孫賽陽 杜尚斌 胡大偉 章榮會

（北京聯(lián)合榮大企業(yè)集團(tuán)）

摘要：高爐檢修過程，涉及工期推進(jìn)、安全保障、質(zhì)量保障等工作。高爐總包技術(shù)的推廣，保障各檢修工序有序推進(jìn)，提高了檢修過程作業(yè)效率；而煉鐵耐材新技術(shù)的應(yīng)用，保證了高爐檢修質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：高爐總包；爐缸澆注；內(nèi)襯噴注；預(yù)掛渣皮

1  高爐總包技術(shù)

傳統(tǒng)檢修承包方式，是將各項(xiàng)工序交由不同廠家分別承包，由鐵廠負(fù)責(zé)組織協(xié)調(diào)，相互配合完成作業(yè)；高爐本體檢修總包，施工期間，由承包公司自主組織，按既定工期要求推進(jìn)施工作業(yè)，鐵廠只配合協(xié)調(diào)、監(jiān)督施工、安全檢查等事項(xiàng)。這種“交鑰匙”工程，近幾年普遍應(yīng)用于高爐檢修。

高爐檢修施工流程大致為：停爐放殘鐵→開殘鐵口大門（或無）→清理爐料→清理爐缸→搭設(shè)安全棚→更換冷卻壁→殘鐵口冷卻壁安裝→修復(fù)殘鐵口碳磚→爐缸整體澆注（包括熱電偶安裝）→風(fēng)口帶澆注→內(nèi)襯噴注→高爐烘烤→冷卻壁壁后灌漿→爐缸冷卻壁壓漿→開爐投產(chǎn)，這其中關(guān)鍵技術(shù)為放殘鐵、清理細(xì)節(jié)、爐缸澆注、內(nèi)襯噴注以及冷卻壁預(yù)制澆注等。歸納高爐總包技術(shù)主要優(yōu)勢為：

（1）將幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)充分應(yīng)用，使得高爐檢修質(zhì)量大大提高，更有保障；

（2）便于施工過程管理，鐵廠與承包方責(zé)任劃分明確，簡化步驟，便于考核；

（3）大大提高高爐檢修效率，對不同大小高爐總包，總工期控制在25-30天；

（4）總體來說，降低高爐本體檢修成本，尤其是時間成本；

（5）大幅度提高高爐生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益：以1080m³高爐中修為例，日產(chǎn)4000t計(jì)，噸鐵利潤300元計(jì)，工期縮減按20天計(jì)，則總包檢修增效可達(dá)2400萬。

2  爐缸整體澆注技術(shù)

高爐爐缸整體澆注技術(shù)，經(jīng)過近幾年的實(shí)踐驗(yàn)證，已成為很成熟的爐缸檢修技術(shù)。總結(jié)爐缸整體澆注過程關(guān)鍵點(diǎn)把控以及有點(diǎn)，分別如下：

（1）爐缸澆注料，為溶膠結(jié)合材料，由剛玉與碳化硅按合適的比例組成，是傳統(tǒng)剛玉莫來石質(zhì)組合磚的改革。圖1為澆注料抗渣鐵侵蝕試驗(yàn)結(jié)果，渣鐵混合物在材料里面浸泡7天后，分析橫縱剖面，觀察試塊被浸潤情況。多組試驗(yàn)表面，材料具備優(yōu)異的抗渣鐵侵蝕性能。另外，該材料具備較好的導(dǎo)熱性，導(dǎo)熱系數(shù)5W/K·m左右，在風(fēng)口回旋區(qū)2000℃條件下，可以形成一定厚度的渣鐵粘滯層，保護(hù)內(nèi)襯運(yùn)行。高爐實(shí)際運(yùn)行過程，通過熱流通量對比，可驗(yàn)證該材料使用效果。

圖1 澆注料抗侵蝕試驗(yàn)

（2）能最大程度的保留殘余合格碳磚：經(jīng)過大量高爐爐缸保護(hù)性清理結(jié)果表明，運(yùn)行8年左右的高爐，大塊砌筑碳磚利用率可達(dá)70%左右；而小塊砌筑碳磚利用率達(dá)50%左右；針對局部區(qū)域嚴(yán)重侵蝕碳磚可采用高導(dǎo)熱澆注料進(jìn)行針對性修復(fù)，因此與拆除碳磚重新砌筑相比，維修工期短，綜合造價(jià)低，如圖2所示。

圖2 高爐爐缸保護(hù)性清理效果

（3）澆注襯與砌筑相比具有：整體性好，能與炭磚界面緊密有效貼合。因此不存在傳統(tǒng)陶瓷杯與炭磚間的間隙搗打料，避免了因氣隙而造成“間隙熱阻”的問題，使?fàn)t缸整體傳熱效率得以提高，1150℃凝鐵等溫線推移至澆注陶瓷杯的內(nèi)部，炭磚得到有效隔離和保護(hù)。通過爐缸的澆注維修，不僅從根本上保障爐缸安全、長壽運(yùn)行，而且減少了爐缸熱損，整體澆注效果如圖3所示。

圖3 爐缸及風(fēng)口帶澆注效果

（4）爐缸澆注過程，另一個關(guān)鍵點(diǎn)是澆注體膨脹的匹配和膨脹空間的預(yù)設(shè)。陶瓷墊澆注過程，周全設(shè)置設(shè)置膨脹縫；風(fēng)口帶澆注過程，中套熱面包裹纖維，預(yù)留膨脹空間和風(fēng)套檢修空間；材料本身高溫下形成的塑形相，可有效吸收澆注體膨脹。

3  內(nèi)襯濕法噴注技術(shù)

采用濕法噴注方式恢復(fù)操作爐型，簡單快捷。上部爐襯，采用水泥結(jié)合高強(qiáng)高耐磨材料，優(yōu)異的抗CO侵蝕性能，以及抗急冷急熱性能；下部噴注材料以溶膠作為結(jié)合劑，不存在結(jié)合劑界面遷移，在受熱時水分可有序排除，從而具有極佳的快烘防爆性能，高溫?zé)釕B(tài)性能優(yōu)異，較更適合爐身中部以下內(nèi)襯噴注。

設(shè)備改進(jìn)方面，圖4為國內(nèi)某5860m³高爐噴注情況，采用大型可伸縮機(jī)械手噴注，由于配重的靈活變動，槍身穩(wěn)定不搖擺；反彈量極小，人員可以站在高爐底部遙控機(jī)械手；該設(shè)備噴注速度可達(dá)25t/h，高效且環(huán)保。

圖4 國內(nèi)某5860m³高爐機(jī)械噴注情況

4  冷卻壁預(yù)掛渣皮技術(shù)

新?lián)Q冷卻壁預(yù)掛渣皮技術(shù)，即新?lián)Q冷卻壁安裝之前，澆注一層高強(qiáng)、高導(dǎo)熱材料，徹底解決了傳統(tǒng)鑲磚斷裂及渣皮反復(fù)脫落的問題，如圖5所示。

圖5 預(yù)掛渣皮材料澆注效果

金屬陶瓷預(yù)掛渣皮技術(shù)，材料采用高鋼纖維作為骨料，不定形耐材作為漿體填充，因此材料具備類金屬特點(diǎn)，高導(dǎo)熱、高韌性。目前已經(jīng)在國內(nèi)大中小高爐上普遍應(yīng)用，且使用效果較理想。隨著該澆注材料成熟應(yīng)用，可引發(fā)我們對冷卻壁結(jié)構(gòu)思路的轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)冷卻壁結(jié)構(gòu)為燕尾槽式，主要為鑲磚設(shè)置，而不定形澆注材料則不需燕尾槽結(jié)構(gòu)，只需簡單錨固即可將材料與冷卻壁澆注貼合。如圖7所示，取消冷卻壁燕尾槽，板面厚度和面積不變，設(shè)置螺栓孔，從背部安裝螺栓作為澆注料錨固件。該設(shè)計(jì)將減薄冷卻壁厚度約30%，減少材料用量25%，大大降低冷卻壁制作難度，成本預(yù)計(jì)降低30%以上。因此，高導(dǎo)熱高強(qiáng)度的預(yù)掛渣皮材料，改變了高爐內(nèi)襯冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)，大大降低了高爐設(shè)計(jì)成本。

圖6 冷卻壁結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變

5  結(jié)束語

本文簡單介紹高爐檢修過程新技術(shù)的應(yīng)用，這幾種技術(shù)近幾年應(yīng)用較為廣泛，且拓展至新建高爐過程，總結(jié)各關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)勢，如下幾點(diǎn)：

（1）高爐總包檢修，全部施工過程交由一家承包單位，可降低施工過程安全風(fēng)險(xiǎn)、提高施工效率、大大降低施成本；

（2）爐缸整體澆注技術(shù)，材料更進(jìn)一步改進(jìn)，具有更好的抗侵蝕能力、熱傳導(dǎo)能力，簡單快捷又高質(zhì)量修復(fù)爐缸，助于高爐長壽；

（3）內(nèi)襯濕法噴注技術(shù)，快速修復(fù)高爐內(nèi)襯，極小的材料反彈，接近于澆注內(nèi)襯的效果，使得新內(nèi)襯使用更有保障；

（4）冷卻壁預(yù)掛渣皮技術(shù)，徹底解決了傳統(tǒng)鑲磚斷裂問題，且確保高爐更有效掛渣，提高爐腹?fàn)t腰內(nèi)襯使用壽命。