2000 m3高爐頂燃式熱風(fēng)爐出口跑風(fēng)問(wèn)題處理

李詠昕

（河鋼集團(tuán)宣化鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司 河北張家口）

宣鋼3#高爐原容積為1350 m3，2010年10月停爐大修擴(kuò)容改造為2000 m3，熱風(fēng)系統(tǒng)采用3座BSK系列頂燃式熱風(fēng)爐，熱風(fēng)系統(tǒng)各閥門(mén)動(dòng)作控制為液壓傳動(dòng)，2011年6月投產(chǎn)，熱風(fēng)爐在正常生產(chǎn)過(guò)程中，從2012年7月開(kāi)始1#～3#熱風(fēng)爐爐殼與熱風(fēng)支管交界處的上半部分相繼出現(xiàn)溫度高、跑風(fēng)等異?，F(xiàn)象（包括熱風(fēng)爐爐殼和熱風(fēng)支管根部），并表現(xiàn)出逐步加劇的趨勢(shì)特征，后期經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)：爐殼和熱風(fēng)支管局部溫度在200～560℃。在送風(fēng)過(guò)程中，2#熱風(fēng)爐最高溫度達(dá)到700℃，后期工藝系統(tǒng)操作被迫采取降低風(fēng)溫，減停富氧、安裝探頭監(jiān)測(cè)等措施予以控制，同時(shí)根據(jù)其他高爐處理熱風(fēng)管路溫度高的經(jīng)驗(yàn)，先后采取溫度高吹冷風(fēng)降溫、局部開(kāi)孔灌漿、開(kāi)焊處挖補(bǔ)焊接包盒子填料等手段，處理效果一直不理想，因此如何采取行之有效的處理措施，成為擺在技術(shù)人員面前的一道亟待解決的課題，否則嚴(yán)重威脅正常安全生產(chǎn)，極易發(fā)生人身設(shè)備重大事故。

一、溫度高、跑風(fēng)原因分析

1.熱風(fēng)爐大墻磚

大墻磚結(jié)構(gòu)從熱風(fēng)爐圓心向外，依次為低蠕變高鋁磚RDL-75一層、輕質(zhì)硅磚GGR1.2一層、輕質(zhì)粘土磚NG-0.8二層、耐火纖維氈厚度100 mm、噴涂料厚度80 mm、爐殼厚度36 mm；

2.熱風(fēng)支管耐火磚結(jié)構(gòu)

熱風(fēng)支管結(jié)構(gòu)從支管圓心向外，依次為低蠕變高鋁磚RDL-75一層、輕質(zhì)硅磚IH一層、輕質(zhì)粘土磚IE一層、噴涂料厚度50 mm、管道壁厚16 mm。

3.熱風(fēng)爐砌筑結(jié)構(gòu)及燒紅串風(fēng)現(xiàn)象

在熱風(fēng)支管和熱風(fēng)爐體相貫線殼體內(nèi)部，有熱風(fēng)通道，長(zhǎng)期串風(fēng)沖刷，孔道逐漸擴(kuò)大，逐漸沿上部相貫線延長(zhǎng)接近半圓周長(zhǎng)，鋼殼外表面長(zhǎng)時(shí)間受高溫作用，鋼殼的強(qiáng)度等理性指標(biāo)相應(yīng)逐漸減弱，因此燒紅、崩開(kāi)，內(nèi)部磚襯存在2種現(xiàn)象，一是熱風(fēng)出口處最里側(cè)的2層大墻磚局部脫落坍塌，即輕質(zhì)硅磚GGR1.2及低蠕變高鋁磚RDL-75脫落坍塌，外側(cè)的2層輕質(zhì)粘土磚NG-0.8、耐火纖維氈、噴涂料不能承受1300℃旋流熱風(fēng)的沖刷，逐漸變形，形成孔道間隙，這種情況相對(duì)比較嚴(yán)重，也較難處理修復(fù)。二是大墻磚沒(méi)有發(fā)生坍塌，僅僅在旋流熱風(fēng)及上部球頂重力作用下，發(fā)生理化變形，局部出現(xiàn)大的裂縫間隙，熱風(fēng)透過(guò)間隙沖刷外側(cè)的2層輕質(zhì)粘土磚NG-0.8、耐火纖維氈及噴涂料，進(jìn)而造成鋼殼受熱變形開(kāi)裂，這種情況處理起來(lái)相對(duì)容易。

二、施工方案的確定與實(shí)施

1.方案總體思路

采取對(duì)熱風(fēng)爐爐殼和熱風(fēng)支管進(jìn)行局部先挖、澆筑、后補(bǔ)的方式，即在高爐停風(fēng)后先挖開(kāi)對(duì)熱風(fēng)出口溫度異常部位的耐火磚情況進(jìn)行檢查確認(rèn)，找出熱風(fēng)串風(fēng)的部位，采用高強(qiáng)度陶瓷澆筑料封堵后，恢復(fù)挖補(bǔ)部位，澆注料按說(shuō)明時(shí)間達(dá)到強(qiáng)度要求后，進(jìn)行高壓灌漿填縫作業(yè)。

2.具體施工方案研究

（1）熱風(fēng)爐爐殼和熱風(fēng)支管切割。在一般的頂燃熱風(fēng)爐熱風(fēng)出口處理中即使損壞較嚴(yán)重，也只是上部90°范圍內(nèi)可能需要切割爐殼，切割越小，修復(fù)越容易保證質(zhì)量，時(shí)間也不致拖得過(guò)長(zhǎng)。但是由于3#高爐熱風(fēng)爐支管已經(jīng)在180°范圍內(nèi)包盒子，在熱風(fēng)爐處于送風(fēng)狀態(tài)時(shí)，盒子表殼溫度200～300℃，局部400～500℃，一些部位在白天已通紅，測(cè)溫槍已無(wú)法測(cè)量。盒子的厚度約250 mm（局部超過(guò)400 mm），這樣推算，熱風(fēng)爐180爐殼和熱風(fēng)出口180°范圍鋼殼的局部溫度可能達(dá)1000℃，大部分可能在600～800℃（由于灌的料理化性能不知，嚴(yán)密性也不清楚，所以這個(gè)溫度只能估計(jì)）。面對(duì)這種情況，很難決定到底切割多少爐殼。切割少了，切割線離盒子太近或在盒子里面，有可能因爐殼的力學(xué)性能和焊接性能大大降低而無(wú)法有效焊接，導(dǎo)致無(wú)法收拾的局面；局部切割大了（達(dá)180°甚至更大），實(shí)踐中沒(méi)有先例，不知道會(huì)出現(xiàn)何種后果，所以切割范圍不容易確定。經(jīng)過(guò)討論和權(quán)衡，初步確定了切割范圍：以熱風(fēng)爐爐殼與熱風(fēng)支管之間的焊縫為基準(zhǔn)，爐殼切割范圍大致為120°區(qū)域、高度500 mm，熱風(fēng)支管切割范圍大致為120°區(qū)域、寬度300 mm。

（2）熱風(fēng)爐大墻磚和熱風(fēng)支管耐火磚檢查。熱風(fēng)爐爐殼和熱風(fēng)支管切割完成后，逐層清理噴涂料、耐火纖維氈、輕質(zhì)粘土磚NG-0.8（2層）至輕質(zhì)硅磚GGR1.2表面以及低蠕變高鋁磚RDL-75表層，找出串風(fēng)部位，判定輕質(zhì)硅磚GGR1.2損壞情況，以及低蠕變高鋁磚RDL-75有無(wú)局部掉磚；逐層清理熱風(fēng)支管內(nèi)的噴涂料、輕質(zhì)粘土磚IE（1層）、輕質(zhì)高鋁磚IH（1層）以及低蠕變高鋁磚RDL-75。找出串風(fēng)部位，判定磚襯損壞情況，并視損壞程度決定修補(bǔ)的手段（視現(xiàn)場(chǎng)情況確定是否需要制作鋼板模具）。

（3）封堵、澆筑串風(fēng)部位、進(jìn)行修補(bǔ)施工。檢查確認(rèn)完畢，首先根據(jù)需要用耐火泥對(duì)串風(fēng)部位的耐材進(jìn)行修補(bǔ)。串風(fēng)部位封堵完畢，進(jìn)行鋼板模具安裝，模具安裝無(wú)誤后，進(jìn)行澆注料的澆注施工。

從爐內(nèi)熱面至爐殼，依次采用高強(qiáng)陶瓷耐磨澆注料、耐火纖維氈進(jìn)行修補(bǔ)。

（4）切割區(qū)域爐殼和管殼恢復(fù)。耐高溫澆注料澆注施工完成后，首先在澆注料外側(cè)鋪設(shè)一層耐火纖維氈（30 mm），然后進(jìn)行爐殼和管殼的安裝和焊接；在爐殼和管殼焊接過(guò)程中，要求先對(duì)焊接面進(jìn)行打磨，再以J502焊條進(jìn)行手工焊打底，清渣、除應(yīng)力后，采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊充實(shí)飽滿，最后再用手工焊罩面，焊接完成后，視情況對(duì)修補(bǔ)部位進(jìn)行壓力灌漿處理，以保證修補(bǔ)區(qū)域不存在空隙。

（5）結(jié)構(gòu)加強(qiáng)。熱風(fēng)爐恢復(fù)送風(fēng)后，做檢漏檢查，確認(rèn)無(wú)砂眼、加渣后，對(duì)所有焊口部位作金屬結(jié)構(gòu)加固拉筋，以防止開(kāi)焊。

三、處理后效果

2014年2月，對(duì)3座熱風(fēng)爐的處理均已完成，處理效果良好，對(duì)比溫度見(jiàn)表1。

四、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)此項(xiàng)應(yīng)用，從根本上解決了頂燃式熱風(fēng)爐出口因環(huán)磚變形竄風(fēng)導(dǎo)致熱風(fēng)爐出口燒紅、跑風(fēng)的難題，從而保證了熱風(fēng)爐的使用周期，杜絕了對(duì)高爐風(fēng)溫的影響。

表1 挖補(bǔ)前后對(duì)比溫度