对高炉粗煤气系统用耐火材料内衬结构进行合计的配置设计过程中,需对高炉粗煤气系统的组成进行深度的了解:
粗煤气系统组成
粗煤气系统主要由煤气导出管、煤气上升管、煤气下降管、除尘器组成。煤气导出管一般由4根组成,下部与炉顶锥台相通,上部与上升管相接,相应的煤气上升管也有4根,上升管上升到一定高度,进行二合一,形成两根上升管。“双辫子”结构在我国传统高炉上应用极为普遍,绝大部分传统高炉和现代大部分中小高炉均采用此种结构,但随着高炉容积的不断大型化,采用皮带上料的高炉越来越普遍,矿焦槽远离高炉区,为除尘器的灵活布置创造了有利条件。因此,“单辫子”结构形式应用越来越多。“单辫子”结构形式与“双辫子”结构形式相比,不但炉顶布置小巧整洁,更为重要的是除尘器布置灵活多样,场地适应能力强。
因此,现代新建高炉绝大部分均采用“单辫子”结构形式。除尘器有两种形式:最常用的为重力除尘器,它是利用煤气流速突然降低,粉尘在重力作用下下降的原理进行除尘的;另外一种为轴流旋风除尘器,煤气通过旋流板产生旋流,粉尘在向心力的作用下聚集到除尘器边缘,下降到除尘器下部达到除尘的效果。重力除尘器历史悠久,运行可靠,在我国高炉得到广泛采用。但是重力除尘器除尘效果较差,最好也只在60%左右。轴流旋风除尘器结构小巧,除尘效率高,一般达到80%以上,但轴流旋风除尘器对设备及材料要求较高,部分设备需要进口,投资相对要大一些,为了减轻后续煤气清洗的压力,目前很多新建高炉采用了轴流旋风除尘器。
粗煤气系统的内衬
粗煤气系统主要有两种内衬结构形式:耐火砖砌筑形式和不定形耐火材料喷涂形式。
(1)耐火砖砌筑形式。一般采用黏土或高铝砖硕筑,厚度为mm,为了将内衬耐火砖荷重分段,由炉壳承受以及吸收膨胀的需要,一般在管道和除尘器内每隔12m设置一圈托砖板。
(2)不定形耐火材料喷涂形式。喷涂层厚度一般在mm,为了喷涂层的稳固性,一般在管道内壁需焊接一定数量的锚固件,锚固件的形式多种多样,设计时根据实际情况加以选择。喷涂料的材质一般为中重质的黏土喷涂料或高铝喷涂料,喷涂料一般采用喷枪喷涂,当管道特别小时,也可采用人工涂抹。
在整个管道系统的拐弯处,煤气冲刷带来的磨损一般都比较大,有的高炉在这些部位采用钢衬板加浇注料的形式,效果比较好。另外,也有的高炉在这些部位采用内套管加浇注料的形式,效果也比较好。这两种形式投资较高,施工难度较大,但由于效果较好,目前很多高炉采用这种形式。
在施工时,有条件的最好在地面进行内衬砌筑或喷涂,施工方便,同时质量得到较好的保证。在吊装焊接完毕后,再将焊接段补砌或补喷。没有条件时,一般在管道系统安装到位后再进行砌砖或喷涂,难度相对较大,同时需采取完善的安全措施。