高爐熱風圍管發紅、開裂原因分析和處理

胡 彤

(馬鋼股份公司二鐵總廠 安徽馬鞍山 243000)

二鐵總廠2#高爐2003年投產至今已有十余年頭，到2010開始，熱風圍管局部開始發紅，面積逐步擴大，隨著時間的增加有多處焊縫開焊跑風，管道開裂等現象。在線時生產只能打盒子被動處理，2010年和2011年期間定修時主動安排灌漿處理，結果效果不好灌漿灌不進去，以至于2011年發生一次灌漿閥根部發紅，栽的灌漿管焊縫開裂，灌漿管被吹倒大量熱風跑出，差點造成休風事故。從2012年開始我們找到一種處理簡單、操作方便、長壽命、效果顯著的壓漿技術，即采取了用紅外熱成像檢測、專業設備開孔，可調節壓力灌漿，灌入隔熱效果好的耐材根本上處理了圍管發紅的的難題，使圍管溫度由現在的500℃-700℃降到250℃以內允許范圍內，確保高爐生產。

1 熱風圍管發紅、開裂原因

馬鋼二鐵總廠2#高爐熱風圍管中心線直徑21.4 m，斷面直徑2.8 m內徑砌筑后凈空直徑18.8 m，管殼厚度為14 mm鋼結構焊接而成，近似圓弧狀每隔一段設一個風口，共30個風口，與熱風總管交接處設1個三岔口，圍管保溫層為噴涂料兩層(FL-13030 mm，FN-13055 mm)圍管上部鋪設16 mm厚耐火纖維毯一層。保溫磚采用的是2層各114 mm厚的輕質高鋁磚和工作層為140 mm厚的高鋁磚，熱風圍管斷面方向上的第一層與第二層之間的磚縫為3 mm，其他部位縫為2 mm。磚與磚之間的縫隙為15 mm，圓周方向每4.89 m留膨脹縫29.5 mm，

經開孔檢查和取樣分析，原因是由于高爐熱風圍管內部熱風圍管斷面方向上工作層和第一層與第二層之間的磚縫長時間被氣流進入沖刷，磚縫之間灰漿吹掉，裂縫逐漸吹大，圍管頂部耐火磚出現不同程度的沉降。氣流進入圍管上部鋪設的耐火纖維毯，長時間的把耐火纖維毯吹掉形成空間，，高溫熱風直接從縫里竄到管殼處，造成熱風圍管局部開始發紅，面積逐步擴大，隨著時間的增加有多處焊縫開焊跑風，管道開裂等現象。

2 準備工作

把圍管劃定區域通過測溫和成像找到溫度高的區域測量出處理前的溫度數據制表見(圖1、表1)。

圖1 圍管水平方向標定圖

表1 2012年8月28日處理前測量數據

圖2 通過鉆孔取樣測量出沉降縫的深度，沉降截面示意圖

3 處理方法

3.1 開孔的方法和清孔的技巧

經研究發現以前處理幾處效果都不好，其中關鍵是壓漿孔的開法和灌漿壓力的選擇，如用氣焊割孔效果不好，原因是灌漿設備閥門不能太大，割大的孔對熱風圍管來說也不允許，割出的孔還要用小鉆頭鉆通噴涂層，鉆的過程如不注意很容易把大塊的噴涂層打碎，小鉆頭開孔灌漿效果又不好，經研究我們用開孔機開￠42解決了這個難題，開孔機可以光滑的鉆開外殼和噴涂層，孔大小合適又不損壞噴涂層，開孔完畢后清孔(清孔深度為70 mm-80 mm)，清孔時對噴涂及保溫層耐火磚進行殘渣清理，清理后用壓縮空氣進行吹掃(實現1號孔吹掃時2號孔冒氣、2號孔吹掃時3號孔冒氣，以此類推)，清理過程中應不得損傷永久層磚。

清孔完成后，將開孔位置焊上壓漿短管，安裝￠42的球閥即可做壓漿準備。

整個圍管分四次處理完成第一次處理10 m左右。

圖3 第一次處理開孔位置分布

3.2 壓漿操作

壓漿操作是非常關鍵的一個環節，首先要調配好灌漿填的干稀程度，配好膠水比例，壓漿時進口壓力不超過0.5 MPa，確保灌漿填充密實。壓入量視現場情況而定。每孔不能大于500 kg。壓漿時如圖2所示，1號孔壓入時需觀察2號孔至有漿料經過為止，2號孔壓入時需觀察3號孔至有漿料經過，1號孔冒漿為止，以此類推;采用類似方法2#高爐經過了分段三次處理徹底解決了圍管發紅跑風的技術難題

4 處理效果

壓漿處理后測量溫度小于200℃屬于正常范圍 ，如表2。

表2 2012年8月28日處理前和2014年4月17日處理后測量數據(單位℃)

2#爐熱風圍管經過四次處理，溫度全部達到正常范圍，取消了用壓縮空氣冷卻，降低了成本，確保了安全，延長了高爐大修周期。

［1］楊世銘，陶文銓.導熱系數，傳熱學(第3版)［M］.北京:高等教育出版社，2006

［2］項鐘庸，王筱留.高爐設計——煉鐵工藝設計理論與實踐［M］.北京:冶金工業出版社，2007

［3］劉繼鋒.高效長壽型高爐熱風管道的研究［C］.第八屆全國大高爐煉鐵學術年會論文集，2007