丁旭，黃俊杰
(首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司，河北 唐山063200)
摘 要: 介紹了首鋼京唐公司5 500 m3 高爐熱風環管花盆口容易發生掉磚、耐材脫落的問題，尤其是采用高風溫和高富氧時，熱風環管花盆口處易出現溫度高現象。分析了熱風環管花盆口處的結構特點，研究了熱風環管花盆口的破損機理、修復方法。
關鍵詞: 高爐;熱風環管;花盆口;修復
0 引言
首鋼京唐公司5 500 m3 高爐，設計配套有4 座BSK 頂燃式熱風爐和2 座預熱爐，熱風管道結構采用“無應力”管系理念，同時在熱風管系各重點部位布置了無線傳輸的溫度和位移檢測裝置，保障送風風溫達到1 300 ℃［1］。在利用高爐休風進行鵝頸管等冷卻設備更換作業時，對花盆口處會產生較大的沖擊，拆卸時偶爾也發生掉磚、耐材脫落等情況。如果得不到有效監控和修復，送風后花盆口處容易發生高溫點，產生安全隱患。
1 熱風環管花盆口處的結構特點
熱風環管花盆是熱風圍管與送風組件鵝頸管的連接部位，由環管經花盆口送入送風組件，最終進入高爐，圖1 所示。花盆磚由4 環組合磚砌筑而成，每環8 塊;工作層為69 mm 紅柱石磚，內側磚襯是135mm 保溫用的輕質磚，如圖1 所示。為保證花盆磚在該部位的穩定性，最底部的重質磚和輕質磚采用帶有凸臺的異型組合磚結構。
2 熱風環管花盆口的破損機理
2． 1 耐材疲勞剝落
在高爐檢修作業中，因更換風口、吹管、鵝頸管等工作時，需要進行熱風管系回壓操作，這使得大量的冷空氣進入環管內?；ㄅ璨课荒突鸩牧蠝囟润E降，在晶格間隙中產生微裂紋，致使耐火材料高溫強度降低，出現耐材剝落的情況，如圖2 所示。
2． 2 外力折斷脫落
在更換鵝頸管作業時，因鵝頸管重量較大，常常出現鵝頸管沖撞花盆耐火磚現象。特別是在對正找齊作業時，往往發生垂直軸向的滑動，造成耐火材料承受往復交替的剪切力，使得耐火材料內部裂紋不斷擴展、延伸，最終導致發生折斷脫落，如圖3 所示。
2． 3 堿金屬、鋅的侵蝕
研究表明:堿金屬與鋅可以滲透到熱風環管耐火磚的過渡層、原磚層。因風口附近常富集有大量的堿金屬、鋅等，京唐高爐在入爐鋅負荷高［2］時，停風檢修拉下風口時，能見到鋅液滴出，如圖4 所示［3］。
金屬鋅、堿金屬是以蒸汽揮發形式進入到熱風圍管內，與圍管耐火材料發生接觸反應。如果圍管耐火材料抗熱破壞能力不強造成開裂，堿金屬更容易滲透到爐襯的內部，加速其熔融反應。圖5 是耐火磚熔融部分樣品的顯微結構，圖6 中的ZnO 含量達到18． 33%。圖6 是耐火磚反應層的顯微結構，K2O 含量達到了20． 89%。
3 熱風環管花盆口破損修復方法
由于花盆部位耐火磚的折斷脫落是突發性的，也是不可預知的。受該部位組合磚特點的限制，大多數磚體呈剪切折斷脫落，而并不是整塊磚沿砌縫脫落，這就給花盆的修復帶來很大難度。根據現場多年修復實踐，總結出了熱風環管花盆口破損快速修復的方法。
(1)采用不定型材料澆筑施工
損壞的花盆組合磚屬于異型磚，存在凸臺結構，如圖7 所示。原砌筑工藝采用環管內逐層砌筑，凸臺承撘在輕質磚與鋼結構上，使得整環磚體得以固定。在花盆外修復必須切掉凸臺，但該組合磚單體重量在15 kg 左右，難以保證砌筑質量，極易產生花盆部位溫度升高現象，使鋼結構強度降低，甚至發生惡性事故。另外，由于例修時間較短，一般僅為10 h左右，難以開展較大面積的拆卸修砌搶修工作。因此，采用不定型材料澆筑施工是首選方式［3］。
(2)對磚體嚴重破損處需制作花盆口澆筑模具進行修補
為保證花盆短時間內修復，并達到修復效果，需要結合花盆磚內襯形狀制作筒狀模具。該模具是筒狀結構，筒壁上間隔120°開孔，作為進料孔。采用剛玉速干澆筑料，由進料孔填入，并使用橡膠錘振搗，排出澆筑料氣孔，逐步澆筑填實。
(3)對磚體剝落及磚縫的修復方法
按照增加沖刷內襯為主的思路，在花盆內部采用粘結性能優良，高溫強度高的鉻質修補料進行內壁涂抹修補，形成保護性內襯，如圖8 所示。
4 結語
高爐熱風環管花盆口處磚襯容易受到疲勞損壞、外力破壞和堿金屬、鋅的侵蝕破壞，日常生產中，要加強此部位的溫度監控?；ㄅ杩谔幍男迯涂梢圆捎貌欢ㄐ蜐仓线M行快速修復，根據破損情況及部位，采用合適的澆筑料完全可以滿足高爐熱風管系的安全要求。通過多年來的生產實踐，首鋼京唐公司5 500 m3高爐熱風還管花盆口處的磚襯破損均得到了有效修復，取得了很好的效果，滿足了高風溫的要求。
參考文獻
［1］郭之明，張衛東，沈海波，等． 高爐熱風管系無線位移監測系統的應用及分析［J］． 冶金自動化，2012，(2):30 ～ 34．
［2］徐萌，張衛東，陳輝，等． 首鋼京唐公司高爐有害元素分布與控制［J］． 礦冶，2013，S1(30): 33 ～ 37．
［3］叢培源，等． 550m3 高爐鵝頸管熱態修復施工［J］． 工業爐，2004，(5):73 ～ 75．