摘  要：隨著高爐冶煉強(qiáng)度升高，高爐爐身、爐腹冷卻壁易出現(xiàn)磚襯垮塌引起的冷卻壁破損現(xiàn)象，易造成冷卻壁脫落、爐殼發(fā)熱發(fā)紅，嚴(yán)重情況下會導(dǎo)致爐殼開裂甚至燒穿等嚴(yán)重后果。針對冷卻壁磚襯垮塌的情況，采用武漢某公司先進(jìn)的硬質(zhì)壓入造襯修復(fù)技術(shù)，對某鋼廠3號高爐爐腹區(qū)域進(jìn)行了硬質(zhì)壓入造襯修復(fù)，修復(fù)半年內(nèi)爐殼溫度維持在正常范圍內(nèi)，獲得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：高爐  硬質(zhì)壓入造襯  修復(fù)

1.情況概況

某鋼廠3號高爐，容積1350m3，由中冶賽迪重慶設(shè)計院設(shè)計，于2008年7月投產(chǎn)。投產(chǎn)后隨著高爐高爐冶煉強(qiáng)度升高，爐腹區(qū)域冷卻板與冷卻壁的結(jié)合處出現(xiàn)了大面積磚襯脫落，引起爐殼發(fā)紅，并且局部出現(xiàn)了裂紋與開裂，主要依靠外面打水冷卻的方式維持生產(chǎn)。為改善爐況及生產(chǎn)安全，決定對該部位進(jìn)行造襯修復(fù)。經(jīng)武漢某公司技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場點檢與紅外測溫發(fā)現(xiàn)：爐殼外表面溫度較高，爐身與爐腹區(qū)域多處存在煤氣泄漏，存在極大安全隱患，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。

2.硬質(zhì)壓入造襯修復(fù)技術(shù)

硬質(zhì)壓入造襯修復(fù)技術(shù)是近年來新興的一種修復(fù)手段，其主要原理是使用高效壓入設(shè)備把特殊的耐火材料從爐外穿過殘留的爐襯送到爐內(nèi)，利用爐內(nèi)爐料對殘留爐襯的擠壓并在一定壓力作用下發(fā)生移動的特點，使壓入的特殊耐火材料在殘留爐襯與爐料之間形成修補(bǔ)層，從而達(dá)到修補(bǔ)爐襯的效果。這不僅可以有效地加強(qiáng)冷卻效果，減少爐墻渣皮的脫落，而且可以保護(hù)冷卻壁不受進(jìn)一步損壞，有利于高爐生產(chǎn)的穩(wěn)定。

硬質(zhì)壓入造襯修復(fù)技術(shù)不僅對使用的施工設(shè)備有很高的要求，而且對壓入的耐火材料也有很高的要求。硬質(zhì)壓入造襯料的必須具有以下優(yōu)良性能：

A、應(yīng)具有良好的流動性和壓入施工性能，便于壓入施工的順利進(jìn)行。

B、應(yīng)具有在一定溫度下快速硬化和凝結(jié)的性能，借助高爐爐內(nèi)熱量及爐襯預(yù)熱固化，確保修補(bǔ)內(nèi)襯成為堅固致密的整體。

C、具有較高的燒后強(qiáng)度和較低的線變化率。在高溫狀態(tài)下，具有良好的熱震穩(wěn)定性及抗剝落、抗侵蝕性能。

武漢某公司研制的高爐造襯料，主要原料為電熔剛玉與高純碳化硅等（最大顆粒為3～5mm），以優(yōu)化合成硅溶膠為結(jié)合劑，符合高爐原設(shè)計上部采用鋁碳化硅磚的思路，具有高強(qiáng)、耐磨、熱態(tài)穩(wěn)定性好等特點。其理化性能指標(biāo)如表1所示。

3.修復(fù)維護(hù)

2016年4月10日12點24分某鋼廠3號高爐發(fā)生爐殼燒穿，在高爐修復(fù)處理的過程中現(xiàn)場人員發(fā)現(xiàn)爐殼燒穿區(qū)域內(nèi)的緩沖泥漿、碳質(zhì)搗打料、鋁碳磚等耐火材料已全部被侵蝕。經(jīng)焊補(bǔ)處理后于 22:16分高爐復(fù)風(fēng)恢復(fù)生產(chǎn)，依靠外部冷卻來維持生產(chǎn)，并經(jīng)檢測爐腹冷卻板冷卻壁結(jié)合處爐殼溫度較高。為改善爐況及生產(chǎn)安全，某鋼廠公司組織召開相應(yīng)事故分析會議，就存在問題及處理措施進(jìn)行了詳細(xì)討論，確定使用“爐外壓漿修補(bǔ)”技術(shù)，采取硬質(zhì)壓入澆注料造襯來部分恢復(fù)該環(huán)帶爐襯。對此，某鋼廠公司利用5月3日的計劃檢修機(jī)會，組織對該部位進(jìn)行造襯修復(fù)。

3.1維護(hù)控制細(xì)節(jié)

（1）開孔位置必須離冷卻板的水管開孔位置高90mm以上，避開焊縫為原則，縱向上錯開原有12個預(yù)留灌漿孔； 

（2）根據(jù)爐況確定并繪出壓入孔分布圖 ，考慮到爐殼承重能力，原來冷卻壁位置狹小，根據(jù)現(xiàn)場要求，每個孔間距大于1米，在確保造襯均勻的前提下減少開孔數(shù)量，原則上按小于22個控制，以保證爐殼承重；

（3）在爐皮上開造襯料壓入孔，壓入孔直徑為50mm ；

（4）從壓入孔往外清理爐皮內(nèi)部焦炭、礦石、殘渣等混合物，確保明顯看見焦炭；

（5）根據(jù)爐況條件，暫定每孔壓入量（345kg），出現(xiàn)難以壓入的時候必須停止作業(yè)進(jìn)行檢查原因，不準(zhǔn)強(qiáng)行壓入。原則上以設(shè)備能力達(dá)到10MPa為準(zhǔn)。

3.2維護(hù)過程

（1）溫度檢測及開孔位置測量

在高爐停爐后，停止?fàn)t體噴淋水，利用熱成像儀對該環(huán)帶爐殼溫度進(jìn)行測量，根據(jù)局部最高點溫度，結(jié)合開孔位置要求，現(xiàn)場確定21個開孔灌漿點，對開孔位置進(jìn)行孔距測量便于校正單孔硬質(zhì)壓入數(shù)量。

（2）施工情況

21個孔按50mm孔徑打開，清理干凈孔內(nèi)雜物直至看見焦炭，焊補(bǔ)安裝管道閥門，經(jīng)檢查無誤后，開始逐孔進(jìn)行硬質(zhì)壓入造襯，每個孔壓入數(shù)量如表2所示。

開孔位置不一，孔距相差大，為控制硬質(zhì)壓入數(shù)量，避免過量造成爐內(nèi)鼓包，故孔距離采用的是左右兩邊最短的距離。計劃壓入量合計5115kg，施工過程中實際硬質(zhì)壓入料總量為4905kg。施工完成后再次對同一區(qū)域進(jìn)行測溫，21個點溫度均有不同程度下降，降幅明顯。

4.應(yīng)用效果

4.1爐殼溫度對比

4月10日3號高爐發(fā)生爐殼燒穿事故，事故發(fā)生后煉鐵廠對冷卻板、壁銜接部位爐殼，做到全方位噴淋，不留死角，同時加大爐外噴淋水的水壓水量，提高冷卻強(qiáng)度，嚴(yán)密監(jiān)控爐外噴淋情況，加強(qiáng)對該區(qū)域的點巡檢力度，每30分鐘檢測一次該區(qū)域爐殼溫度。

5月3日進(jìn)行硬質(zhì)壓入造襯，造襯效果良好，復(fù)風(fēng)后該區(qū)域溫度趨于平穩(wěn)，經(jīng)測量爐殼溫度從57～139℃降低到44～77℃左右，具體溫度情況如表3所示。

2017年2月利用高爐大修機(jī)會，對硬質(zhì)壓入部分進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)爐內(nèi)壓入料還部分存在，最厚處依然有85mm?，F(xiàn)場用風(fēng)鎬破除時，澆注料保持較高的強(qiáng)度,檢測后基本維持最初供應(yīng)指標(biāo)。

4.2主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比

4月10日爐殼燒穿事故，為保高爐安全生產(chǎn)，煉鐵廠控風(fēng)壓≦350kPa操作，礦批退至32t，影響產(chǎn)量9120t，造成各項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相應(yīng)變差。檢修造襯后，該隱患得到了有效控制，爐況穩(wěn)定性增加，產(chǎn)能效應(yīng)發(fā)揮，日均產(chǎn)量增加155.376t，綜合燃料比下降13.78kg/t，指標(biāo)改善明顯。主要技術(shù)指標(biāo)對比如表4所示。

5.結(jié)論

在3號高爐進(jìn)行了硬質(zhì)壓入造襯修復(fù)技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用與實踐，應(yīng)用效果表明經(jīng)過硬質(zhì)壓入造襯修復(fù)后，爐殼溫度穩(wěn)定控制在34～39℃之間，未出現(xiàn)爐殼發(fā)紅與開裂的情況，修復(fù)效果較好，高爐產(chǎn)能得到釋放，產(chǎn)量、燃料比等各項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)明顯提高。硬質(zhì)壓入造襯修復(fù)技術(shù)作為一種新興的修復(fù)手段，可在修復(fù)后在爐內(nèi)形成相應(yīng)的爐襯，對維護(hù)爐型、保護(hù)爐殼和延長高爐壽命起到一定作用。