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高爐要長(zhǎng)壽，延長(zhǎng)一代爐齡，采用措施之一就是對(duì)高爐爐襯進(jìn)行噴涂。對(duì)高爐爐身，爐腰，爐腹部位的熱噴補(bǔ)技術(shù)已廣泛應(yīng)用到各種容積的高爐上。
大型高爐多采用自動(dòng)控制熱噴涂技術(shù)，但中小型高爐因爐頭人孔較小，自動(dòng)噴涂用機(jī)械手直徑尺寸大無(wú)法從人孔進(jìn)入，對(duì)中小型料鐘高爐來(lái)說(shuō)想應(yīng)用自動(dòng)控制噴涂技術(shù)只能采取拆除大鐘后進(jìn)行，這樣對(duì)噴涂檢修只能增加時(shí)間和費(fèi)用。
一般中小高爐常采用人工的方法進(jìn)行噴涂，施工時(shí)在高爐內(nèi)搭設(shè)操作平臺(tái)，讓施工人員在爐內(nèi)進(jìn)行噴涂，給施工帶來(lái)一定難度和危險(xiǎn)。
經(jīng)過(guò)幾年探索與發(fā)展，萊蕪市華能爐窯工程有限公司，成功研制的自動(dòng)控制噴涂機(jī)械手（又稱噴補(bǔ)頭）適用在高爐爐頭人孔在￠600mm的大中小型高爐上不拆除料鐘即可進(jìn)行熱噴涂。
這項(xiàng)技術(shù)經(jīng)過(guò)多家煉鐵專家現(xiàn)場(chǎng)觀摩和評(píng)議，認(rèn)為該項(xiàng)技術(shù)操作靈活，配套齊全，施工方便。經(jīng)過(guò)天津達(dá)億鋼鐵公司的1#、2#179m3高爐、濰坊鋼鐵1080m3和濟(jì)南鋼鐵公司2#、3#1750m3高爐以及萊蕪鋼鐵有限公司3#、4#750m3高爐的實(shí)踐完全可以推廣應(yīng)用。
一、進(jìn)行熱噴補(bǔ)的目的和作用 高爐經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)數(shù)年的生產(chǎn)，爐內(nèi)爐襯磨損腐蝕，爐墻受到損壞，凹凸不平，煤氣流不穩(wěn)定，可控性降低，利用系數(shù)下降，達(dá)不到生產(chǎn)指標(biāo)。
利用熱噴涂技術(shù)，噴補(bǔ)成操作爐型，維持爐襯的內(nèi)型曲線，改善爐料的分布情況，解決煤氣流不穩(wěn)定，使高爐保持穩(wěn)定的生產(chǎn)操作。
熱噴涂增加高爐爐襯厚度，延長(zhǎng)了磨損、腐蝕的時(shí)間，使高爐一代爐齡延長(zhǎng)。
熱噴補(bǔ)是根據(jù)噴補(bǔ)部位不同，料面不需要完全降到風(fēng)口帶就可以操作施工的技術(shù)。爐內(nèi)和爐墻都具有較高溫度，對(duì)局部區(qū)域噴補(bǔ)造襯，檢修時(shí)間又短，只能考慮用自動(dòng)控制熱噴補(bǔ)技術(shù)，在噴涂時(shí)利用爐墻的余熱對(duì)噴涂料進(jìn)行干燥，噴涂后對(duì)烘爐要求不高，即可恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
進(jìn)行熱噴涂的最佳時(shí)間是在冷卻壁還沒(méi)有大面積損壞時(shí)就進(jìn)行保護(hù)性噴涂，如果冷卻壁有損壞時(shí)，在噴涂前必須先檢修冷卻壁后再實(shí)施噴涂操作。
經(jīng)過(guò)雙方協(xié)商，2006年3月上旬，在天津達(dá)億鋼鐵公司的179m3高爐采用自動(dòng)控制機(jī)械手進(jìn)行熱噴涂，在高爐爐內(nèi)從鋼磚下沿到下部熱風(fēng)口110t噴補(bǔ)料只用了18小時(shí)圓滿的達(dá)到檢修要求，復(fù)爐后爐況正常，效果良好。同年5月份又在濟(jì)南鋼鐵公司煉鐵廠2號(hào)（1750m3）高爐上，進(jìn)行熱噴涂，用料近200t，反彈料估算在10%左右，開(kāi)爐順暢廠方表示滿意。
二、應(yīng)用自動(dòng)控制噴涂設(shè)備的條件 1、高爐上爐頭人孔在￠600ｍｍ的大小型高爐都可以不拆除大鐘采用這套設(shè)備。
2、現(xiàn)場(chǎng)具有 壓力在0.5Mpa，流量在20m3/分鐘以上壓縮空氣的氣源供氣。
3、現(xiàn)場(chǎng)單獨(dú)有供設(shè)備用的380V、220V的20kw電源。
三、熱噴涂工藝的步驟。
1、休風(fēng)：根據(jù)噴補(bǔ)部位停風(fēng)降料面，一般只噴補(bǔ)爐身不需要將料面降到風(fēng)口帶。
2、降料面用覆蓋料壓火：覆蓋料一般用干水渣，隔絕空氣防止焦炭繼續(xù)燃燒，用覆蓋料可以托著反彈料，如在風(fēng)口帶便于扒出反彈料，在爐內(nèi)易于熔融造渣。
3、爐壁清洗，這樣能確保噴涂料良好附著到爐壁上。
清洗方法：（1）利用高壓空氣和少量水
（2）利用顆粒范圍在1-3mm石子料噴砂清理爐壁
（3）利用500公斤左右的高壓水進(jìn)行清洗。
4、噴涂耐火材料。
5、復(fù)爐恢復(fù)正常生產(chǎn)。
四、自動(dòng)控制噴涂設(shè)備組成。
1、噴補(bǔ)料罐：由2個(gè)噴料罐并聯(lián)保證連續(xù)供料。該噴料罐具有自動(dòng)切換功能確保連續(xù)供料。料罐上有自動(dòng)拆包裝置，出料通過(guò)撥料輪輸出，出料量的大小依靠改變撥料輪轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，調(diào)速方法是采用的變頻無(wú)極調(diào)速，在輸送中無(wú)脈沖現(xiàn)象，配有電子秤量系統(tǒng)，具有加料量、剩余料量動(dòng)態(tài)顯示功能。 2、氣源：要求壓力在0.5-0.6Mpa，流量在20m3/分鐘氣源供氣，自備氣源緩沖罐，保持氣源的穩(wěn)定、安全性。
3、輸送料管道。
4、自動(dòng)控制噴涂機(jī)械手（又稱噴補(bǔ)頭）：
（1）機(jī)械手（噴補(bǔ)頭）是高爐爐襯噴涂全套設(shè)備中的關(guān)鍵設(shè)備：
噴涂機(jī)械手采用液壓傳動(dòng)，具有無(wú)極調(diào)速功能，可頻繁實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)提速，定位準(zhǔn)確，能在高爐250℃環(huán)境中遙控操作。
（2）機(jī)械手的外形尺寸φ420mm，凡高爐爐頭人孔具有φ600mm的大中小高爐，不必拆卸大鐘即可施工。
（3）機(jī)械手的功能：
a. 采用無(wú)級(jí)調(diào)速，轉(zhuǎn)速0-7圈/min，常用轉(zhuǎn)速是1圈/40秒，可以正、反轉(zhuǎn)360度，也可定點(diǎn)或扇面噴涂。
b. 噴涂量5-10t/h,常用8t/h,最高可達(dá)160kg/min.
(4)為保證機(jī)械手正常工作的裝備：
a．液壓站，壓力涉及20-150kg/c㎡。
b.具有風(fēng)冷系統(tǒng)：確保在爐內(nèi)環(huán)境250℃條件下液壓系統(tǒng)可靠運(yùn)行。
c.機(jī)械手內(nèi)設(shè)有輸料段、料水混合器、噴槍。機(jī)械手噴槍根據(jù)高爐內(nèi)徑可以調(diào)換噴槍長(zhǎng)度。
5、供水裝置：為保證料、水的最佳混合效果，保證供水穩(wěn)壓穩(wěn)流,設(shè)有供水裝置，采用40m揚(yáng)程，1.8m/h,0.4Mpa高壓水泵,恒壓供水，用電動(dòng)流量調(diào)節(jié)裝置，電子流量計(jì)控制,自動(dòng)調(diào)節(jié)水量比例。
6、機(jī)械手升降系統(tǒng)：
有特制雙速長(zhǎng)導(dǎo)鏈四臺(tái)同步動(dòng)作垂直升降高度為35米，0.5t的電動(dòng)葫蘆組成。
將機(jī)械手四點(diǎn)吊掛在爐內(nèi)平穩(wěn)升降，升降速度設(shè)在0.05-0.6m/see,范圍內(nèi)調(diào)整。
7、電源控制柜，供高爐噴涂全套設(shè)備的電力供應(yīng)，包括給料罐、液壓站、鏈?zhǔn)诫妱?dòng)葫蘆、供水裝置及照明等。
工作電壓380V及220V，50HZ，負(fù)荷22Kw的可供交流電。
五、自動(dòng)控制噴涂工藝設(shè)備的特點(diǎn)。
1、連續(xù)均勻的穩(wěn)定供料。
本系統(tǒng)采用二臺(tái)密閉式供料罐，其中一臺(tái)供料時(shí)另一臺(tái)裝料準(zhǔn)備出料，供料中無(wú)泄露，壓力穩(wěn)定，采用快速切換由變頻調(diào)速定量不間斷供料，有利于掌握料、水混合，水量保證最佳狀態(tài)，二臺(tái)料罐采用PLC可編程序控制器，電機(jī)采用變頻調(diào)速，設(shè)定自動(dòng)，人工切換兩種功能，設(shè)有流量變化與電機(jī)速度補(bǔ)償功能。
2、混合水量比例自動(dòng)調(diào)節(jié)。
機(jī)械手內(nèi)特制混水器，能利用水流方向和料面接觸，使水和料均勻混合。在料流量變化時(shí)自動(dòng)調(diào)整電動(dòng)閥門(mén)開(kāi)閉，實(shí)現(xiàn)水量比例自動(dòng)調(diào)整，不會(huì)出現(xiàn)干濕不勻現(xiàn)象。
3、方位、局部自動(dòng)噴涂功能。
本系統(tǒng)在高爐可以上、下移動(dòng)全面周正、反向旋轉(zhuǎn)進(jìn)行噴涂。當(dāng)高
爐內(nèi)襯局部損壞凹凸不平時(shí)，可任意設(shè)定角度和定點(diǎn)噴涂變換正、反向位置，這對(duì)提高效率和提高噴涂質(zhì)量有重要作用。
4、機(jī)械手適應(yīng)性強(qiáng)： （1）機(jī)械手采用整體防熱隔熱措施，內(nèi)部有風(fēng)冷系統(tǒng)確定在環(huán)境溫度＜300℃的狀態(tài)下工作。
（2）高效清爐能力：
具有高壓水和噴砂清爐兩種功能，高壓水可達(dá)到500kg/C㎡的壓力，清除爐襯上的松動(dòng)殘?jiān)⒒覊m雜物，將粉塵降到最低限度。
(3)空中定位功能：
當(dāng)機(jī)械手下降一定高度時(shí)，由于噴射氣流和噴槍旋轉(zhuǎn)的不均勻會(huì)發(fā)生擺動(dòng)，為克服這一現(xiàn)象除有重量平衡裝置外。還有一套空中定位裝置，保證在垂直距離較大時(shí)，能穩(wěn)定在高爐垂直中心范圍工作擺動(dòng)直徑不大于300mm以確保噴涂質(zhì)量。
六、熱噴涂工藝的要素
1、熱噴涂厚度可達(dá)500mm以上，但與基體接觸的第一層粘結(jié)強(qiáng)度就決定著噴涂質(zhì)量。但選用的噴涂料一定時(shí)，水與料的混合的調(diào)節(jié)是第一層噴涂的關(guān)鍵操作點(diǎn)。
2、在操作過(guò)程中，水蒸汽能否從噴涂層析出蒸發(fā)，避免引起爆裂，除噴涂料在生產(chǎn)時(shí)考慮的因素外尚涉及到噴涂時(shí)風(fēng)壓、噴槍口距爐壁的距離、噴槍速度、水的流量等。
3、因?yàn)閲娡亢穸�、機(jī)械手旋轉(zhuǎn)速度以及當(dāng)時(shí)實(shí)際爐內(nèi)溫度等多種具有可變的參數(shù)，為保證噴涂強(qiáng)度，需要有熟練實(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn)結(jié)合
爐況對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行修正。
4、噴涂造襯是延續(xù)高爐一代爐齡的有效措施之一，是高爐經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期腐蝕造成脫落而形成凹凸不平的爐壁，每一次是根據(jù)爐內(nèi)損壞程度，噴涂成操作爐型使?fàn)t況順行。
結(jié)束語(yǔ)：
經(jīng)過(guò)在天津達(dá)億鋼鐵公司1#、2#(179m3)高爐、濰坊鋼廠（1080m3)和濟(jì)南鋼鐵公司煉鐵廠2#、3#（1750m3）高爐以及萊蕪鋼鐵公司3#、4#(750m3)高爐的噴涂實(shí)踐，凡是大中小的高爐在爐喉以下發(fā)現(xiàn)爐壁磚襯侵蝕1/3以上，影響爐況與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)時(shí)都可采用自動(dòng)控制噴涂設(shè)備在爐內(nèi)對(duì)爐壁噴涂。對(duì)高爐的噴涂，只利用檢修時(shí)間。時(shí)間短、速度快、施工簡(jiǎn)便，經(jīng)過(guò)噴涂后高爐順暢，形成操作爐型爐壁光滑，延長(zhǎng)高爐壽命，提高高爐一代爐齡。
用自動(dòng)控制噴涂設(shè)備和國(guó)產(chǎn)噴涂料施工比用國(guó)外設(shè)備和材料施工費(fèi)用可節(jié)約三分之一以上。 國(guó)產(chǎn)的自動(dòng)控制機(jī)械手噴涂是今后發(fā)展的方向，是人工噴涂和其他噴涂方式不可替代的，新研制開(kāi)發(fā)的小型機(jī)械手應(yīng)用范圍比國(guó)外設(shè)備廣，在我國(guó)大中小型高爐上推廣會(huì)帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益。 萊蕪市華能爐窯工程有限公司
2006年元月 | 