一种高炉出铁口可拆卸式泥套预制件及其安装方法与流程

金属材料;冶金;铸造;磨削;抛光设备的制造及处理,应用技术1.本发明涉及高炉冶炼技术领域，特别涉及一种高炉出铁口可拆卸式泥套预制件及其安装方法。背景技术：2.高炉冶炼是将入炉的铁矿石利用焦炭(部分用煤粉、天然气等替代)还原成液态熔融铁水(不溶于铁水的部分成为炉渣)，生成的铁水和炉渣通过铁口孔道排出，该孔道位于炉缸的下沿，多数为圆形直孔，主要由铁口框架、保护板、铁口保护砖、泥套、流铁孔道及泥包所组成。3.流铁孔道由于受到渣铁的冲刷和化学侵蚀，其使用性能和维护直接决定着高炉的长寿状况。近年来对国内外高炉炉缸破损的调查也表明，几乎所有的破损都在出铁口周围和其下部区域，主要是由于出铁口周围比炉缸其他的部位工作条件更恶劣、更容易受到侵蚀。4.铁口泥套是与对应堵口设备——泥炮的结合面，高炉的泥套面向下倾斜16.2°。打入的耐火泥在铁口内形成泥包从而保护高炉炉缸内壁内衬，堵口时承受60mpa的打泥压力，是重要的高炉长寿工艺。因此，泥套是影响高炉长寿的重要组成部分。它是由耐火材料制成的，其外层是保护砖，主要作用是防止渣铁对铁口的冲刷，以及堵口打泥时保证泥炮和泥套面密封严实，以延长铁口的寿命。5.堵口前要清扫铁口，主要目的是清扫铁口泥套表面的渣铁，使泥炮堵口时，没有渣铁扛炮，确保泥套和泥炮的保护套能很好的吻合而无缝隙，便于打泥，清扫渣铁时，使用高压空气吹扫铁口，通过高温的渣铁流把粘结在泥套上的渣铁融化掉。如果铁口吹扫的不干净，有渣铁粘在上面，或者泥套本身出现破损、变形，在堵口时，很容易发生冒泥，不仅会损坏泥套，也会影响炉缸长寿。6.因此，坚固、稳定、便于快速装配的泥套是稳定炉前作业、保证高炉长寿的重要工业附件。7.原有泥套制作的方法是，在铁口处抠出200mm～250mm的深窝，涂粘结剂，耐火泥加4％的水，搅拌均匀，将搅拌好的耐火泥垫在抠出的深窝内，使用泥炮压制成泥套，成型的泥套利用煤气火烘烤，使其具有足够的强度，满足工作条件。8.上述原有泥套的制作和使用存在以下几个方面的问题：9.(1)泥套浇注料的配比和搅拌由现场炉前工手工操作，不够专业也无法精确控制，材料先装入铁口框架，经泥炮头挤压成型，实际是带有可塑料的性质，所以很难确保挤压、干燥、烘烤过程中保持泥套的完整性，浇注料压制泥套后质量难以把握，只有到了实际使用中才能鉴定是否合格；10.(2)泥套制作是非常繁重的体力工作，每次现场手工搅拌200公斤的浇注料，劳动强度高；11.(3)制作耗时长，由于浇注料中的水分需要自然蒸发，以及后期用煤气火烘烤以促使浇注料分子结构烧结成紧固的整体，往往需要3～4小时甚至更长，该铁口长时间不能出铁，导致高炉炉缸发生异常变化，以及主沟储铁因长时间没有新的铁水进行置换而温降严重，主沟工况易发生产事故；12.(4)生产中制作，铁口区温度高，安全风险高；13.(5)因铁口煤气火大而反复多次做不上泥套，导致该铁口系统放残铁停产；14.(6)泥套使用寿命短，只有2～4周。技术实现要素：15.本发明的目的在于提供一种高炉出铁口可拆卸式泥套预制件及其安装方法，所述的预制件提前烧制而成，可拆卸，无需现场人工进行搅拌、烘烤等作业；本发明方法配合铁口整体浇注施工，能确保预制件精准对位，且完全固定，和周边结合紧密，避免出铁过程中受冲击和静压力作用而发生位移，确保出铁作业顺利。16.为达到上述目的，本发明的技术方案是：17.一种高炉出铁口可拆卸式泥套预制件，其包括：本体，为一锥台结构，其中央设中心通孔；连接扣，为一盘体，其中央设连接通孔，并通过一连接螺栓及螺母连接于所述本体锥台结构的直径小的上端面；连接扣两侧对称各设一耳块及枢轴连接于耳块的一连接杆和锁定螺母。18.本发明所述的高炉出铁口可拆卸式泥套预制件的安装方法，其包括如下步骤：19.1)在紧贴铁口框架区域内炉缸径向碳砖的表面左右两侧安装两压砖筋板，压砖筋板周边与铁口框架焊接固定，所述压砖筋板外侧面沿竖向焊接若干压筋板，压筋板靠近铁口框架侧与铁口框架焊接固定；20.2)在铁口框架内侧与底部相对的前部焊接安装外部钢模板，外部钢模板中心设有可插入泥套预制件的中心通孔，外部钢模板上部设浇注孔；在铁口框架的内侧焊接有若干锚固件；21.3)泥炮炮头外壁两侧各凸设一卡扣座，卡扣座上设供所述连接扣的连接杆插置的凹槽；将泥套预制件的连接扣设置于泥炮炮头前端，连接扣两侧的连接杆插置于泥炮炮头外壁两侧卡扣座的凹槽内，并由锁定螺母锁定，泥炮上的固定套管与泥套预制件本体上的连接螺栓连接，使固定套管与本体连接，至此，所述泥套预制件安装于泥炮炮头；22.4)通过泥炮将泥套预制件通过铁口框架上外部钢模板预设的中心通孔伸入至铁口框架内；23.5)泥套预制件伸入外部钢模板后进行浇注施工，通过外部钢模板上部的浇注口将浇注料注入铁口框架内，浇到斜口均填满浇注料为止，使铁口框架与泥套预制件完全融合为一个整体，待养生后再进行修整处理；24.6)通过解锁卡扣于泥炮炮头外壁两侧卡扣座凹槽内连接扣连接杆，使泥套预制件脱离泥炮炮头。25.优选的，所述外部钢模板由上下铁板拼装而成，先焊接下铁板，待泥套预制件安装和固定完成后，再焊接上铁板。26.优选的，所述泥套预制件本体外壁沿轴向设若干环形沟槽。27.优选的，所述y型锚固件焊接完成后涂层沥青漆或水玻璃。28.本发明所述的方法中，泥套预制件安装前先进行铁口框架整体浇筑改造，然后利用现场泥炮炮嘴，固定满足工作条件的泥套预制件至铁口框架预设孔内，通过上部浇注进料斜口，进行浇注料浇筑接缝，代替手工制作泥套的方法。29.本发明的有益效果：30.原有泥套是采用不定型耐火材料混合水搅拌后，涂抹到深窝内，形状不够规整，容易受煤气火烘烤而开裂。31.本发明设计泥套预制件，加工成圆台状，表面带有环状沟槽，安装于铁口孔道处，和铁口孔道中心完全契合，具备热震稳定性好、强度高、耐侵蚀和耐冲刷以及抗氧化性能好，不易缺损，故使用寿命长(8～12个月)、效果好(堵口时发生冒泥的情况明显减少，月均＜1次)，能避免生产中高强度的高炉冶炼条件下发生爆裂等质量事故；而且，泥套预制件表面环状沟槽的设计确保预制件和浇注料咬合更加紧密，避免使用中受铁流冲击而发生位移。32.本发明泥套预制件安装前先进行铁口框架整体浇筑改造，然后利用现场泥炮炮嘴，固定满足工作条件的泥套预制件至铁口框架预设孔内，通过上部浇注进料斜口，进行浇注料浇筑接缝；其具有强度高、寿命长等性能，能替代人工现场进行泥套料的混合、搅拌、压制、烘烤作业；以及在高炉休风状态，通过所述的方法安装到位，能避免人工制作泥套时所处的煤气环境，消除面临的职业健康和安全风险。33.本发明所述方法配合铁口整体浇注施工，能确保预制件精准对位，且完全固定，和周边结合紧密，避免出铁过程中受冲击和静压力作用而发生位移，确保出铁作业顺利。附图说明34.图1为本发明所述预制件实施例的立体图；35.图2为本发明所述预制件实施例的正视图；36.图3为本发明所述预制件实施例中连接扣的立体图；37.图4为本发明所述预制件安装示意图；38.图5为本发明实施例中铁口框架与压砖筋板的装配示意图。具体实施方式39.参见图1～图5，本发明所述的高炉出铁口可拆卸式泥套预制件，其包括：40.本体1，为一锥台结构，其中央设中心通孔；41.连接扣2，为一盘体，其中央设连接通孔，并通过一连接螺栓3及螺母4连接于所述本体1锥台结构的直径小的上端面；连接扣2两侧对称各设一耳块21及枢轴连接于耳块21的一连接杆5和锁定螺母6。42.本发明所述的高炉出铁口可拆卸式泥套预制件的安装方法，其包括如下步骤：43.1)在铁口框架7区域内的炉缸径向碳砖的表面左右两侧安装两紧邻的压砖筋板8，压砖筋板8周边与铁口框架7焊接固定，所述压砖筋板8外侧面沿竖向焊接若干压筋板11，压筋板11靠近铁口框架7侧与铁口框架7焊接固定；参见图5；44.2)在铁口框架7内侧与底部相对的前部焊接安装外部钢模板9，外部钢模板9中心设有可插入泥套预制件的中心通孔，外部钢模板9上部设浇注孔；在铁口框架7的内侧焊接有若干锚固件；45.3)泥炮100炮头101外壁两侧各凸设一卡扣座102，卡扣座102上设供所述连接扣2的连接杆5插置的凹槽；将泥套预制件的连接扣2设置于泥炮炮头101前端，连接扣2两侧的连接杆5插置于泥炮炮头外壁两侧卡扣座102的凹槽内，并由锁定螺母6锁定，泥炮100上的固定套管103与本体1上的连接螺栓连接，使固定套管103与本体1连接，至此，所述泥套预制件安装于泥炮炮头101；46.4)通过泥炮将泥套预制件通过铁口框架上外部钢模板预设的中心通孔伸入至铁口框架内；47.5)泥套预制件伸入外部钢模板后进行浇注施工，通过外部钢模板上部的浇注口将浇注料注入铁口框架内，浇到斜口均填满浇注料为止，使铁口框架与泥套预制件完全融合为一个整体，待养生后再进行修整处理；48.6)通过解锁卡扣于泥炮炮头外壁两侧卡扣座凹槽内连接扣连接杆，使泥套预制件脱离泥炮炮头。49.优选的，所述外部钢模板由上下铁板拼装而成，先焊接下铁板，待泥套预制件安装和固定完成后，再焊接上铁板。50.优选的，所述泥套预制件本体外壁沿轴向设若干环形沟槽。51.优选的，所述y型锚固件焊接完成后涂层沥青漆或水玻璃。52.实施例53.本发明所述的泥套预制件呈圆台形、喇叭状，内径80mm，底圆直径400mm、顶圆直径约350mm，高度250mm，外侧具有环状沟槽，深度10mm，环状沟槽完全等分贯穿整个预制件。54.安装铁口泥套预制件预埋前期，首先要进行铁口框架整体浇筑改造：保护层砖解体→压砖筋板割除→永久层砖解体→炭砖压砖筋板焊接和锚固件焊接→泥炮对位和配合→外部钢模板焊接安装→模芯对位和安装→浇注料施工→养生→拆模。55.压砖筋板焊接的方式及要求：将压砖筋板移至炭砖部位，采用a3钢，厚度为20mm。施工时，左右两条压砖筋板紧贴炭砖，两侧各五点点焊在铁框上，然后每侧压砖筋板焊上四块压筋板，压筋板同时与铁框焊接，压筋板焊缝要求满焊，焊缝不得有气孔，焊缝均匀。56.锚固件焊接方式及要求：铁口铁板y型锚固件焊接必须满，锚固钉材质为gr25ni20，直径为φ10mm，高度120～150mm，焊接间距100×100mm，锚固钉焊接完成后涂层沥青漆或水玻璃。57.模板安装前需要进行泥炮对位和配合，主要是在铁口内部耐材打出30～40mm深的孔，作为模芯内侧固定之用。58.外部钢模板焊接安装时，外模板制作留设400mm大小的孔，安装应保证孔对位泥炮孔大小和倾斜角(10°)准确，外部钢模板上部留设400mm大小的浇注料灌入孔。外部钢模板由上、下铁板拼装而成，先焊接下半部分钢模板，待模芯安装和固定完成后，再焊接上半部分钢模板。59.浇注前，外部钢模板预留的浇注口上部制作斜口作为进料口，斜口高出浇注高度不小于100mm。60.拆模后进行铁口泥套预制件的安装，其定位是通过泥炮固定在铁口上进行的，利用现场泥炮炮嘴，固定泥套预制件至铁口框架预设孔内，通过上部浇注进料斜口，进行浇注料浇筑接缝。一次浇筑完成，最后应浇到斜口均填满浇注料为止，并充满泥套预制件的环形沟槽，使铁口框架与泥套预制件完全融合为一个整体，待养生后再进行修整处理。









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