《大容积长寿命焦炉精准高效全流程清洁建造关键技术及应用》

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大容积焦炉建造工程是一项复杂的系统性工程,该项目涉及关键技术属于冶金科学技术、土木建筑科学技术及无机非金属材料技术三大技术范畴。焦炉是冶金焦化生产中煤炼焦的重要热工设备,也是工业应用中最复杂的工业炉窑之一,焦炉建造工艺复杂、安装精度高,建造技术对焦炉生产和使用寿命都会产生很大影响。该项目针对焦炉结构复杂、洁净度高、工程量大、施工过程高效建造的施工特点,从精准控制建造技术,全流程清洁技术及炉门衬砖、釉料材料长寿命技术等方面开展系统研究。主要创新如下:

(1)研究了焦炉高效建造与精准控制及其全流程炉体清洁技术。创建基于BIM建立耐火材料大数据信息库,研发焦炉本体耐火材料信息化配板技术,实现焦炉预砌筑展示和砌筑工作量科学分配;研发焦炉蓄热室及燃烧室墙体垂直度控制技术、斜道口砌筑位置预控技术,焦炉墙体配列线定位技术等,实现焦炉无标杆砌筑质量高效控制;研发焦炉建造过程系列清洁装置与技术,有效减少灰浆溢出对管砖孔、斜道、立火道造成的堵塞、污染,实现焦炉全流程清洁建造。

(2)研究了大容积焦炉非标设备的安全高效与智能装配平台。研制加热煤气管道旋塞系统组装平台,解决狭小空间下的高效可控安装难题;发明门型吊架压紧焦炉保护板的施工技术,保证了保护板对焦炉炉头的优良密封性能和保温性能;构建“全参数驱动”吊机模型,实现安全可控的吊装作业。

(3)研发了大容积焦炉长寿命炉门耐火材料。创新性地将熔融石英和叶蜡石引入炉门粘土质耐火浇注料中,形成导热系数和热膨胀系数降低及微裂纹增韧三重作用,解决了高强度与抗热震性、保温性能优相矛盾的难题;研发大型炉门衬表面釉质涂层,有效阻止碳及有害物质向炉门衬内渗透,满足超大容积焦炉节能环保技术优势的充分发挥。

该成果形成了28项发明专利(授权18项),17项实用新型专利,形成2项国家级工法和6项省部级工法,2项国家标准,关键技术经行业专家鉴定为国际先进水平。该成果已经成功应用于武钢、沙钢、首钢、邯钢等国内数十项重点工程及巴西、印度、南非等国外重点工程中,相继在中国第一座7.63m焦炉、6.25m捣固焦炉中推广应用。工程建造成本每年节约800万以上,碳排放量减低7%。通过应用在提高焦炉精细化建造技术水平、延长焦炉生产使用寿命、降低污染排放、节约资源等方面取得重大经济及社会效益。

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