本發(fā)明涉及hycrof爐缸快速修復(fù)，具體涉及一種hycrof高爐快速修復(fù)侵蝕的方法。

背景技術(shù)：

1、碳循環(huán)是指將co和h2兩種碳的衍生物循環(huán)利用于高爐內(nèi)還原反應(yīng)的過程。在富氫碳循環(huán)高爐中，利用富氫燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)崮?，將鐵礦石還原成鐵，并進行碳分解反應(yīng)，將co和h2兩種碳的衍生物分離出來，再循環(huán)利用于高爐內(nèi)還原反應(yīng)，實現(xiàn)碳的循環(huán)利用，同時減少碳的排放。富氫碳循環(huán)高爐是一種高效、低碳、低能耗的新型鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)。

2、富氫碳循環(huán)高爐(hycrof)爐缸是冶煉鐵的重要設(shè)備，而高爐爐缸的侵蝕問題是hycrof運行中的難題。爐缸的侵蝕會導(dǎo)致爐缸壁厚度減薄，甚至出現(xiàn)爐缸破裂等嚴(yán)重問題，對高爐的正常運行和生產(chǎn)安全造成威脅，爐缸侵蝕的原因主要有高溫氣體的侵蝕、金屬渣漿的沖刷和金屬腐蝕等，高溫氣體中的氧氣和水蒸汽會與爐缸內(nèi)壁材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致爐缸壁材料的腐蝕和剝落，金屬渣漿在流動過程中會對爐缸內(nèi)壁造成機械沖刷，加速爐缸的磨損和侵蝕。而金屬腐蝕則是由于高溫下金屬與爐缸內(nèi)壁材料產(chǎn)生反應(yīng)，形成金屬氧化物，導(dǎo)致爐缸的侵蝕。高爐爐壁破裂不僅可能導(dǎo)致人員傷害、設(shè)備損壞和生產(chǎn)中斷，還可能對環(huán)境和產(chǎn)品質(zhì)量造成影響，因此，維護高爐爐壁的完整性和穩(wěn)定性對于確保生產(chǎn)安全、環(huán)境保護以及產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種hycrof高爐快速修復(fù)侵蝕的方法，以解決爐缸受到長期的侵蝕發(fā)生爐缸壁破裂的情況，導(dǎo)致爐內(nèi)高溫液體泄漏造成人員傷害、設(shè)備損壞和生產(chǎn)中斷的問題。

2、為達到上述目的，本發(fā)明提供的基礎(chǔ)方案為：一種hycrof高爐快速修復(fù)侵蝕的方法，包括：

3、預(yù)設(shè)壓漿防護策略，針對目標(biāo)區(qū)域進行預(yù)測，計算出產(chǎn)生裂縫時所需填補的壓漿量，進行壓漿維護；

4、預(yù)設(shè)氧氣濃度調(diào)節(jié)策略，降低目標(biāo)區(qū)域的氧氣濃度，減少氧氣對爐缸耐材產(chǎn)生的料磨損和侵蝕；

5、預(yù)設(shè)爐腰防護策略，風(fēng)口噴吹粘結(jié)混合物，進行局部強化護爐；

6、優(yōu)化鐵口區(qū)域，出鐵時對鐵口區(qū)域進行預(yù)鉆，出鐵后對鐵口區(qū)域進行打泥封堵，以改善出鐵效果；

7、優(yōu)化布料方式，根據(jù)不同物料的不同熔點與不同落點，調(diào)整下料順序和下料位置，改善爐缸透液性。

8、本發(fā)明的工作原理在于：使用壓漿預(yù)測防護策略計算出爐缸上是否出現(xiàn)裂縫或爐壁變薄的情況，如出現(xiàn)裂縫則計算出壓漿量，再對爐缸出現(xiàn)裂縫處進行填補修復(fù)，使壓漿料進入縫隙中填補裂縫；使用氧氣濃度調(diào)節(jié)策略調(diào)整爐缸內(nèi)氧氣濃度，將爐缸內(nèi)溫度控制在合適范圍內(nèi)；使用爐腰防護策略,對爐腰薄弱處進行噴吹粘結(jié)混合物，維護爐腰爐腹區(qū)域的爐壁厚度；對鐵口區(qū)域進行優(yōu)化，使出鐵時泥套能夠被完全清理，在出鐵后將鐵口完全封堵；對布料方式進行優(yōu)化，將熔點高的布料與熔點低的布料分批放置。

9、本發(fā)明的有益效果在于：針對高爐不同區(qū)域進行不同的維護方式，通過壓漿處理方式對爐缸的不同裂縫區(qū)域進行填補，防止熱脹冷縮產(chǎn)生縫隙竄氣、爐缸耐材浸水氧化和酥松及被煤氣流沖刷形成縫隙、產(chǎn)生縫隙冷卻壁不能有效導(dǎo)熱以及會加劇爐缸碳磚侵蝕的情況發(fā)生；通過調(diào)節(jié)風(fēng)口氧氣量，進而調(diào)整爐內(nèi)溫度，減少了局部爐料反應(yīng)性，減少了爐料對爐缸側(cè)壁的磨損；通過噴吹粘結(jié)混合物維護爐腰，加厚爐腰厚度，從而有效保護了爐腰爐腹的爐襯；通過優(yōu)化出鐵前后的鐵口實施方式，加快了出鐵速度，有效提高了出鐵效率；通過優(yōu)化布料方式使進入的物料能夠完全均勻燃燒，減少物料結(jié)塊的情況發(fā)生，提高了物料燃燒的均勻度。

10、方案二，此為基礎(chǔ)方案的優(yōu)選，壓漿防護策略的步驟過程如下：

11、s1：利用長支熱電偶和短支熱電偶，測得不同區(qū)域的爐內(nèi)溫度；

12、s2：利用plc控制器，根據(jù)每個爐內(nèi)溫度和導(dǎo)熱系數(shù)，測得爐缸內(nèi)不同區(qū)域的殘存厚度；

13、s3：測出爐內(nèi)溫度上升時，殘存厚度的會出現(xiàn)數(shù)據(jù)上升的假象，此時判定為爐壁目標(biāo)區(qū)域產(chǎn)生縫隙，再檢測目標(biāo)區(qū)域煤氣濃度，根據(jù)目標(biāo)區(qū)域煤氣濃度判斷縫隙大小，根據(jù)縫隙大小對目標(biāo)區(qū)域的冷、熱面進行適量的壓漿處理，以改善所述導(dǎo)熱系數(shù)。

14、通過plc控制系統(tǒng)實施檢測長短支熱點偶的溫度值，通過計算得出所測區(qū)域的殘存厚度，當(dāng)殘存厚度值發(fā)生改變時，則對目標(biāo)區(qū)域進行熱面壓漿作業(yè)，及時防止熱脹冷縮產(chǎn)生縫隙竄氣、爐缸耐材浸水氧化和酥松及被煤氣流沖刷形成縫隙、產(chǎn)生縫隙冷卻壁不能有效導(dǎo)熱以及會加劇爐缸碳磚侵蝕的情況發(fā)生。

15、方案三，此為基礎(chǔ)方案的優(yōu)選，氧氣濃度調(diào)節(jié)策略，具體包括：

16、利用長支熱電偶，測得爐內(nèi)溫度；

17、若爐內(nèi)溫度在300℃-400℃的區(qū)間范圍內(nèi)時，爐內(nèi)溫度每升高20℃，將氧氣量調(diào)減5m3/h，并將氧氣調(diào)節(jié)閥開度調(diào)節(jié)為3-5度；

18、若爐內(nèi)溫度在400℃-500℃的區(qū)間范圍內(nèi)時，爐內(nèi)溫度每升高20℃，將氧氣量調(diào)減10m3/h，并將氧氣調(diào)節(jié)閥開度調(diào)節(jié)為7度；

19、若爐內(nèi)溫度大于500℃時，關(guān)閉氧氣調(diào)節(jié)閥，停止送氧，打開氮氣閥向爐內(nèi)通氮氣。

20、通過減少氧氣量以降低爐內(nèi)溫度，有效防止了高溫對爐壁的侵蝕。

21、方案四，此為基礎(chǔ)方案的優(yōu)選，爐腰防護策略的步驟過程如下：

22、s1：利用長支熱電偶和所述短支熱電偶，測得爐腰的爐內(nèi)溫度；

23、s2：利用plc控制器，根據(jù)每個爐內(nèi)溫度和導(dǎo)熱系數(shù)，測得爐腰的殘存厚度；

24、q1＝(1150-t1)/(s1/λ1)

25、q2＝(t1-t2)/(s2/λ2)

26、熱流強度：q＝t/(s/λ)，其中t為測點溫度(℃)，λ1、λ2為碳磚的導(dǎo)熱系數(shù)(w/m*k)，s1為殘存厚度，s2為兩熱電偶之間的距離；

27、s3：根據(jù)殘存厚度，測得碳磚和粘結(jié)混合物之間的界面溫度，以求出需要的粘結(jié)混合物厚度：

28、(t界-t1)(s1/λ1)＝(t1-t2)/(s2/λ2)

29、其中t界為碳磚和粘結(jié)混合物之間的界面溫度(℃)；

30、s4：根據(jù)界面溫度，測得需要的粘結(jié)混合物厚度：

31、(1150-t界)(s粘/λ粘)＝(t1-t2)/(s2/λ2)

32、其中1150為等溫凝鐵線的溫度(℃)，s粘為粘結(jié)混合物厚度(mm)，λ粘為粘結(jié)混合物的導(dǎo)熱系數(shù)(w/m*k)，s2為兩熱電偶之間的距離，λ2為碳磚導(dǎo)熱系數(shù)：12w/m*k，t1為長支熱電偶溫度，t2為短支熱電偶溫度；

33、s5：利用噴煤槍將需要噴入的粘結(jié)混合物持續(xù)噴入爐中，通過plc控制器調(diào)節(jié)氧氣量，以升高溫度使粘結(jié)混合物加熱粘附于爐腰上。

34、通過粘結(jié)混合物對爐腰進行加厚防護，有效阻擋了渣鐵或其他雜質(zhì)對爐腰的侵蝕。

35、方案五，此為基礎(chǔ)方案的優(yōu)選，鐵口區(qū)域的優(yōu)化，具體包括：

36、出鐵時，利用鑿巖機對鐵口進行預(yù)鉆，步驟如下：

37、s1：對鐵口進行吹掃，使用氮氣、壓縮空氣將所述鐵口周圍的積渣鐵吹掉，以維護泥套；

38、s2：利用鑿巖機對鐵口的泥套進行1m的鉆削，到達泥套未凝固處，對泥套進行火烤，以觀察鉆口處是否存在異常情況；

39、s3：火烤后繼續(xù)對泥套進行1m的鉆削，當(dāng)泥套出現(xiàn)紅溫時，利用鑿巖機對泥套進行打通作業(yè)；

40、出鐵后，利用炮泥機對鐵口進行封堵，步驟如下：

41、s1：對鐵口進行吹掃，使用氮氣、壓縮空氣將鐵口周圍的積渣鐵吹掉，以維護泥套；

42、s2：利用泥炮機將炮泥打入鐵口區(qū)域，對炮泥進行兩次擠壓，以增加炮泥的緊密度。

43、對鐵口采用鉆動模式進行預(yù)鉆，有效解決了鐵口孔道內(nèi)溫度低以及炮泥燒結(jié)質(zhì)量不好的問題，出鐵后采用分段打泥的方式進行鐵口填補，增加了炮泥的緊密度，增強了鐵口的密封性。

44、方案六，此為基礎(chǔ)方案的優(yōu)選，優(yōu)化布料方式，具體包括：

45、采用動態(tài)布料裝置進行布料，礦石與焦炭比例為1:4；

46、進行一層礦石一層焦炭的動態(tài)布料，將礦石布于外側(cè)，焦炭布于內(nèi)側(cè)，以平衡兩個物料的燃燒速度。

47、礦石和焦炭的熔點不同，將礦石布于外圈，焦炭布于內(nèi)圈，并分層布料，可以使物料進行充分燃燒，并且燃燒均勻。

48、方案七，此為方案二的優(yōu)選，s3具體包括：

49、根據(jù)煤氣傳感器，測得開孔煤氣濃度值；

50、若煤氣濃度值小于500ppm時，預(yù)測裂縫面積為1m2,壓漿機向?qū)?yīng)區(qū)域打入9kg壓漿料；

51、若煤氣濃度值在500ppm-1000ppm的區(qū)間范圍內(nèi)時，預(yù)測裂縫面積為2m2，壓漿機向?qū)?yīng)區(qū)域打入18kg壓漿料；

52、若煤氣濃度值在1000ppm-2000ppm的區(qū)間范圍內(nèi)時，預(yù)測裂縫面積為3m2，壓漿機向?qū)?yīng)區(qū)域打入27kg壓漿料；

53、若煤氣濃度值大于2000ppm時，預(yù)測裂縫面積為4m2，壓漿機向?qū)?yīng)區(qū)域打入36kg壓漿料。

54、根據(jù)不同煤氣濃度判斷裂縫面積，再進行修補，可以明確的對目標(biāo)區(qū)域進行修補，節(jié)省修補作業(yè)時間，降低泄露風(fēng)險。

55、方案八，此為方案四的優(yōu)選，s5具體包括：

56、正常爐內(nèi)最高氧氣含量為500m3,粘結(jié)混合物噴入爐內(nèi)后，調(diào)整氧氣濃度到250m3，確保粘結(jié)混合物燃燒，以粘附于爐腰；

57、根據(jù)長支熱電偶，測得爐內(nèi)溫度；

58、當(dāng)目標(biāo)區(qū)域溫度與周圍平均溫度溫差在50℃以內(nèi)時，調(diào)整氧氣含量至500m3，以確保在粘結(jié)混合物充分燃燒的情況下將氧氣含量調(diào)整為正常值。

59、噴吹粘結(jié)混合物前氧氣含量為150m3，當(dāng)粘結(jié)混合物噴吹時將氧氣含量提高至250m2，從而使得粘結(jié)混合物能夠加熱燃燒粘附于爐腰上，當(dāng)粘結(jié)混合物噴吹完畢后，將氧氣含量提高至500m2，使粘結(jié)混合物能夠完全粘附于爐腰。

60、方案九，此為方案四的優(yōu)選，選用的粘結(jié)混合物為含10％鈦的煤粉混合物。碳化鈦和氧化鈦都為高熔點化合物,其粘附于爐腰爐腹處,形成一層堅固且不易被洗爐劑洗掉的保護層,可以有效的保護爐腹?fàn)t腰。

61、方案十，此為方案九的優(yōu)選，煤粉混合物中選用的煤粉粒度為200目。200目的煤粉顆粒非常細(xì)小且均勻，能夠提高能源利用率、減少污染物排放、實現(xiàn)充分的燃燒。