3 冷卻壁的檢漏
冷卻壁的檢漏十分重要。如能及時地查出漏水冷卻壁,就能把漏水事故消滅在萌芽中,同時有利于高爐長壽。高爐冷卻壁的檢漏有儀表檢漏和人工檢漏兩種辦法。到目前為止,邯鋼一直采用著人工檢漏方法。
3.1 冷卻壁的人工檢漏
邯鋼1~4#、6#高爐全部用工業水冷卻,使用的人工檢漏方法主要是通過水冷管漏煤氣來判斷冷卻壁是否漏水。這種方法有發現和確認兩個過程。一般有經驗的配管工,只需看看冷卻壁的出水頭就能發現冷卻壁漏不漏水。但是對于不好確認的漏水冷卻壁就需用煤氣點火或打壓的方法。例如:邯鋼4#高爐2000年3月中旬發現14~16#風口大套法蘭向外滲水,其附近區域的螺栓套管也有滲水現象。經過控水看水頭和煤氣點火也未查出漏水部位,最后采用打壓的方法,查出爐腰6段25#冷卻壁漏水。采取了適當控水的措施。邯鋼5#和7#高爐爐體冷卻主要是采用軟水閉路循環冷卻,冷卻壁的檢漏就更加困難一些,具體方法如下:
(1)根據漏水跡象確定漏水區域。如:膨脹罐水位下降過快,嚴重時從風口大套與二套之間或風口大套與爐殼之間向外流水,等等;
(2)針對找出的區域,對每根管路進行打壓或用閉水點火檢查,找出漏水的管路;
(3)對確認漏水的管路,仍采用上述兩種方法,按中點法或憑經驗找出漏水的冷卻壁。邯鋼5#高爐于1993年9月下旬發現冷卻系統補水量偏大。經檢查發現7#風口二套與大套之間滲水嚴重,該風口上方爐腰冷卻壁套管滲水。采用放水點火法查出38#和39#兩根水管漏水,該部位凸臺水管也漏水,又用同樣的方法找到了具體壞的冷卻壁。于10月29日利用計劃休風的機會把壞的冷卻壁管卡斷,并灌漿焊死。由于是人工查找,比較費事,前后用了10天的時間。
3.2 冷卻壁的儀表檢漏
冷卻壁的儀表檢漏主要是用檢漏儀。檢漏儀主要有壓力法、流量法、聲學法、光學法和電導法等。在上述方法中,準確率最高的為流量法。但這種檢漏儀投資較大。
流量法主要是依靠精確的流量表測出冷卻壁進出水水量之差,然后判定冷卻壁是否漏水。判定方法如下:
(1)當水量差為零時,說明冷卻壁不漏水。
(2)當水量差大于零時,說明冷卻壁已損壞漏水。
(3)當水量差小于零時,即:出水量大于進水量,說明冷卻壁漏水。這是因為煤氣壓力大于水壓時(如控水),高溫煤氣進入水中,使冷卻壁的出水量變大。
(4)水量差越大,說明冷卻壁損壞的越嚴重。
無論是人工檢漏還是儀表檢漏,對于軟水閉路循環來說,還是比較麻煩的。建議在軟水閉路循環的每塊冷卻壁之間都安裝上快速接頭軟管,這樣既有利于冷卻壁的檢漏,又可在短時間內把損壞的冷卻壁拆開單走。目前國內昆明鋼鐵廠的6#高爐(2000m3)就采用了這種方法。
4 漏水冷卻壁的維護
在日常生產中,有的高爐在發現冷卻壁損壞之后,就把該冷卻壁的冷卻水關死。結果造成該冷卻壁過早地被燒蝕或脫落,使高爐爐殼失去保護并直接暴露于爐內,并可能殃及其相鄰冷卻壁大面積損壞。根據多年的生產實踐經驗使我們認識到,對損壞的冷卻壁不加分析地一律采取關死冷卻水的處理方法是不妥當的。事實上,冷卻壁損壞以后,只要發現早,損壞情況一般不太嚴重,這就存在一個如何繼續維護的問題。
為了便于分析,把冷卻壁承受高溫的內側稱為“熱面”;與爐殼相對的不承受高溫的另一側叫“冷面”。由熱面向爐內漏水叫“內泄漏”;冷面的泄漏叫“外泄漏”。泄漏又可分為“孔洞型”和“縫隙型”。所謂孔洞型是指在冷卻壁上產生較大的蝕損且冷卻水管上出現較大的孔洞。縫隙型系指冷卻壁出現的斷裂縫,裂隙也一直深入到冷卻水管上。
4.1 冷卻壁孔洞型泄漏的對策
冷卻壁孔洞型泄漏通常只發生在熱面。是在冷卻壁的冷卻水管受瞬時沖擊熱負荷引起斷水的熔損所致。孔洞型泄漏和高爐風口被燒壞的情況是一樣的,水是會大量漏入高爐爐內的。如果漏水嚴重,原出水管還會噴出高溫煤氣和焦炭等。對高爐生產而言,冷卻壁孔洞型泄漏是絕對不允許的。必須關閉冷卻壁的進水,并在爐殼外采取噴淋冷卻措施。
在關閉冷卻壁的進水的同時,應往冷卻壁水管內灌稠 漿。這種方法比單一的關水處理優越。因單一關水后,冷卻壁的水管是空的,爐內煤氣會不同程度地經過水管向外串漏,使殘留的冷卻壁壁體溫度升高,進而燒紅或燒漏冷卻壁管根部位,造成該部位爐殼發紅、變形或開裂。采用單一關水處理方法,殘留的冷卻壁一般只能存留1~3周,而在關水同時進行灌漿處置,其壽命可再延續2~3個月左右。
對于冷卻壁完全蝕損或脫落的部位,只剩下了爐殼最后一道防線。雖然有外部噴淋水的措施,但還是十分危險的,隨時有爐殼燒穿的可能。針對這種情況,我們采取的對策是:安裝點式冷卻器和從外部灌漿造襯。這樣不僅保護住了爐殼,而且還保證了高爐有一個合理的操作爐型。
邯鋼廠于1992年在4#高爐(當時的爐容為620m3)開始采用爐外灌漿造襯技術。使用之后效果不錯,逐漸推廣至各個高爐。安裝點式冷卻器是1997年在邯鋼5#高爐首先開始試用的。由于效果很好,我們把以上兩種方法結合起來一起使用。點式冷卻器還起著托住造襯料的作用,而造襯料包圍著點式冷卻器,又起著保護點式冷卻器的作用。
1997年11月至1998年底,在邯鋼3#高爐爐齡后期就采用了上述方法。共安裝了點式冷卻器68個,2~3個月進行一次人工造襯。確保了3#高爐停爐前的安全生產。
對于軟水閉路循環冷卻的冷卻壁來說,由于冷卻壁內水冷管的拐彎小且少,因此,可以采用冷卻水管“再植”的技術。即:在被燒壞的冷卻水管中穿進不銹鋼軟管,管內側通水冷卻,外側和原水管之間灌進導熱性好的泥漿,使其繼續起冷卻作用。目前邯鋼準備在5#和7#高爐采用了此方法。但據寶鋼介紹,這種方法不銹鋼管維持1~5個月就再次被燒壞。遠遠不如使用點式冷卻器效果好。
4.2 冷卻壁縫隙型泄漏的對策
冷卻壁縫隙型泄漏在冷、熱面都有可能發生,而其所處的工況差異又相當懸殊,下面分別分析一下。
4.2.1 屬于冷卻壁內泄漏的情況
冷卻壁的內泄漏雖然有少量的水流入爐內,但碰上高溫而過熱汽化,對爐況影響很小。對于冷卻壁縫隙型的內泄漏需要注意的是:要確保水壓大于爐內煤氣壓力,防止因水冷管產生汽阻而燒壞冷卻壁。當高爐處于正常生產狀態時,盡量不要控制冷卻水的進水量;當高爐慢風、休風作業時,應酌情調節水量,防止漏水入爐。
4.2.2 屬于冷卻壁外泄漏的情況
對于內泄漏并不可怕,然而冷卻壁的外泄漏則最令人擔心。因為注入冷卻壁與爐殼之間的水可能有如下去向:
(1)通過風渣口各套之間的密合間隙向爐外浸潤,其量是不大的。
(2)通過冷卻壁相互間安裝縫的鐵屑填料當中的縫隙或孔洞轉變成內泄漏。縫隙型內泄漏影響是很小的,如果成孔洞型內泄漏,水就進入爐內,必將帶來嚴重后果。
(3)可從鐵口框與泥套間的縫隙向爐外浸潤或淌出,特別是在泥套發生斷裂的情況下,有可能危及鐵口安全。
(4)翻越爐身最頂層冷卻壁,經由耐火磚砌體的磚縫流向爐內,它是在冷卻壁與爐殼夾層中水已注滿的情況下,漫過冷卻壁頂部,轉變成“溢流型”內泄漏。這個部位漏水,很容易導致高爐結瘤。對于炭磚爐缸、爐底來說,如果外泄漏的水浸入至炭磚,還會破壞炭磚的質量,縮短高爐的壽命。
從外泄漏水的四個去向看,除第⑴項之外,其余三個去向都可能對高爐產生影響。為了不讓這部分水為害,可在爐殼的適當部位專門設置排水裝置,將冷卻壁和爐殼夾層中的水及時排出。馬鋼二鐵廠2#高爐為了排除外泄漏注入冷卻壁與爐殼之間積水的影響,按照此辦法實施了近2年,效果很好。
4.3 冷卻壁管根剪壞的對策
(1)適當將水關小,按冷卻壁外泄漏方法處理,維持正常生產。
(2)有休風機會時,將管根斷裂處的爐殼挖開,將斷裂處焊補好,或換上個新管頭重新焊于斷根處。
(3)若斷裂部位較深,新管頭無法與斷根處焊接,這時可采取粘結的方法或用鑄鐵焊條將新管頭與冷卻壁本體焊接在一起。