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1.各種工業爐窯的耐材制作及施工;
2.高溫自動化濕法噴注造襯,爐缸整體澆注,硬質壓入造襯,高爐粗煤氣系統及熱風管道噴涂,燒結煙道及石灰窯噴涂修復,沖渣溝耐磨料;
3.紅外成像精準定位壓漿處理高爐竄風及鐵口噴濺;
4.新建高爐,高爐冷卻壁更換等大修一體化總承包。
 
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山東金泰高溫材料有限公司
(原萊蕪市華能爐窯工程有限公司)

地  址:    山東濟南市鋼城區里辛工業園
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自動控制噴涂技術在大中小型高爐的應用

發布時間:2008-3-15
    
      高爐要長壽,延長一代爐齡,采用措施之一就是對高爐爐襯進行噴涂。對高爐爐身,爐腰,爐腹部位的熱噴補技術已廣泛應用到各種容積的高爐上。
      大型高爐多采用自動控制熱噴涂技術,但中小型高爐因爐頭人孔較小,自動噴涂用機械手直徑尺寸大無法從人孔進入,對中小型料鐘高爐來說想應用自動控制噴涂技術只能采取拆除大鐘后進行,這樣對噴涂檢修只能增加時間和費用。
      一般中小高爐常采用人工的方法進行噴涂,施工時在高爐內搭設操作平臺,讓施工人員在爐內進行噴涂,給施工帶來一定難度和危險。
      經過幾年探索與發展,萊蕪市華能爐窯工程有限公司,成功研制的自動控制噴涂機械手(又稱噴補頭)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行熱噴涂。
      這項技術經過多家煉鐵專家現場觀摩和評議,認為該項技術操作靈活,配套齊全,施工方便。經過天津達億鋼鐵公司的1#、2#179m3高爐、濰坊鋼鐵1080m3和濟南鋼鐵公司2#、3#1750m3高爐以及萊蕪鋼鐵有限公司3#、4#750m3高爐的實踐完全可以推廣應用。
一、進行熱噴補的目的和作用
      高爐經過長達數年的生產,爐內爐襯磨損腐蝕,爐墻受到損壞,凹凸不平,煤氣流不穩定,可控性降低,利用系數下降,達不到生產指標。 
      利用熱噴涂技術,噴補成操作爐型,維持爐襯的內型曲線,改善爐料的分布情況,解決煤氣流不穩定,使高爐保持穩定的生產操作。
      熱噴涂增加高爐爐襯厚度,延長了磨損、腐蝕的時間,使高爐一代爐齡延長。
      熱噴補是根據噴補部位不同,料面不需要完全降到風口帶就可以操作施工的技術。爐內和爐墻都具有較高溫度,對局部區域噴補造襯,檢修時間又短,只能考慮用自動控制熱噴補技術,在噴涂時利用爐墻的余熱對噴涂料進行干燥,噴涂后對烘爐要求不高,即可恢復正常運轉。
      進行熱噴涂的最佳時間是在冷卻壁還沒有大面積損壞時就進行保護性噴涂,如果冷卻壁有損壞時,在噴涂前必須先檢修冷卻壁后再實施噴涂操作。
      經過雙方協商,2006年3月上旬,在天津達億鋼鐵公司的179m3高爐采用自動控制機械手進行熱噴涂,在高爐爐內從鋼磚下沿到下部熱風口110t噴補料只用了18小時圓滿的達到檢修要求,復爐后爐況正常,效果良好。同年5月份又在濟南鋼鐵公司煉鐵廠2號(1750m3)高爐上,進行熱噴涂,用料近200t,反彈料估算在10%左右,開爐順暢廠方表示滿意。
二、應用自動控制噴涂設備的條件
      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備。
      2、現場具有 壓力在0.5Mpa,流量在20m3/分鐘以上壓縮空氣的氣源供氣。
      3、現場單獨有供設備用的380V、220V的20kw電源。
三、熱噴涂工藝的步驟。
      1、休風:根據噴補部位停風降料面,一般只噴補爐身不需要將料面降到風口帶。
      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燃燒,用覆蓋料可以托著反彈料,如在風口帶便于扒出反彈料,在爐內易于熔融造渣。
      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行清洗。
      4、噴涂耐火材料。
      5、復爐恢復正常生產。
四、自動控制噴涂設備組成。
      1、噴補料罐:由2個噴料罐并聯保證連續供料。該噴料罐具有自動切換功能確保連續供料。料罐上有自動拆包裝置,出料通過撥料輪輸出,出料量的大小依靠改變撥料輪轉數來實現,調速方法是采用的變頻無極調速,在輸送中無脈沖現象,配有電子秤量系統,具有加料量、剩余料量動態顯示功能。
      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,保持氣源的穩定、安全性。
      3、輸送料管道。
      4、自動控制噴涂機械手(又稱噴補頭):
     (1)機械手(噴補頭)是高爐爐襯噴涂全套設備中的關鍵設備:
     噴涂機械手采用液壓傳動,具有無極調速功能,可頻繁實現正反轉提速,定位準確,能在高爐250℃環境中遙控操作。
     (2)機械手的外形尺寸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)機械手的功能:
       a. 采用無級調速,轉速0-7圈/min,常用轉速是1圈/40秒,可以正、反轉360度,也可定點或扇面噴涂。
       b.  噴涂量5-10t/h,常用8t/h,最高可達160kg/min.
      (4)為保證機械手正常工作的裝備:
       a.液壓站,壓力涉及20-150kg/c㎡。
       b.具有風冷系統:確保在爐內環境250℃條件下液壓系統可靠運行。
       c.機械手內設有輸料段、料水混合器、噴槍。機械手噴槍根據高爐內徑可以調換噴槍長度。
       5、供水裝置:為保證料、水的最佳混合效果,保證供水穩壓穩流,設有供水裝置,采用40m揚程,1.8m/h,0.4Mpa高壓水泵,恒壓供水,用電動流量調節裝置,電子流量計控制,自動調節水量比例。
       6、機械手升降系統:
       有特制雙速長導鏈四臺同步動作垂直升降高度為35米,0.5t的電動葫蘆組成。
       將機械手四點吊掛在爐內平穩升降,升降速度設在0.05-0.6m/see,范圍內調整。
       7、電源控制柜,供高爐噴涂全套設備的電力供應,包括給料罐、液壓站、鏈式電動葫蘆、供水裝置及照明等。
       工作電壓380V及220V,50HZ,負荷22Kw的可供交流電。
五、自動控制噴涂工藝設備的特點。
      1、連續均勻的穩定供料。
      本系統采用二臺密閉式供料罐,其中一臺供料時另一臺裝料準備出料,供料中無泄露,壓力穩定,采用快速切換由變頻調速定量不間斷供料,有利于掌握料、水混合,水量保證最佳狀態,二臺料罐采用PLC可編程序控制器,電機采用變頻調速,設定自動,人工切換兩種功能,設有流量變化與電機速度補償功能。
      2、混合水量比例自動調節。
      機械手內特制混水器,能利用水流方向和料面接觸,使水和料均勻混合。在料流量變化時自動調整電動閥門開閉,實現水量比例自動調整,不會出現干濕不勻現象。
      3、方位、局部自動噴涂功能。
      本系統在高爐可以上、下移動全面周正、反向旋轉進行噴涂。當高
爐內襯局部損壞凹凸不平時,可任意設定角度和定點噴涂變換正、反向位置,這對提高效率和提高噴涂質量有重要作用。
      4、機械手適應性強:
     (1)機械手采用整體防熱隔熱措施,內部有風冷系統確定在環境溫度<300℃的狀態下工作。
     (2)高效清爐能力:
      具有高壓水和噴砂清爐兩種功能,高壓水可達到500kg/C㎡的壓力,清除爐襯上的松動殘渣、灰塵雜物,將粉塵降到最低限度。
     (3)空中定位功能:
      當機械手下降一定高度時,由于噴射氣流和噴槍旋轉的不均勻會發生擺動,為克服這一現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,能穩定在高爐垂直中心范圍工作擺動直徑不大于300mm以確保噴涂質量。
六、熱噴涂工藝的要素
      1、熱噴涂厚度可達500mm以上,但與基體接觸的第一層粘結強度就決定著噴涂質量。但選用的噴涂料一定時,水與料的混合的調節是第一層噴涂的關鍵操作點。
      2、在操作過程中,水蒸汽能否從噴涂層析出蒸發,避免引起爆裂,除噴涂料在生產時考慮的因素外尚涉及到噴涂時風壓、噴槍口距爐壁的距離、噴槍速度、水的流量等。
      3、因為噴涂厚度、機械手旋轉速度以及當時實際爐內溫度等多種具有可變的參數,為保證噴涂強度,需要有熟練實踐操作經驗結合
爐況對工藝參數進行修正。
      4、噴涂造襯是延續高爐一代爐齡的有效措施之一,是高爐經過長期腐蝕造成脫落而形成凹凸不平的爐壁,每一次是根據爐內損壞程度,噴涂成操作爐型使爐況順行。
結束語:
      經過在天津達億鋼鐵公司1#、2#(179m3)高爐、濰坊鋼廠(1080m3)和濟南鋼鐵公司煉鐵廠2#、3#(1750m3)高爐以及萊蕪鋼鐵公司3#、4#(750m3)高爐的噴涂實踐,凡是大中小的高爐在爐喉以下發現爐壁磚襯侵蝕1/3以上,影響爐況與經濟指標時都可采用自動控制噴涂設備在爐內對爐壁噴涂。對高爐的噴涂,只利用檢修時間。時間短、速度快、施工簡便,經過噴涂后高爐順暢,形成操作爐型爐壁光滑,延長高爐壽命,提高高爐一代爐齡。
      用自動控制噴涂設備和國產噴涂料施工比用國外設備和材料施工費用可節約三分之一以上。
      國產的自動控制機械手噴涂是今后發展的方向,是人工噴涂和其他噴涂方式不可替代的,新研制開發的小型機械手應用范圍比國外設備廣,在我國大中小型高爐上推廣會帶來顯著的經濟效益。
萊蕪市華能爐窯工程有限公司
2006年元月
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