一种套筒窑烧嘴面板耐材在线修复方法
阅读说明：本技术 一种套筒窑烧嘴面板耐材在线修复方法 (Online repair method for refractory material of sleeve kiln burner face plate ) 是由 江书文 王绪国 于 2019-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种套筒窑烧嘴面板耐材在线修复方法,包括：温度检测、煤气流量调节、出料速度调节、修复等步骤。本发明提供的套筒窑烧嘴面板耐材在线修复方法,极大提升了更换面板的时间,提高了效率：原有技术更换烧嘴面板需停窑处理,耗时7天左右,新技术在线处理只需要5小时左右,大大提高了作业效率。稳定了石灰窑生产,使石灰产量稳定,保证了炼钢生产的顺行；面板寿命大大提高,降低了劳动强度；降低了对环境的污染,增加了社会效益。(The invention relates to an online repair method for refractory materials of a sleeve kiln burner face plate, which comprises the following steps: temperature detection, gas flow regulation, discharge speed regulation, repair and the like. The online repair method for the refractory material of the burner nozzle panel of the sleeve kiln greatly improves the time for replacing the panel and the efficiency: the original technology needs to stop the kiln for replacing the burner panel, the time is about 7 days, the new technology only needs about 5 hours for online treatment, and the operation efficiency is greatly improved. The production of the lime kiln is stabilized, the lime yield is stable, and the smooth operation of steel-making production is ensured; the service life of the panel is greatly prolonged, and the labor intensity is reduced; reduces the pollution to the environment and increases the social benefit.)
技术领域
本发明涉及一种套筒窑烧嘴面板耐材在线修复方法，属于冶金工业炉窑技术领域。
背景技术
活性石灰竖窑主要为套筒窑、弗卡斯窑、麦尔兹窑等，环形套筒窑是目前国内外普遍用于生产活性石灰的窑型，具有环保、安全、节能、产品质量好、设备作业率高等优点。由一个圆形套筒内套入上下两个套筒，形成一个环形空间作为石灰石焙烧的加热分解空间。在外套筒周围上下交错分布12个燃烧室，为石灰石分解提供所需热量，通过高温风机、驱动风机等设备调节窑内供风，在套筒窑内环形空间形成预热带、上部逆流煅烧带、中部逆流煅烧带、并流煅烧带、冷却带，从而实现石灰的完全煅烧。
500TPD套筒窑为竖窑中的一种结构形式，耐火材料设计自+11m平台开始，至+37.375m结束，总共耐火材料设计高度为26.375m。套筒窑内衬也分为工作层、保护层、隔热层。预热带、冷却带温度相对较低，主要承受物料冲击、烟气冲刷磨损，主要采用粘土砖及高铝砖，但随着操作条件的苛刻化和大幅度延长寿命的要求，采用耐剥落性和耐磨性方面的都很优异的耐火材料，如磷酸盐结合的粘土砖、硅线石砖、优质高铝砖。煅烧带的位置温度较高，选用具有良好的抗渣性、抗碱性、耐磨的优质高铝砖、碱性耐火材料即镁质砖作砖衬进行砌筑。燃烧室及过桥位置由于与火焰直接接触，选用优质的镁铝尖晶石砖进行使用。目前燃烧室烧嘴面板采用的是烧嘴砖四周砌粘土隔热砖NF2砖，靠燃烧室内侧为镁铝尖晶石砖，NF2砖外侧贴一层15mm厚的耐火纤维，最后压上烧嘴面板用螺栓固定即可。3#套筒窑大修结束开窑以来，由于粘土隔热砖NF2砖耐高温强度不够，在燃烧室高温状态下，出现收缩、烧结的现象，损坏较快，高温气流迅速传导至烧嘴面板，导致烧嘴面板发红受损。20个月后面板就开始出现变色，温度升高，24个月后面板发黑，温度逐渐升高至400℃以上，严重的地方出现钢板烧穿的情况。目前有的炉窑窑龄较长，生产任务紧，无法停窑处理。烧嘴面板出现耐材破损后，导致外面的空气直接进入燃烧室，引起燃烧效果不好及煤气燃烧热耗增加，无法达到正常生产的工艺要求，对石灰产量和质量造成了很大的影响。常用的处理方法是停窑检修处理，更换烧嘴砖和烧嘴面板耐火砖，但是这样处理停窑时间至少要一周时间，浪费了石灰窑的生产时间，而且简单更换治标不治本，后期耐材寿命也不长。
发明内容
本发明要解决技术问题是：克服上述技术的缺点，为了将烧嘴面板耐材损坏对石灰生产及质量的影响降低到最低，提供一种套筒窑烧嘴面板耐材在线修复技术置。
为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种套筒窑烧嘴面板耐材在线修复方法，包括以下步骤：
（1）温度检测：检测面板温度，如果温度高于230℃则报警并进入下一步；
（2）煤气流量调节：根据公式F=γ*F设调整煤气流量，其中F为煤气流量，F设为煤气流量设定值；γ为煤气调节参数；γ的计算方法如下为：γ=1-β*（t-t0）/t0；其中，t为实测面板温度，t0为正常面板温度，其取值范围为t0（100℃，130℃）；β为调节系数，取值范围在0.1-0.2，1#石灰窑β取值0.17，2#石灰窑β取值0.14，3#石灰窑β取值0.12；
（3）出料速度调节：根据公式W=ψ*W设，其中W为出料速度， W设为出料速度设定值，ψ为出料调节参数；ψ的计算方法如下：
当230℃＜t≤360℃时，ψ=θ*[（t-t0）/t0]*α1，α1=1.33；
当360℃＜t≤500℃时，ψ=θ*[（t-t0）/t0]*α2，α2=0.84；
当t＞500℃时，ψ=θ*[（t-t0）/t0]*α3，α3=0.75；
其中，t0为正常面板温度，其取值范围为t0（100℃，130℃）；t为实测面板温度；θ为调节系数，取值范围在1.2-1.4， 1#石灰窑θ取值1.25，2#石灰窑θ取值1.31，3#石灰窑θ取值1.35；
（4）配制耐火隔热浇注料；
（5）拆卸需要更换的面板；
（6）拆除耐火砖和破损的耐材；
（7）使用压缩空气吹扫操作区域；
（8）插入钢管，使钢管的中心线与面板观察孔的中心线重合，构成观察管；
（9）采用低压浇注机，使用配制好的浇注料进行浇注；并待浇注料凝固后再进行下一步；
（10）将垂直面打磨平整；
（11）在浇注料外侧压一层耐火纤维，并留出观察管和热电偶位置；
（12）安装热电偶；
（13）安装更换后的面板。
上述方案进一步的改进在于：步骤(13)之后还包括恢复煤气流量：γ=1/2*sin（T/（2*T0）*π）+1/2，当γ=1时恢复煤气使用量；其中，T为时间，T0为恢复用时。
上述方案进一步的改进在于：步骤(13)之后还包括恢复出料速度：ψ=1/2*sin（T/（2*T0）*π）+1/2，当ψ=1时恢复原来的出料速度；其中，T为时间，T0为恢复用时。
上述方案进一步的改进在于：步骤(3)中包括计算石灰产量，石灰产量Q的计算方法如下：
Q=3600/（w*ψ+30）*g*24*（1/1000）；
其中，Q：石灰窑日产；W：石灰出料速度；ψ：出料调节参数；g：推杆动作一次的石灰量，1#石灰窑g取值315kg，2#石灰窑g取值300kg，3#石灰窑g取值320kg。
上述方案进一步的改进在于：步骤(7)中，吹扫压力≥200kpa，吹扫时间≥20min。
上述方案进一步的改进在于：步骤(8)中，钢管材质为304耐高温钢管，直径100mm，厚度4mm。
上述方案进一步的改进在于：步骤(9)中，浇筑压力≥0.9Mpa，浇筑流速为3-6kg/min。
上述方案进一步的改进在于：步骤(10)中，还包括切割观察管，使观察管超过垂直面5mm。
本发明提供的套筒窑烧嘴面板耐材在线修复方法，极大提升了更换面板的时间，提高了效率：原有技术更换烧嘴面板需停窑处理，耗时7天左右，新技术在线处理只需要5小时左右，大大提高了作业效率。稳定了石灰窑生产，使石灰产量稳定，保证了炼钢生产的顺行；面板寿命大大提高，降低了劳动强度；降低了对环境的污染，增加了社会效益。
具体实施方式
实施例
本实施例的套筒窑烧嘴面板耐材在线修复方法，包括以下步骤：
（1）温度检测：检测面板温度，如果温度高于230℃则报警并进入下一步；
（2）煤气流量调节：根据公式F=γ*F设调整煤气流量，其中F为煤气流量，F设为煤气流量设定值；γ为煤气调节参数；γ的计算方法如下为：γ=1-β*（t-t0）/t0；其中，t为实测面板温度，t0为正常面板温度，其取值范围为t0（100℃，130℃）；β为调节系数，取值范围在0.1-0.2，1#石灰窑β取值0.17，2#石灰窑β取值0.14，3#石灰窑β取值0.12；
（3）出料速度调节：根据公式W=ψ*W设，其中W为出料速度， W设为出料速度设定值，ψ为出料调节参数；ψ的计算方法如下：
当230℃＜t≤360℃时，ψ=θ*[（t-t0）/t0]*α1，α1=1.33；
当360℃＜t≤500℃时，ψ=θ*[（t-t0）/t0]*α2，α2=0.84；
当t＞500℃时，ψ=θ*[（t-t0）/t0]*α3，α3=0.75；
其中，t0为正常面板温度，其取值范围为t0（100℃，130℃）；t为实测面板温度；θ为调节系数，取值范围在1.2-1.4， 1#石灰窑θ取值1.25，2#石灰窑θ取值1.31，3#石灰窑θ取值1.35；
（4）配制耐火隔热浇注料；
（5）拆卸需要更换的面板；
（6）拆除耐火砖和破损的耐材；
（7）使用压缩空气吹扫操作区域；吹扫压力≥200kpa，吹扫时间≥20min；
（8）插入钢管，使钢管的中心线与面板观察孔的中心线重合，构成观察管；钢管材质为304耐高温钢管，直径100mm，厚度4mm；
（9）采用低压浇注机，使用配制好的浇注料进行浇注；浇筑压力≥0.9Mpa，浇筑流速为3-6kg/min；并待浇注料凝固后再进行下一步，凝固时间在3小时以上；
（10）切割观察管，使观察管只超过垂直面5mm；将垂直面打磨平整；
（11）在浇注料外侧压一层耐火纤维，并留出观察管和热电偶位置；
（12）安装热电偶；
（13）安装更换后的面板。
步骤(13)之后还包括恢复煤气流量：γ=1/2*sin（T/（2*T0）*π）+1/2，当γ=1时恢复煤气使用量；其中，T为时间，T0为恢复用时。
步骤(13)之后还包括恢复出料速度：ψ=1/2*sin（T/（2*T0）*π）+1/2，当ψ=1时恢复原来的出料速度；其中，T为时间，T0为恢复用时。
步骤(3)中包括计算石灰产量，石灰产量Q的计算方法如下：
Q=3600/（w*ψ+30）*g*24*（1/1000）；
其中，Q：石灰窑日产；W：石灰出料速度；ψ：出料调节参数；g：推杆动作一次的石灰量，1#石灰窑g取值315kg，2#石灰窑g取值300kg，3#石灰窑g取值320kg。
下面以2019年6月20日上午9:00梅钢3号石灰窑（500T套筒窑）生产为例，设定出料速度为40秒，转炉煤气使用量为11000立方米/h，HMI画面报警烧嘴面板温度为420℃。则烧嘴面板耐材处理过程中各参数调整如下：
煤气调节系数γ的计算公式：γ=1-β*（t-t0）/t0；
计算公式中参数说明如下：
t0：烧嘴面板正常的温度范围，t0（100℃，130℃），不同的炉窑正常温度值不一致，3#石灰窑t0取值125℃；
t：面板的实测温度，℃；
β：调节系数，3#石灰窑取值0.12；
γ=1-0.12*（420-125）/125=0.717‘
则煤气用量F=γ*F设=0.717×11000=7887立方米/h
石灰出料速度调节系数ψ的计算公式：
当t=420℃时，ψ=θ*[（t-t0）/t0]*α2，α2=0.84；
计算公式中参数说明如下：
t0：烧嘴面板正常的温度范围，t0（100℃，130℃），不同的炉窑正常温度值不一致，3#石灰窑t0取值125℃；
t：面板的实测温度，℃；
θ：调节系数，取值范围在（1.2-1.4），不同的炉窑窑况不一致，3#石灰窑θ取值1.35。
则ψ=1.35×2.36×0.84=2.67
则石灰每日产量Q=3600/（w*ψ+30）*g*24*（1/1000）=202.1吨
计算公式中参数说明如下：
Q：石灰窑日产，吨/天；
W：石灰出料速度，秒；
Ψ：石灰出料速度w调节系数；
g：7.4推杆动作一次的石灰量，不同的炉窑窑况不一致，3#石灰窑g取值320kg。
调整后，即可实施后续修复流程。
以2019年7月20日中午12:00梅钢2号石灰窑（500T套筒窑）生产为例，设定出料速度为45秒，转炉煤气使用量为9400立方米/h，HMI画面报警烧嘴面板温度为530℃。则烧嘴面板耐材处理过程中各参数调整如下：
煤气调节系数γ的计算公式：γ=1-β*（t-t0）/t0；
计算公式中参数说明如下：
t0：烧嘴面板正常的温度范围，t0（100℃，130℃），不同的炉窑正常温度值不一致，2#石灰窑t0取值120℃；
t：面板的实测温度，℃；
β：调节系数，取值0.14；
γ=1-0.14*（530-120）/120=0.522；
则煤气用量F=γ*F设==0.522×9200=4802立方米/h；
石灰出料速度调节系数ψ的计算公式：
当t=530℃时，ψ=θ*[（t-t0）/t0]*α3，α3=0.75；
计算公式中参数说明如下：
t0：烧嘴面板正常的温度范围，t0（100℃，130℃），不同的炉窑正常温度值不一致，2#石灰窑t0取值120℃；
t：面板的实测温度，℃；
θ：调节系数，取值范围在（1.2-1.4），不同的炉窑窑况不一致，2#石灰窑θ取值1.31。
则ψ=1.31×3.417×0.75=3.357；
则石灰每日产量Q=3600/（w*ψ+30）*g*24*（1/1000）=143.2吨；
计算公式中参数说明如下：
Q：石灰窑日产，吨/天；
W：石灰出料速度，秒；
Ψ：石灰出料速度w调节系数；
g：7.4推杆动作一次的石灰量，不同的炉窑窑况不一致，2#石灰窑g取值300kg。
调整后，即可实施后续修复流程。
本发明不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
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