在線修復頂燃式熱風爐拱頂熱電偶內(nèi)襯技術和熱電偶造襯修復工

摘要: 主要介紹了在線修復熱風爐拱頂內(nèi)襯技術和熱電偶造襯修復工藝，解決了熱電偶損壞后無法更換，送風溫度難以穩(wěn)定控制的難題，具有較高的使用推廣價值。

前言
       萊蕪分公司煉鐵廠5#1 080 m3 高爐共有3 座卡魯金頂燃式熱風爐，于2005 年10 月投運，至今已有11 年爐齡。隨著熱風爐長期使用，高爐內(nèi)襯出現(xiàn)變形，原拱頂熱電偶管道通路受熱變形錯位，熱電偶損壞后，無法順利安裝到位，嚴重影響燒爐，要徹底解決需要停爐更換耐材，這樣無論是從生產(chǎn)方面還是經(jīng)濟性方面都是不允許的。因此研究實施了在線修復頂燃式熱風爐拱頂電偶技術，取得了很好的實效。

1 存在問題
       提高鼓風溫度是冶金行業(yè)冶煉節(jié)焦提高產(chǎn)品產(chǎn)量質(zhì)量的重要措施之一。提高風溫可以降低入爐焦比，增加鼓風動能，改善噴吹效果，有利于增加噴吹量，活躍爐缸。熱風爐燒爐是以拱頂測溫電偶顯示數(shù)值為依據(jù)來控制的，一旦損壞或不準將直接影響正常燒爐，降低風溫水平。通過調(diào)查5#1 080 m3 高爐車間2010 年電偶未損壞前3 座熱風爐拱頂燒爐平均溫度情況與2013 年電偶損壞后的數(shù)據(jù)做了對比。

       5#1 080 m3 高爐熱風爐自2013 年開始3 座熱風爐拱頂熱電偶受燒爐變形等影響各有1 件電偶逐步出現(xiàn)損壞，即只有1 個測溫熱電偶參照燒爐，無備用做參考。由表1、表2 可以看出，受熱風爐拱頂測溫電偶損壞的影響，熱風爐燒爐平均溫度較之前下降83 ℃，嚴重影響了送風溫度，制約了高爐生產(chǎn)。
       另外，受測溫電偶損壞和煤氣供應量影響，2#熱風爐測溫熱電偶因內(nèi)部砌筑磚變形，原使用電偶1 周甚至幾個月就燒壞，自動化儀表部門為了降成本改用短熱電偶，短熱電偶溫度無法測得準確風溫，參照價值低，初步統(tǒng)計了2014 年3 月份燒爐溫度數(shù)據(jù)如表3。

3 個熱風爐電偶均有一點損壞，2# 熱風爐拱頂電偶溫度不準，已基本失去參照燒爐的價值，平時操作依據(jù)煙氣含氧量及溫度和煤氣量，存在較大的安全隱患，給高爐生產(chǎn)帶來極為不利的影響。

2 改進方案
       根據(jù)目前生產(chǎn)現(xiàn)狀，無法滿足停爐檢查更換拱頂耐材和電偶的條件，因此研究制定了在線修復方案，采用“熱電偶造襯修復工藝”和“熱風爐爐襯灌漿修復技術”，很好地解決了這一難題。
2. 1 熱電偶造襯修復工藝
       借熱風爐本體及支管灌漿機會實施造襯，主要打通原有電偶安裝通道，清理管道損壞斷裂的保護管及耐材，安裝厚壁不銹鋼防護套管，與爐皮焊接固定，在套管周邊灌漿填充空隙，使耐材與套管成為一體，進而安裝測溫電偶的修復工藝。

2. 2 熱風爐爐襯灌漿修復技術
       使用測溫槍查找高爐熱風爐熱風出口及各支管在300 ℃以上的高溫區(qū)，利用高爐定修時間8 h 左右的檢修機會，進行外皮開孔，焊絲頭安裝閥門，連接灌漿，同時配合“熱電偶造襯修復工藝”完成灌漿，可一定程度上避免單純因電偶造襯而增加施工成本。

3 施工過程
3． 1 施工準備
       施工設備: 手持式氣動鑿巖機，鉆桿，氣割，電焊機，混凝土壓力輸送泵，強制攪拌機，灌漿壓力機等。
       施工材料: 厚壁不銹鋼QCr25Ni20 防護套管，高溫貴金屬熱電偶，保溫灌漿料，陶瓷纖維盤根，溶膠結合剛玉莫來石澆注料，球閥、混凝土輸送鋼管、壓漿軟管等。

       高溫貴金屬熱電偶型號: WＲP － 130 L × I =1 650 mm × 1 500 mm
       修復材料: 溶膠結合剛玉莫來石澆注料( 無水壓入泥漿，YQ － 50)
       采用一種性能穩(wěn)定、能在高溫下使用的“溶膠結合剛玉莫來石澆注料”，其理化性能見表4。

          利用熱風爐修風時間對熱風管道破損部位進行澆筑修補，代替原來的內(nèi)襯耐火材料。該種澆注料產(chǎn)品具有流動性極好( 可泵送) 、固化快、中高強度高、體積穩(wěn)定、耐高溫、熱震穩(wěn)定性極好、使用壽命長等特性，可替代熱風爐內(nèi)襯耐火磚，完全滿足熱風爐內(nèi)襯耐火材料的性能要求及快速修復施工的作業(yè)要求。

3． 2 施工過程
1) 拆卸熱電偶: 拆除法蘭固定螺栓，拔出熱電偶及外部套管。
2) 清理通道雜物: 使用鉆桿將通道內(nèi)殘余耐火材料和燒斷的保護套管、熱電偶全部清理掉。
3) 固定保護套管: 將套管沿通道用大錘敲入，外部與爐皮平齊，焊接固定，然后在爐殼外焊接筋板加固。
4) 焊接灌漿絲頭: 在爐皮開孔，斜插焊接到保護套管與耐火磚縫隙處，連接高壓球閥。
5) 熱態(tài)澆注: 澆注料要求攪拌均勻，澆注時使用振動棒邊澆注邊振動，澆注施工時最好能連續(xù)澆注，避免材料分層。壓力保持在0． 2 MPa 以內(nèi)，一旦壓力下降立即停止，灌漿縫隙用量較小，澆注結束后材料硬化約2 h，即可凝固。

6) 安裝熱電偶: 檢查確保保護套管通道暢通，使用陶瓷纖維盤根纏繞熱電偶約200 mm，插入保護套管內(nèi)，外部使用無水炮泥填堵，連接法蘭密封，緊固螺栓，接線檢查是否顯示溫度在正常范圍。采用“熱風爐爐襯在線修復技術”施工方法可以高效快速的完成修復作業(yè)，完全滿足熱風爐在修風條件下的施工作業(yè)，修復后即可復風，完成搶修作業(yè)。

4 改造效果
        利用休風燜爐機會進行通道熱態(tài)澆注造襯修復，熱風爐拱頂熱電偶在線修復工藝取得了良好效果，灌漿修復造襯技術在高爐正常檢修8 h 內(nèi)就能完成施工，不需要等待停爐大修，避免風溫長期得不到保證而增加能耗，電偶使用壽命由原來1 周甚至幾個月延長至2 年，修復過程不影響高爐的生產(chǎn)計劃，消除依據(jù)煙氣含氧量及溫度和煤氣量估計燒爐帶來的不安全因素。
        熱風爐拱頂熱電偶在線修復后，5#1 080 m3 高爐三座熱風爐拱頂燒爐溫度均恢復到測溫電偶損壞前的水平，送風溫度得以提高，滿足了高爐正常生產(chǎn)的需要，取得了可觀的經(jīng)濟效益，具有較高的推廣使用價值。