料,新建一个杂矿槽,将原有的8个焦、矿称量斗扩大为13 m3;槽下运焦、运矿、上料及主皮带带速由1.6m/s提高到2.2m/s。
(2)炉顶装料系统:利用现有的PW型并罐无料钟炉顶,将单罐容积由22 m3扩大为30 m3,一次均压、放散系统更新。
(3)高炉炉体:高炉炉壳全部更新,高炉内型采用有利于强化冶炼的适当矮胖型,高炉冷却壁、炉底、无料钟炉顶采用软水密闭循环冷却,风口小套采用高压工业净化水冷却,风口中套、大套、直吹管、炉壳喷淋采用中压工业净化水冷却。高炉冷却壁l~4段采用导热性较好的低铬铸铁光面冷却壁,5—7段采用铜冷却壁,冷却壁表面内衬采用喷涂料,8~10段采用镶砖球墨铸铁冷却壁,镶砖为氮化硅结合碳化硅砖,1l~13段采用镶砖低铬铸铁冷却壁,镶砖为浸磷酸粘土砖,14段采用倒扣C型冷却壁,镶砖为浸磷酸粘土砖,内部浇注普通粘土浇注料。高炉炉底内衬采用5层炭砖,其中下部3层为总高l 200mm的国产半石墨炭砖,上部2层为总高800mm的国产微孔炭砖;上部砌2层刚玉氮化硅陶瓷杯垫,炉底总厚度2 800 mm。炉缸内侧砌刚玉氮化硅陶瓷杯,宽度400—800 mm,炉缸外侧采用德国SGL公司的大块微孔炭砖,共计9层。在引进微孔炭砖的上部采用3层国产微孔炭砖。风口区采用大块组合砖砌筑,铁口区采用大块、小块相结合特殊组合砖结构,风口和铁口组合砖的材质均为微孔刚玉组合砖。
(4)粗煤气系统:炉顶3个Ø800mm放散阀改为2个Ø750mm、1个Ø1000mm放散阀,新建一个轴向旋流式除尘器,与原重力除尘器串联使用,引进PW公司环形缝隙洗涤塔(AGS)技术净化系统,利用高炉煤气新建TRT余压发电。
(5)炉前系统:由于高炉炉容扩大,顶压提高,原有的泥炮、开口机不能满足生产要求,改造为4000 kN的矮身泥炮、全液压开口机,摆动流嘴由气动马达改为液压油缸驱动。易地新建一座喷吹站,提高喷煤能力,煤比≥180kg/t。
3高炉炉体整体推移技术的应用
为尽可能的缩短高炉停炉时间,改造施工的同时又不能影响高炉的正常生产,施工场地又极其狭小,改造工作量又如此之大,在这种恶劣的工作环境下,对施工单位提出了极高的要求。因此,高炉易地新建,炉体整体推移技术解决了这一问题。
(1)高炉炉体整体推移总体思路:高炉分两段安装,第一段为移送,第二段为悬吊,高炉炉体工程拟定在拼装平台上完成,高炉炉体平移作业采用滑动摩擦方式由液压缸推送。为防止推移过程中液压缸对炉底产生的塑性变形,进而损坏炉内耐火材料,液压缸与炉体的受力点设在炉底水管以下,并将炉缸部分炉壳向下延伸1.5 m,炉底水管以下用工字钢组焊成箱型梁连接加固,加固后的炉底用钢板密封,然后用压力灌浆法灌满耐热混凝土。推移小车安装在密封板下部,炉缸推移受力点设弧形梁,弧形梁承载液压缸的推力,使高炉炉体在液压缸的推动下向炉基平移。移送段从炉底至炉喉钢砖,推移前要求完成冷却壁、炉喉钢砖、铁口框架、风口大套等设备的安装,及高炉耐材的砌筑,第一段总重量达5206t,为目前国内推移重量最大的高炉。悬挂段包括高炉煤气封罩带炉壳、部分导出管、检修门,炉壳重约40t,悬挂段与移送段预拼装不焊接,待高炉停产后,利用塔吊、卷扬、滑轮组将其吊至所需标高,移送段推至炉基后,将悬挂段落下对口,减小停炉后的安装量,缩短施工周期。
(2)推移施工前的准备工作:主控楼拆除6m,职工澡堂与转运站拆除,推移方向的风口平台、各层平台梁、支撑拆除,炉顶天车支柱拆除,为高炉推移扫清障碍,为安装.DBQ1 500塔吊、高炉推移基础提供了施工场地。
(3)推移平台基础的施工:要求推移平台基础中心线与旧高炉1800中心线重合,根据现场实际地质情况和组装高炉的设计荷载,结合现场施工条件推移平台基础采用34根人工扩孔灌注桩,上部制作4条矩形钢筋混凝土条形基础梁,在每条基础梁上安装2根120重型钢轨。钢轨上面加工成平面,光洁度要求0.05 mm以上。推移基础分三段完成,第一段为l~24号桩基平台,第二段为25~34号桩基平台,第一、二段要求全部在停炉前完成,第三段在停炉后按设计要求将炉基加固加粗后,保护性拆除至炉基设计标高,安装钢梁,钢梁之间相互连接,防止倾斜,保证刚度,钢梁上铺设道轨,以达到缩短推移基础施工时间。
(4)推移动力设备的组成:推移动力设备由液压缸、液压站、活动梁、止推挡、承重滑靴、导向滑靴组成。承重滑靴布置在高炉密封板下面,并与之焊接,支承高炉的全部总量,导向滑靴布置在炉缸外侧的弧形梁下,只起导向作用。活动梁由钢板组焊而成,在钢梁与止推挡之间放置l~6m的钢管,用来阻挡液压缸后的活动梁,液压缸每推进l m,钢管增加lm,推到6m换下一个止推挡块,分步将高炉炉体推向高炉炉基。
(5)高炉推移施工如图1所示。
(6)高炉推移技术参数见表2。
4效益分析
新建高炉于2004年11月20日奠基,2005年6月5日04:30高炉停炉休风,7月9日13:56复风停炉时间共计34天l0小时。按照合同停炉检修计划为45天,2000m’高炉日产4600t/d计算,吨铁效益800元计,整体推移高炉直接创效益为:
(45—34.5)×4600×800=3864万元。
根据我厂1997年4号高炉扩容大修,620 m3高炉改造为917m3高炉,查阅其停炉原地大修施工网络图可知,停炉时间为6个月,吨铁效益500元计,按照上述计算公式可知,整体推移高炉创效益为:
(180—34.5)×4600×500=33465万元。
5 结语
邯钢5号高炉大修扩容改造由中冶南方工程技术有限公司总承包,十九冶负责高炉炉体系统改造,一冶负责热风炉系统改造,河北冶建负责槽下与喷吹系统改造,邯钢内部负责三电与水系统改造,总投资2.9亿元。高炉投产15天利用系数达2.3,目前利用系数维持在2.5以上,高炉达产达效全部按照计划指标完成。高炉炉体整体推移技术有很大价值,在冶金行业中可加以推广,为今后高炉大修指明了一个崭新的方向。