孫賽陽 杜尚斌 胡大偉 章榮會

（北京聯合榮大企業集團）

摘要：高爐檢修過程，涉及工期推進、安全保障、質量保障等工作。高爐總包技術的推廣，保障各檢修工序有序推進，提高了檢修過程作業效率；而煉鐵耐材新技術的應用，保證了高爐檢修質量。

關鍵詞：高爐總包；爐缸澆注；內襯噴注；預掛渣皮

1  高爐總包技術

傳統檢修承包方式，是將各項工序交由不同廠家分別承包，由鐵廠負責組織協調，相互配合完成作業；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施工作業，鐵廠只配合協調、監督施工、安全檢查等事項。這種“交鑰匙”工程，近幾年普遍應用于高爐檢修。

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→搭設安全棚→更換冷卻壁→殘鐵口冷卻壁安裝→修復殘鐵口碳磚→爐缸整體澆注（包括熱電偶安裝）→風口帶澆注→內襯噴注→高爐烘烤→冷卻壁壁后灌漿→爐缸冷卻壁壓漿→開爐投產，這其中關鍵技術為放殘鐵、清理細節、爐缸澆注、內襯噴注以及冷卻壁預制澆注等。歸納高爐總包技術主要優勢為：

（1）將幾項關鍵技術充分應用，使得高爐檢修質量大大提高，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經濟效益：以1080m³高爐中修為例，日產4000t計，噸鐵利潤300元計，工期縮減按20天計，則總包檢修增效可達2400萬。

2  爐缸整體澆注技術

高爐爐缸整體澆注技術，經過近幾年的實踐驗證，已成為很成熟的爐缸檢修技術。總結爐缸整體澆注過程關鍵點把控以及有點，分別如下：

（1）爐缸澆注料，為溶膠結合材料，由剛玉與碳化硅按合適的比例組成，是傳統剛玉莫來石質組合磚的改革。圖1為澆注料抗渣鐵侵蝕試驗結果，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。多組試驗表面，材料具備優異的抗渣鐵侵蝕性能。另外，該材料具備較好的導熱性，導熱系數5W/K·m左右，在風口回旋區2000℃條件下，可以形成一定厚度的渣鐵粘滯層，保護內襯運行。高爐實際運行過程，通過熱流通量對比，可驗證該材料使用效果。

圖1 澆注料抗侵蝕試驗

（2）能最大程度的保留殘余合格碳磚：經過大量高爐爐缸保護性清理結果表明，運行8年左右的高爐，大塊砌筑碳磚利用率可達70%左右；而小塊砌筑碳磚利用率達50%左右；針對局部區域嚴重侵蝕碳磚可采用高導熱澆注料進行針對性修復，因此與拆除碳磚重新砌筑相比，維修工期短，綜合造價低，如圖2所示。

圖2 高爐爐缸保護性清理效果

（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，使爐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部，炭磚得到有效隔離和保護。通過爐缸的澆注維修，不僅從根本上保障爐缸安全、長壽運行，而且減少了爐缸熱損，整體澆注效果如圖3所示。

圖3 爐缸及風口帶澆注效果

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

3  內襯濕法噴注技術

采用濕法噴注方式恢復操作爐型，簡單快捷。上部爐襯，采用水泥結合高強高耐磨材料，優異的抗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合劑，不存在結合劑界面遷移，在受熱時水分可有序排除，從而具有極佳的快烘防爆性能，高溫熱態性能優異，較更適合爐身中部以下內襯噴注。

設備改進方面，圖4為國內某5860m³高爐噴注情況，采用大型可伸縮機械手噴注，由于配重的靈活變動，槍身穩定不搖擺；反彈量極小，人員可以站在高爐底部遙控機械手；該設備噴注速度可達25t/h，高效且環保。

圖4 國內某5860m³高爐機械噴注情況

4  冷卻壁預掛渣皮技術

新換冷卻壁預掛渣皮技術，即新換冷卻壁安裝之前，澆注一層高強、高導熱材料，徹底解決了傳統鑲磚斷裂及渣皮反復脫落的問題，如圖5所示。

圖5 預掛渣皮材料澆注效果

金屬陶瓷預掛渣皮技術，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，高導熱、高韌性。目前已經在國內大中小高爐上普遍應用，且使用效果較理想。隨著該澆注材料成熟應用，可引發我們對冷卻壁結構思路的轉變。傳統冷卻壁結構為燕尾槽式，主要為鑲磚設置，而不定形澆注材料則不需燕尾槽結構，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，設置螺栓孔，從背部安裝螺栓作為澆注料錨固件。該設計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，成本預計降低30%以上。因此，高導熱高強度的預掛渣皮材料，改變了高爐內襯冷卻系統設計，大大降低了高爐設計成本。

圖6 冷卻壁結構轉變

5  結束語

本文簡單介紹高爐檢修過程新技術的應用，這幾種技術近幾年應用較為廣泛，且拓展至新建高爐過程，總結各關鍵技術優勢，如下幾點：

（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險、提高施工效率、大大降低施成本；

（2）爐缸整體澆注技術，材料更進一步改進，具有更好的抗侵蝕能力、熱傳導能力，簡單快捷又高質量修復爐缸，助于高爐長壽；

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

（4）冷卻壁預掛渣皮技術，徹底解決了傳統鑲磚斷裂問題，且確保高爐更有效掛渣，提高爐腹爐腰內襯使用壽命。