專利名稱：硫鐵礦制酸中焙燒爐冷卻排管修復方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于硫鐵礦制硫酸中的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到硫鐵礦制硫酸生 產(chǎn)過程中焙燒爐沸騰床冷卻排管被磨蝕后的修復方法。
背景技術(shù)：
在硫鐵礦制硫酸生產(chǎn)技術(shù)中，焙燒爐一般采用沸騰床工藝，焙燒爐是其關(guān)
鍵工序，其中，硫鐵礦的FeS2與空氣中的氧氣在沸騰爐內(nèi)焙燒制取S02氣體過程 中，將產(chǎn)生大量的反應(yīng)熱，按焙燒35%標礦計，每公斤礦大約能放出4521.7KJ 熱量，產(chǎn)生的熱量約40%左右消耗于焙燒礦、煙氣和灰渣的加熱，其余60°/。的熱 量必須移去，否則焙燒爐內(nèi)溫度會持續(xù)上升，達160(TC以上而導致無法進行生 產(chǎn)。
對于焙燒爐多余熱量的移出，通用的辦法是在焙燒爐內(nèi)設(shè)置冷卻排管，讓 冷卻介質(zhì)與廢熱鍋爐水系統(tǒng)連通成為一體，水系統(tǒng)一般工作壓力在4.0Mpa左右；
正常生產(chǎn)中，冷卻排管處于劇烈翻騰的聚式流態(tài)化沸騰床內(nèi)，利用劇烈湍動的 硫鐵礦渣顆粒達到高效傳熱目的。硫鐵礦渣顆粒在流態(tài)化沸騰爐床內(nèi)劇烈翻騰 對處于高溫的冷卻排管磨擦會造成嚴重的磨損，在此嚴酷的工作條件下，表面 外加防磨層冷卻排管每年大修檢査時發(fā)現(xiàn)磨損就要更換， 一套2X40萬噸規(guī)模 的冷排價值為200萬元左右。造成生產(chǎn)成本上升。
目前，硫鐵礦制酸中硫鐵礦沸騰焙燒爐普遍采用的焙燒爐冷卻排管均采用 20g管材，管材外加防磨層，當防磨層被局部或整體磨薄后直接更換新的冷卻排 管。如此做法有如下缺點1) 焙燒爐冷排價格昂貴，采取更換的方法代價較大。
2) 換出的冷排當報廢品，非?？上?，經(jīng)過研究，報廢的冷排，僅為局部磨蝕， 其它大部份管材基本都還處于良好。
由于管材可焊性較差， 一般焊接條件下容易造成管道裂紋和未焊透，以致 造成生產(chǎn)過程中重大事故產(chǎn)生，所以類似生產(chǎn)廠家，都是采用更換方法解決磨 損問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，研究沸騰爐流態(tài)化影響冷排磨蝕的的規(guī)律，選用合適焊接 方法及防磨層修復材料，實施在線修復，恢復原功能。完善檢測措施保證生產(chǎn) 正常進行。
經(jīng)過幾年的反復研究和實踐考驗，發(fā)明人和申請人完成和完善了一套"硫鐵 礦制酸中焙燒爐冷卻排管修復方法"。
本發(fā)明是采用以下方法達到此方法的目的 1、硫鐵礦制酸中焙燒爐冷卻排管修復方法，其特征是包括如下步驟 (1)、利用焙燒爐裝置大修或停車機會，對焙燒爐冷卻排管進行測量，與 原始測量資料比較后確定焙燒爐冷排磨蝕情況，并進行標記，通過無損檢驗確 定有修復價值的冷排才按本修復方法進行修復；
(2) 、對需要修復部位進行打磨處理，去除表面已經(jīng)滲有硫或有害元素或 有燒結(jié)的表面部分，并在管道作好明確的與施工圖相符的分類標記:a修復表 面防磨層，b修復1 2mm防磨層加淺層磨損，c修復2mm以上防磨層加深層 磨損；
(3) 、對a類表面防磨層恢復，防磨層用等離子噴涂恢復防磨層、b類淺 層磨損加防磨層修復，用相同的材料進行堆焊再用等離子噴涂恢復防磨層；對c類深層磨損，用管材質(zhì)焊條對缺陷部位進行堆焊，管子缺陷部位的堆焊結(jié)果尺
寸要求大于管徑l 2mm，堆焊完畢后，用氣焊槍加熱到70(TC左右，用保溫管套 迅速套上保溫，讓其緩慢冷卻到150°C左右，才可以去除保溫管套；
(4) 、對堆焊完畢后的焊接部位進行表面打磨，再經(jīng)過無損探傷合格后， 再恢復堆焊位置防磨層；
(5) 、上述表面處理結(jié)束后，對修復完冷排管按規(guī)定進行試壓處理，全部 處理合格后才能交付使用。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫鐵礦制酸中焙燒爐冷卻排管修復方法，其特 征是采用的焊機用普通直流焊機，及與管材相同材質(zhì)的焊條堆焊，或用等離子 焊機用與管材相同材質(zhì)材料堆焊，防磨層的恢復，用相同材料進行等離子噴涂； 所用的保溫管套，由內(nèi)徑大于需要修復管道外徑4cm管材分割成兩塊，安裝鉸 鏈和卡扣，內(nèi)拊有厚2cm左右的耐火保溫纖維，能夠迅速將冷排管包住扣好不 脫落，對于冷排管U形彎部位也要有預先制作好U形彎部位保溫管套。
本發(fā)明的有益效果，由于科學合理，準備充分，大修中，避免了通用方法 中直接更換冷排的高昂代價，實施在線修復，減省了更換產(chǎn)生的維修費用及節(jié) 省相應(yīng)停工日期。由于嚴格修復方法程序，對修復的冷排安全可靠運行有保障， 同時具有極好的經(jīng)濟效益。


圖l，焙燒爐沸騰床的冷卻排管位置示意圖 其中，1.焙燒爐上部空間，2.焙燒爐擴大段，3.焙燒爐沸騰段，4.焙燒爐冷 卻排管，5.焙燒爐，6.來自廢熱鍋爐水系統(tǒng)，7.去廢熱鍋爐蒸氣。
具體實施方式
實施例l
以甕福(集團)有限責任公司2X40萬噸/年硫鐵礦制酸裝置為例，該裝置 是以硫鐵礦為原料，采用沸騰焙燒、稀酸洗凈化、兩轉(zhuǎn)兩吸制酸工藝，裝置于 1996年開工建設(shè)，1999年投入生產(chǎn)，工程概算總投資本9.9億元。有兩套焙燒 爐，每一套焙燒爐沸騰段有一套冷卻排管，它的價格一般為200萬元左右，兩 個爐子同時更換要花費400 500萬元。該裝置焙燒爐冷卻排管于2003年11月 發(fā)現(xiàn)局部嚴重磨蝕后，開始試采用了本修復方法，通過幾次大修停車修理，完 善了本修復方法，累計少更換2套以上的冷卻排管，節(jié)省設(shè)備花費400 500萬 元投資，每次能節(jié)省大修時間2 3天，按正常生產(chǎn)時間產(chǎn)值計算，每年為IOO 多萬元，本發(fā)明的實施經(jīng)濟效益可觀。
具體實施如下
硫鐵礦制焙燒爐冷卻排管防磨層普遍采用D547M0材質(zhì)，為了保證焊接質(zhì)量 和使用效果，所需補焊修復的焊條同樣選用D547M0材料。 修復工藝
充分利用硫鐵礦制酸停車機會，在焙燒爐冷卻后，全部清除焙燒爐床渣。 全面檢査焙燒爐冷排的磨蝕情況，確定可以維修后，啟動修復方案。
1) 、利用焙燒爐裝置大修或停車機會，對焙燒爐冷卻排管，全面、仔細進 行測量，與原始測量資料比較后確定焙燒爐冷排磨蝕情況，防磨層磨蝕情況， 然后確定需修復部位，并進行標記，冷排嚴重磨蝕部分通過無損檢驗確定有否 裂紋，有燒結(jié)物嚴重腐蝕部分，要清除后進行無損檢驗；
2) 、對需要修復部位進行打磨處理，去除表面已經(jīng)滲有硫或燒結(jié)有害元素的表面部分，并在管道作好明確的與施工圖相符的分類標記:a修復表面防磨層， b修復1 2mm防磨層加淺層磨損，c修復2ram以上防磨層加深層磨損；最好在 管道上固定附加的標示物。
3) 、對a類表面防磨層磨損、b類防磨層加淺層磨損修復，用相同的材料 進行堆焊；對c類防磨層加深層磨損，用管材質(zhì)焊條對缺陷部位進行堆焊，管 子缺陷部位的堆焊結(jié)果尺寸大于管徑1 2mm，堆焊完畢后，用氣焊槍加熱到700 。C左右，用保溫管套迅速保溫讓其套上讓其緩慢冷卻到150°C左右，才可以去 除保溫管套；對多次出現(xiàn)嚴重磨蝕部分的冷排管，可以有意增加堆焊厚度l 2mm。所用的保溫管套制作，用適當長度的由內(nèi)徑大于需要修復管道外徑4cm管 材分割成兩塊，安裝鉸鏈和卡扣，內(nèi)拊有厚2cm左右的耐火保溫纖維，能夠迅 速將冷排管包住扣好不脫落，對于冷排管U形彎部位也要有預先制作好U形彎 部位保溫管套。
4) 、堆焊完畢后對焊接部位進行表面打磨，再經(jīng)過無損探傷合格后，再用 防磨層相同的材料進行堆焊恢復防磨層；
5) 、上述表面處理結(jié)束后，對修復完冷排管按規(guī)定進行試壓處理，全部處 理合格后才能交付使用。
對于加厚處理部分，經(jīng)過第2、 3次大修還處于良好工作狀態(tài)在實踐中， 大修中，多是對磨層進行修復。
權(quán)利要求
1、硫鐵礦制酸中焙燒爐冷卻排管修復方法，其特征是包括如下步驟a(1)、利用焙燒爐裝置大修或停車機會，對焙燒爐冷卻排管進行測量，與原始測量資料比較后確定焙燒爐冷排磨蝕情況，并進行標記，通過無損檢驗確定有修復價值的冷排才按本修復方法進行修復；(2)、對需要修復部位進行打磨處理，去除表面已經(jīng)滲有硫或有害元素或有燒結(jié)的表面部分，并在管道作好明確的與施工圖相符的分類標記a修復表面防磨層，b修復1～2mm防磨層加淺層磨損，c修復2mm以上防磨層加深層磨損；(3)、對a類表面防磨層恢復，用防磨層等離子噴涂恢復防磨層、b類淺層磨損加防磨層修復，用相同的材料進行堆焊再用等離子噴涂恢復防磨層；對c類深層磨損，用管材質(zhì)焊條對缺陷部位進行堆焊，管子缺陷部位的堆焊結(jié)果尺寸要求大于管徑1～2mm，堆焊完畢后，用氣焊槍加熱到700℃左右，用保溫管套迅速套上保溫，讓其緩慢冷卻到150℃左右，才可以去除保溫管套；(4)、對堆焊完畢后的焊接部位進行表面打磨，再經(jīng)過無損探傷合格后，再恢復堆焊位置防磨層；(5)、上述表面處理結(jié)束后，對修復完冷排管按規(guī)定進行試壓處理，全部處理合格后才能交付使用。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫鐵礦制酸中焙燒爐冷卻排管修復方法，其特 征是采用的焊機用普通直流焊機及與管材相同材質(zhì)的焊條堆焊，或用等離子焊 機用與管材相同材質(zhì)材料堆焊，防磨層的恢復，用相同材料進行等離子噴涂； 所用的保溫管套，由內(nèi)徑大于需要修復管道外徑4cm管材分割成兩塊，安裝鉸鏈和卡扣，內(nèi)拊有厚2cm左右的耐火保溫纖維，能夠迅速將冷排管包住扣好不 脫落，對于冷排管U形彎部位也要有預先制作好U形彎部位保溫管套。
全文摘要
本發(fā)明公開的硫鐵礦制酸中焙燒爐冷卻排管修復方法，包括如下步驟1)對焙燒爐冷卻排管進行檢測確定冷排的修復；2)修復前的表面修整；3)磨蝕分類分別修復，保溫緩慢冷卻消除內(nèi)應(yīng)力；4)修復后無損探傷合格后，恢復防磨層；5)試壓處理，全部處理合格后才能交付使用。由于科學合理，準備充分，大修中，避免了通用方法中直接更換冷排的高昂代價，實施在線修復，減省了更換產(chǎn)生的維修費用及節(jié)省相應(yīng)停工日期。由于嚴格修復方法程序，對修復的冷排安全可靠運行有保障，同時具有極好的經(jīng)濟效益。
文檔編號B23K9/04GK101551197SQ20091010256
公開日2009年10月7日 申請日期2009年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月14日
發(fā)明者毅 楊, 邱祖軍, 遠 陳, 進 黃, 黃世剛, 齊雙武 申請人:甕福(集團)有限責任公司