高爐水渣倉特種耐磨襯板的加工方法

陳小忠， 李 君, 宋電話

(中天鋼鐵集團(tuán)有限公司， 江蘇 常州 213011)

高爐水渣倉特種耐磨襯板的加工方法

陳小忠， 李 君, 宋電話

(中天鋼鐵集團(tuán)有限公司， 江蘇 常州 213011)

摘要：介紹了一種實用新型的技改方法：通過一體化內(nèi)襯板敷設(shè)技術(shù)，阻斷了高爐水渣中固、液、氣三態(tài)物質(zhì)與高爐水渣倉倉體下錐段外殼體的直接接觸，延緩了外殼體的腐蝕進(jìn)度，增長了倉體的使用壽命，減少了維護(hù)量。所述一體化內(nèi)襯板敷設(shè)技術(shù)主要指采用一種耐磨陶瓷為骨料，以高強結(jié)合劑做膠接料，使用澆注成型的方式完成襯板的加工。

關(guān)鍵詞：高爐煉鐵； 爐渣； 水渣倉； 襯板； 壽命

引 言

目前冶金行業(yè)煉鐵高爐產(chǎn)生出的副產(chǎn)品爐渣都是通過水化處理變成水渣而進(jìn)行外運銷售。一般常用的水渣處理方法是通過沖渣池過濾水渣，再用抓斗抓到堆場進(jìn)行外運處理。目前因引進(jìn)國外水渣處理技術(shù)較多，而常采用干法水渣處理，如嘉恒法、INBA法等；此類高效的水渣處理方法，能使水渣經(jīng)強制脫水后，直接吐落到脫水器外并通過配套的膠帶輸送機(jī)，輸送到能夠裝載多達(dá)幾百噸的水渣倉里，從而減去了再次轉(zhuǎn)運的過程，大大減少了水渣的運輸費用。

由于目前的水渣倉大部分都只是作為臨時存儲中轉(zhuǎn)中心，其是高爐流程的一部分。而高爐一般為連續(xù)生產(chǎn)，只在計劃檢修時停爐10 h左右。因此，水渣倉如果需要經(jīng)常性的停機(jī)空倉檢修，將對高爐生產(chǎn)節(jié)奏造成一定的影響。目前水渣倉常用的襯板敷設(shè)方法，因無法防止水渣中水分及小氣泡與鋼體倉壁的直接接觸，最終會造成倉體外殼鋼板較快腐蝕，因此在一定年限后，倉體外壁的修補工作需不定期進(jìn)行，維修量居高不下；特別是倉體下部錐段，由于水分、空氣等容易積留，腐蝕速度將更快，嚴(yán)重時將造成下錐體整體脫落的安全事故。

因此，有必要設(shè)計一種方法，使襯板既能隔離物料，又具有防水、防氣的效果，使渣倉外殼的使用壽命大大延長，同時減少一些不必要的維修工作。

1 一體化成型襯板的加工方法

1.1 設(shè)計思路

經(jīng)過現(xiàn)場查看，針對這種水渣倉維護(hù)保養(yǎng)的特性，選擇了高強耐磨澆注料對其內(nèi)壁進(jìn)行整體澆注，達(dá)到內(nèi)壁與水渣之間無縫接觸，耐磨料層厚度一般為5 cm左右，有條件可至10cm左右，這樣就能起到長時間使用渣倉本體的效果，而不需要經(jīng)常對渣倉本體進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)工作。

這種耐磨澆注料主要是以耐磨陶瓷為骨料，采用高強結(jié)合劑做膠結(jié)材料的一種材料，主要成分為Al2O3，占比約70%～80%。使用過程中嚴(yán)格按照使用要求進(jìn)行操作，使材料的強度達(dá)到最高值以及與原始倉體之間結(jié)合性能達(dá)到最強。

1.2 施工方法

施工時，由于耐磨料是采用涂抹澆注式施工，料與原倉體之間要有一個良好的結(jié)合，這就要求對耐磨料襯體與倉體之間作幾個處理：

(1)在倉體澆注耐磨料施工前需對焊接鋼構(gòu)表面進(jìn)行焊接錨固筋，最大限度地保證其牢固程度；

(2)局部地方出現(xiàn)銹蝕的部位需要除銹，表面做好清理工作；

(3)錨固釘焊接固定好以后可進(jìn)行掛網(wǎng)，鐵絲網(wǎng)最好使用鍍鋅鐵絲，鐵絲不能生銹，如有局部地方出現(xiàn)銹蝕情況需要除去，鐵絲的直徑選用1 mm，鐵絲網(wǎng)的孔徑在3～4 mm之間，鐵絲網(wǎng)掛在錨固筋上后需要用鐵絲固定牢固，不能有任何松動現(xiàn)象，調(diào)整鐵絲網(wǎng)與料倉基層的最佳距離為2～3 cm。掛網(wǎng)的作用主要是防止耐磨涂層開裂并方便涂抹，增強其結(jié)構(gòu)性能強度。

施工中，可采用耐磨料噴涂澆注施工方法。可根據(jù)所要澆注涂抹的水渣倉體制作內(nèi)筒襯體，通過澆注振動式施工達(dá)到內(nèi)壁注料牢固的目的，有筒體便于高強耐磨料澆注成型，并保持內(nèi)壁光滑，保證下料順暢。如果有噴漿設(shè)備，可用噴射澆注的方法施工，最后進(jìn)行成型涂抹工作，也可達(dá)到相同效果，這樣可省去制作內(nèi)筒體的工作，但必需進(jìn)行掛網(wǎng)，便于耐磨料短時粘結(jié)倉體牢固，也便于耐磨料內(nèi)部結(jié)合致密。人工涂抹時，注意在涂抹的過程中要一層一層地連續(xù)涂抹，不能一次涂抹5 cm厚，否則會影響涂抹料的粘結(jié)性能；要進(jìn)行連續(xù)作業(yè)，如施工停頓時間過長需要進(jìn)行收邊等處理后方可再進(jìn)行涂抹施工，以免影響其粘結(jié)性。

澆注涂抹施工前可在水渣倉體內(nèi)表面刷一層界面劑。由于水渣倉體與耐磨涂料襯體的膨脹系數(shù)不一樣，在使用過程中容易出現(xiàn)脫層的現(xiàn)象。而界面劑一方面起到了將混凝土襯體和耐磨料襯體黏結(jié)到一起的作用，防止空鼓現(xiàn)象的發(fā)生；另外一方面起到了緩沖倉體和耐磨涂料襯體的膨脹作用，防止脫層的現(xiàn)象發(fā)生。這也是防護(hù)倉體的最基礎(chǔ)的要求，否則堿性水一旦滲透到鋼板部位，就會有空氣進(jìn)入，也就不能有效防護(hù)鋼結(jié)構(gòu)倉體了。

在使用噴漿設(shè)備對高強耐磨料進(jìn)行操作時，可在噴涂到約3 cm厚度的時候，就開始貼網(wǎng)；而在有內(nèi)筒襯體的渣倉內(nèi)直接澆注施工時在焊接好足夠錨固釘后可省去此項操作。掛網(wǎng)貼制過程中網(wǎng)片要求壓到耐磨料內(nèi)去，防止空鼓現(xiàn)象的發(fā)生。料需采用機(jī)械攪拌，最好使用砂漿強制攪拌機(jī)，加水量應(yīng)嚴(yán)格按照產(chǎn)品說明書推薦的用水量進(jìn)行攪拌，要有準(zhǔn)確的計量工具來稱量，攪拌要均勻，不能出現(xiàn)干粉現(xiàn)象，嚴(yán)禁在涂抹料中摻加任何外加劑和摻和料。每次攪拌量應(yīng)視用量多少而定，以保證在規(guī)定時間內(nèi)將料用完，以免時間過長影響材料的涂抹性能。

這樣，經(jīng)過對水渣倉內(nèi)壁面采用耐磨料的噴抹施工，水渣倉體內(nèi)部就能達(dá)到抗水并耐磨的功能，并經(jīng)過適當(dāng)方法保養(yǎng)后，能達(dá)到最佳強度及防護(hù)功效。

2 一體化成型襯板的圖解說明及應(yīng)用實例

如圖1所示是水渣倉體的部分剖面圖，可以看出，一體化成型襯板的覆蓋部分由出倉口至倉錐往上約30 cm左右。從放大的局部可以分辨出襯板材料的細(xì)節(jié)。

1.鋼板外殼；2.界面劑；3.鐵絲網(wǎng)；4.澆注料；5.錨固筋圖1 水渣倉體部分剖面圖

按照這種水渣倉的施工方案，進(jìn)行了4#,5#,6#爐渣運線的水渣稱量斗的技改工作。此區(qū)域的輸送線為一條線，至水渣倉處再分為兩條至運河邊上船運的輸送線。在調(diào)整好高爐生產(chǎn)計劃的同時，先對其中一條輸送線的水渣倉進(jìn)行技改。

第一次采用內(nèi)筒襯體模板壓注式的施工。首先，去除腐爛的原水渣倉下部，更換新的一段，包括下面的驅(qū)動閘門。接著，在要澆注的水渣倉內(nèi)壁上焊接錨固釘，錨固釘采用鋼筋或其他類似的材料。當(dāng)焊接好以后，根據(jù)現(xiàn)場施工條件，把制作好的內(nèi)筒襯放入需涂抹澆注的渣倉內(nèi)，調(diào)整好筒體與內(nèi)壁的間隙后并固定住，然后按澆注進(jìn)度在現(xiàn)場機(jī)械拌料并直接澆注施工，并用振打棒壓實。水渣倉經(jīng)過一段時間保養(yǎng)后，就能投入正常使用。如果有條件，可用烘烤辦法縮短保養(yǎng)時間。

第二次采用噴漿射注式的施工。總結(jié)前次施工的經(jīng)驗，覺得用噴漿式辦法要好。先與上次修護(hù)水渣倉一樣更換部分無法使用的筒體，然后再在里面所需位置焊接錨固釘。根據(jù)涂抹要求，先噴涂3 cm左右厚的漿料，然后用掛鐵絲網(wǎng)的辦法粘貼加固，并壓實至漿料內(nèi)。再噴涂2 cm左右厚度的漿料，最后，人工進(jìn)入倉內(nèi)進(jìn)行修磨至光滑，使下滑物料快捷。最后經(jīng)適當(dāng)保養(yǎng)維護(hù)后，投入正常使用。

按以上方法修護(hù)的水渣倉目前使用良好，按照現(xiàn)在的使用狀態(tài)，預(yù)計可使用7～8年。

另外，8#，9#，10#高爐共用的一條渣運線的集中計量的鋼結(jié)構(gòu)稱量渣倉，經(jīng)過同樣的修護(hù)方法后，使用情況良好。

3 結(jié)束語

本研究針對高爐水渣倉腐蝕較快、維修周期短、維修量大的問題，結(jié)合水渣工況，分析了主要原因，最終采用一體化成型襯板敷設(shè)的方式，解決了這一問題。相比于之前在料倉內(nèi)部安裝耐磨襯板的方式，本方案的特點在于：采用高強耐磨澆注料對渣倉內(nèi)壁進(jìn)行整體澆注，達(dá)到內(nèi)壁與水渣之間無縫接觸，徹底隔絕了倉體鋼板與水渣物料之間的接觸，有效地保護(hù)了倉體殼體，大大延長了倉體的使用壽命。此外，此種結(jié)構(gòu)的一體化襯板也適用于其他工況較為惡劣的設(shè)備，同樣可起到保護(hù)設(shè)備主體，延長設(shè)備使用壽命的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳小忠. 一種具有特種耐磨料襯板的水渣倉[P].中國CN201320688190.1，2014-05-21.

收稿日期：2017-12-09

中圖分類號：TF321.7