近年來(lái)，隨著煉鐵熱風(fēng)爐技術(shù)的不斷進(jìn)步，特別是空煤氣雙預(yù)熱系統(tǒng)的普遍采用，基本實(shí)現(xiàn)了在單燒高爐煤氣的條件下熱風(fēng)溫度達(dá)1250±50℃的目標(biāo)但隨著風(fēng)溫的不斷提高，不少熱風(fēng)爐熱風(fēng)管道出現(xiàn)了管殼溫度、超高、發(fā)紅、變形掉磚、甚至開(kāi)裂漏風(fēng)等問(wèn)題。一旦出現(xiàn)問(wèn)題，一般采用臨時(shí)風(fēng)冷或水冷，較嚴(yán)重的采用灌漿補(bǔ)救或快速澆注修復(fù)，都不能徹底有效的解決問(wèn)題，且存在較大的安全隱患這些問(wèn)題的出現(xiàn)嚴(yán)重影響了高爐的正常生產(chǎn)，也制約了風(fēng)溫水平的進(jìn)一步提高常用的三種結(jié)構(gòu)形式的熱風(fēng)爐中，頂燃式熱風(fēng)爐的熱風(fēng)出口與熱風(fēng)圍管高度相差最大，熱風(fēng)總管與熱風(fēng)主管需采用熱風(fēng)豎管過(guò)度，熱風(fēng)管系最復(fù)雜本文以頂燃式熱風(fēng)爐熱風(fēng)管道設(shè)計(jì)為例進(jìn)行分析探討。
1 熱風(fēng)管道破損分析
??? 熱風(fēng)管道破損主要集中在熱風(fēng)出口、管道三岔口和管道波紋補(bǔ)償器區(qū)域，這些區(qū)域受力情況相對(duì)復(fù)雜，管道發(fā)紅易損，是管道的薄弱環(huán)節(jié)造成這些事故的主要原因是熱風(fēng)路管道的特殊工況設(shè)計(jì)不合理耐火材料問(wèn)題和施工不到位等熱風(fēng)管道是一組高溫高壓管道，其承受的風(fēng)溫為1100~1350℃，風(fēng)壓為0.3~0.6MPa（表壓）其工作層耐火磚的平均溫度可達(dá)1000~1300℃，管殼正常溫度在80~150℃之間根據(jù)材料的線(xiàn)膨脹系數(shù)和使用溫度可估算出每米工作層耐火磚的膨脹量約為6mm，每米管殼的膨脹量約為1.2mm熱風(fēng)管道承受如此高的內(nèi)壓，在管道封頭不對(duì)稱(chēng)開(kāi)孔處管道彎頭處等凡是有阻擋氣流趨勢(shì)的地方均會(huì)產(chǎn)生盲板力以高爐熱風(fēng)管道為例，熱風(fēng)壓力為~0.37MPa，熱風(fēng)支管直徑為1500mm，管殼內(nèi)徑為2440mm；熱風(fēng)總管直徑為1800mm，管殼內(nèi)徑為2740mm；則熱風(fēng)支管盲板力可達(dá)1730kN，熱風(fēng)總管盲板力可達(dá)2180kN。
1.1 熱風(fēng)出口區(qū)域破損分析
??? 對(duì)熱風(fēng)管道進(jìn)行熱膨脹分析時(shí)，可將熱風(fēng)爐底部和熱風(fēng)豎管視為固定點(diǎn)，熱風(fēng)爐爐體受熱軸向和徑向膨脹，熱風(fēng)支管與熱風(fēng)爐處于垂直相連的狀態(tài)，則熱風(fēng)支管上所設(shè)波紋補(bǔ)償器需同時(shí)吸收支管的軸向膨脹和由于熱風(fēng)爐爐體受熱對(duì)其產(chǎn)生的橫向位移。頂燃式熱風(fēng)爐熱風(fēng)出口設(shè)置部位有大拱頂下部和燃燒器下部?jī)煞N。
??? (1)熱風(fēng)出口設(shè)置在大拱頂下部時(shí)，由于此部位爐體直徑較大，則徑向膨脹量較大，在支管拉桿受熱膨脹共同作用下，使得熱風(fēng)爐在送風(fēng)周期時(shí)間內(nèi)，在熱風(fēng)壓力的作用下產(chǎn)生一個(gè)很大的盲板力矩，該力矩使熱風(fēng)總管向遠(yuǎn)離熱風(fēng)爐方向移動(dòng)，造成在爐殼與支管上部交界處出現(xiàn)較大的變形量外部鋼殼的變形必將擠壓內(nèi)部的磚襯，由于一般隔熱耐火磚的常溫抗壓強(qiáng)度~3MPa，極易被擠碎，造成串風(fēng)引起管殼溫度的升高。進(jìn)而出現(xiàn)變形加劇管殼溫度不斷升高的惡性循環(huán)，最終出現(xiàn)熱風(fēng)出口處管殼發(fā)紅開(kāi)裂，內(nèi)襯變形掉耐火磚等問(wèn)題。
??? (2)如熱風(fēng)出口設(shè)置在燃燒器下部時(shí)，由于此部位爐體直徑較小，徑向膨脹量較小，使得熱風(fēng)爐在送風(fēng)周期時(shí)間內(nèi)在熱風(fēng)壓力的作用下產(chǎn)生的形變量較小，在熱風(fēng)出口區(qū)域所造成的破損要小些。
??? 1.2 管道三岔口區(qū)域破損分析
??? 現(xiàn)熱風(fēng)管系設(shè)計(jì)中熱風(fēng)豎管作為固定點(diǎn)，在熱風(fēng)總管上設(shè)置有跨越所有熱風(fēng)支管的全長(zhǎng)大拉桿，其余各支架均為滑動(dòng)支架理論上假設(shè)各支管三岔口處工況是一樣的，則這種設(shè)置是可行的但實(shí)際使用過(guò)程中，熱風(fēng)爐的燃燒送風(fēng)的相互交替，各支管三岔口處工況應(yīng)力變化不盡相同，這將會(huì)導(dǎo)致熱風(fēng)總管上各波紋補(bǔ)償器工作的無(wú)序和混亂熱風(fēng)總管與支管垂直相連，熱風(fēng)總管的熱膨脹無(wú)序和混亂必將造成個(gè)別熱風(fēng)支管橫向變形過(guò)大，耐火磚內(nèi)襯將受擠壓而損壞。
1.3 管道波紋補(bǔ)償器區(qū)域破損分析
??? 為吸收管道的熱膨脹量和方便熱風(fēng)閥的更換，通常都會(huì)采用設(shè)置波紋補(bǔ)償器來(lái)解決。波紋補(bǔ)償器是柔性件，不能承受盲板力，故需設(shè)置拉桿來(lái)抵御盲板力拉桿在巨大盲板力作用下會(huì)產(chǎn)生彈性伸長(zhǎng)，并在熱輻射作用下會(huì)產(chǎn)生熱膨脹若設(shè)計(jì)不合理，或未考慮拉桿伸長(zhǎng)量的補(bǔ)償，管道襯體留設(shè)的膨脹縫將會(huì)被拉開(kāi)串風(fēng)；同時(shí)，如果膨脹縫留設(shè)不合理，在實(shí)際使用過(guò)程中，膨脹縫內(nèi)填料極易被高速熱風(fēng)沖刷掉，引起串風(fēng)，最終導(dǎo)致管殼發(fā)紅開(kāi)裂，磚襯坍塌。
2 熱風(fēng)管道優(yōu)化設(shè)計(jì)
??? 熱風(fēng)管道耐火材料設(shè)計(jì)與管殼鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是相輔相成，二者互為重要因素，管系不穩(wěn)定，將導(dǎo)致磚襯錯(cuò)位掉耐火磚，而磚襯設(shè)計(jì)不合理，將發(fā)生串風(fēng)，損壞管殼根據(jù)管道的熱膨脹合理設(shè)計(jì)管系的補(bǔ)償，做到管系膨脹可控，磚襯設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)管道圓周方向溫度梯度合理配置耐火材料，管道軸向設(shè)置膨脹縫，并對(duì)膨脹縫波紋補(bǔ)償器三岔口用耐火材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行局部特殊處理，保證密封性能。
??? 2.1 熱風(fēng)管道補(bǔ)償?shù)脑O(shè)置
??? 熱風(fēng)管道內(nèi)需砌筑耐火材料，在考慮熱風(fēng)管道補(bǔ)償時(shí)，所設(shè)置波紋補(bǔ)償器只能吸收軸向位移和少量橫向位移，則管系上一般配置高溫軸向型波紋補(bǔ)償器和高溫自由復(fù)式型波紋補(bǔ)償器，通過(guò)設(shè)置拉桿來(lái)抵御盲板力拉桿受管殼的熱傳導(dǎo)及熱輻射，也會(huì)有一定的溫升，在盲板力環(huán)境溫差等因素的綜合影響下，拉桿會(huì)產(chǎn)生較大的位移并隨著風(fēng)溫風(fēng)壓環(huán)境溫差而波動(dòng)，設(shè)計(jì)中考慮拉桿的位移及其波動(dòng)是十分必要的為了使熱風(fēng)管道有序膨脹膨脹可控，某頂燃式熱風(fēng)爐熱風(fēng)總、支管補(bǔ)償?shù)木唧w設(shè)置如圖所示，其特點(diǎn)如下：
? (1)熱風(fēng)出口設(shè)置在燃燒器下部，熱風(fēng)支管上設(shè)置有高溫自由復(fù)式型波紋補(bǔ)償器，安裝于熱風(fēng)出口與熱風(fēng)閥之間，這樣就能吸收支管的軸向膨脹和由于熱風(fēng)爐爐體受熱上漲對(duì)其產(chǎn)生的橫向位移；
??? (2)在每個(gè)熱風(fēng)支管與總管三岔口處設(shè)置次固定支座，在每?jī)蓚€(gè)固定支座之間和總管端部各設(shè)置一套高溫軸向型波紋補(bǔ)償器，并設(shè)置跨越所有熱風(fēng)支管的全程大拉桿，這樣能將熱風(fēng)總管的膨脹限制在兩座熱風(fēng)爐的支管之間并保證熱風(fēng)支管的中心線(xiàn)固定在一個(gè)位置上，同時(shí)補(bǔ)償了拉桿的伸長(zhǎng)，各固定支座均不受盲板力。
??? 如果熱風(fēng)出口設(shè)置在大拱頂下部，建議將支管拉桿座設(shè)置到熱風(fēng)爐中心。
??? 2.2 熱風(fēng)管道耐火材料
??? 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)隨著熱風(fēng)壓力和溫度的不斷提高，對(duì)熱風(fēng)管道耐火材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求也越來(lái)越高，磚襯設(shè)計(jì)不僅要考慮結(jié)構(gòu)的整體性，還要考慮各向膨脹位移所帶來(lái)的熱應(yīng)力破損。熱風(fēng)支管、總管、圍管內(nèi)的上半部工作層宜采用帶凹凸卡槽的結(jié)構(gòu)以提高整體穩(wěn)定性。熱風(fēng)出口和各三岔口宜采用組合磚砌筑，同時(shí)加厚工作層磚襯和將管道上半圈部分隔熱耐火磚改為重質(zhì)澆注料來(lái)增強(qiáng)其抗應(yīng)力性，熱風(fēng)總支管三岔口襯里加厚結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。
熱風(fēng)管道波紋補(bǔ)償器處工作層耐火磚隔熱耐火磚均采用特異型耐火磚，并且在膨脹縫處增設(shè)導(dǎo)流保護(hù)磚，如圖所示，這樣能增強(qiáng)波紋補(bǔ)償器處磚襯的整體穩(wěn)定性和有效防止膨脹縫內(nèi)填充的陶瓷纖維毯被氣流沖刷走。熱風(fēng)管道膨脹縫可參照波紋補(bǔ)償器處膨脹縫的設(shè)計(jì)方式，整體性更好，能有效控制膨脹縫的寬度。
熱風(fēng)管道整體砌筑結(jié)構(gòu)為下部240°區(qū)域磚襯采用交錯(cuò)砌筑，墊陶瓷纖維擋火板；上部120°區(qū)域采用環(huán)砌，墊耐溫1200℃以上的陶瓷纖維毯兩隔熱層磚間環(huán)縫采用油紙隔開(kāi)，隔熱耐火磚與工作層耐火磚間的環(huán)縫，下半圓用油紙隔開(kāi)，上半圓夾入~6mm厚的陶瓷纖維氈。
??? 2.3 熱風(fēng)管道耐火材料種類(lèi)的選擇
??? 近年來(lái)，由于我國(guó)煉鋁行業(yè)的快速膨脹發(fā)展，優(yōu)質(zhì)鋁釩土礦多已被煉鋁行業(yè)或地方政府征用占用，耐火材料用優(yōu)質(zhì)高鋁釩土資源已近枯竭，不多的高鋁釩土熟料（包括均化料）價(jià)高貨緊，低蠕變高鋁磚的生產(chǎn)已近無(wú)米下鍋，在目前高鋁磚價(jià)格被招標(biāo)壓得很低情況下，難以采購(gòu)到真品為達(dá)到設(shè)計(jì)要求的指標(biāo)，耐火材料廠(chǎng)家生產(chǎn)低蠕變高鋁磚時(shí)主要是通過(guò)加入膨脹劑，在莫來(lái)石的反應(yīng)結(jié)束時(shí)，其抵消收縮的作用將失效，抗蠕變能力大大降低由于國(guó)內(nèi)低蠕變高鋁磚質(zhì)量難以得到保證，建議熱風(fēng)管道三岔口波紋補(bǔ)償器區(qū)域采用紅柱石磚，其余部位采用紅柱石耐火磚。
較同級(jí)別低蠕變高鋁磚，紅柱石高鋁磚更具價(jià)格優(yōu)勢(shì)熱風(fēng)管道膨脹縫處填料建議采用耐溫以上的晶體纖維毯，避免了填料長(zhǎng)時(shí)間在高溫環(huán)境下失效發(fā)生串風(fēng)。
3 熱風(fēng)管道砌筑和烘烤
??? 3.1 熱風(fēng)管道砌筑
??? 熱風(fēng)管道施工質(zhì)量的好壞將直接影響其使用壽命，管道砌筑時(shí)需嚴(yán)格按國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和圖紙要求施工，灰縫大小和飽滿(mǎn)程度要嚴(yán)格控制，砌筑時(shí)需先從熱風(fēng)出口三岔口熱風(fēng)閥接口和波紋補(bǔ)償器處開(kāi)始，嚴(yán)禁在這些部位合門(mén)組合磚砌筑是重難點(diǎn)，砌筑時(shí)必須遵守一個(gè)原則、堅(jiān)持五個(gè)嚴(yán)格和一個(gè)嚴(yán)禁的操作方法。即遵守按組合磚組裝圖“對(duì)號(hào)入座”依次砌筑的原則；嚴(yán)格保證組合磚底部標(biāo)高和水平度，嚴(yán)格控制十字中心線(xiàn)，嚴(yán)格控制砌體橢圓度，嚴(yán)格控制砌筑磚縫，嚴(yán)格做好質(zhì)量檢查和交接班工作；嚴(yán)禁在砌筑過(guò)程中隨意加工任何一塊子磚。砌筑過(guò)程中還需做好質(zhì)量記錄。
??? 3.2 熱風(fēng)管道烘烤
??? 現(xiàn)熱風(fēng)管道的砌筑多采用磷酸鹽泥漿，磷酸鹽泥漿硬化溫度為~350℃耐火磚熱應(yīng)力隨溫度差增加而變大，但在1000℃以上高溫下，耐火磚失去彈性，而變成塑性體，應(yīng)力消失，因此在1000℃以下膨脹被限制時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力必須引起重視建議烘熱風(fēng)管道溫度達(dá)1000℃以上。
??? 熱風(fēng)管道系統(tǒng)破損原因較為復(fù)雜，熱風(fēng)管道長(zhǎng)壽是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，合理的管道設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)，優(yōu)良的耐火材料質(zhì)量是保證，精細(xì)的管道施工是關(guān)鍵熱風(fēng)管道設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)運(yùn)用熱力學(xué)材料力學(xué)和材料學(xué)對(duì)管道進(jìn)行分析，使管道有序膨脹膨脹可控，優(yōu)化應(yīng)力集中部位磚襯結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)磚襯的抗應(yīng)力性，合理選擇耐火材磚種類(lèi)，使管道物美價(jià)廉。
1 熱風(fēng)管道破損分析
??? 熱風(fēng)管道破損主要集中在熱風(fēng)出口、管道三岔口和管道波紋補(bǔ)償器區(qū)域，這些區(qū)域受力情況相對(duì)復(fù)雜，管道發(fā)紅易損，是管道的薄弱環(huán)節(jié)造成這些事故的主要原因是熱風(fēng)路管道的特殊工況設(shè)計(jì)不合理耐火材料問(wèn)題和施工不到位等熱風(fēng)管道是一組高溫高壓管道，其承受的風(fēng)溫為1100~1350℃，風(fēng)壓為0.3~0.6MPa（表壓）其工作層耐火磚的平均溫度可達(dá)1000~1300℃，管殼正常溫度在80~150℃之間根據(jù)材料的線(xiàn)膨脹系數(shù)和使用溫度可估算出每米工作層耐火磚的膨脹量約為6mm，每米管殼的膨脹量約為1.2mm熱風(fēng)管道承受如此高的內(nèi)壓，在管道封頭不對(duì)稱(chēng)開(kāi)孔處管道彎頭處等凡是有阻擋氣流趨勢(shì)的地方均會(huì)產(chǎn)生盲板力以高爐熱風(fēng)管道為例，熱風(fēng)壓力為~0.37MPa，熱風(fēng)支管直徑為1500mm，管殼內(nèi)徑為2440mm；熱風(fēng)總管直徑為1800mm，管殼內(nèi)徑為2740mm；則熱風(fēng)支管盲板力可達(dá)1730kN，熱風(fēng)總管盲板力可達(dá)2180kN。
1.1 熱風(fēng)出口區(qū)域破損分析
??? 對(duì)熱風(fēng)管道進(jìn)行熱膨脹分析時(shí)，可將熱風(fēng)爐底部和熱風(fēng)豎管視為固定點(diǎn)，熱風(fēng)爐爐體受熱軸向和徑向膨脹，熱風(fēng)支管與熱風(fēng)爐處于垂直相連的狀態(tài)，則熱風(fēng)支管上所設(shè)波紋補(bǔ)償器需同時(shí)吸收支管的軸向膨脹和由于熱風(fēng)爐爐體受熱對(duì)其產(chǎn)生的橫向位移。頂燃式熱風(fēng)爐熱風(fēng)出口設(shè)置部位有大拱頂下部和燃燒器下部?jī)煞N。
??? (1)熱風(fēng)出口設(shè)置在大拱頂下部時(shí)，由于此部位爐體直徑較大，則徑向膨脹量較大，在支管拉桿受熱膨脹共同作用下，使得熱風(fēng)爐在送風(fēng)周期時(shí)間內(nèi)，在熱風(fēng)壓力的作用下產(chǎn)生一個(gè)很大的盲板力矩，該力矩使熱風(fēng)總管向遠(yuǎn)離熱風(fēng)爐方向移動(dòng)，造成在爐殼與支管上部交界處出現(xiàn)較大的變形量外部鋼殼的變形必將擠壓內(nèi)部的磚襯，由于一般隔熱耐火磚的常溫抗壓強(qiáng)度~3MPa，極易被擠碎，造成串風(fēng)引起管殼溫度的升高。進(jìn)而出現(xiàn)變形加劇管殼溫度不斷升高的惡性循環(huán)，最終出現(xiàn)熱風(fēng)出口處管殼發(fā)紅開(kāi)裂，內(nèi)襯變形掉耐火磚等問(wèn)題。
??? (2)如熱風(fēng)出口設(shè)置在燃燒器下部時(shí)，由于此部位爐體直徑較小，徑向膨脹量較小，使得熱風(fēng)爐在送風(fēng)周期時(shí)間內(nèi)在熱風(fēng)壓力的作用下產(chǎn)生的形變量較小，在熱風(fēng)出口區(qū)域所造成的破損要小些。
??? 1.2 管道三岔口區(qū)域破損分析
??? 現(xiàn)熱風(fēng)管系設(shè)計(jì)中熱風(fēng)豎管作為固定點(diǎn)，在熱風(fēng)總管上設(shè)置有跨越所有熱風(fēng)支管的全長(zhǎng)大拉桿，其余各支架均為滑動(dòng)支架理論上假設(shè)各支管三岔口處工況是一樣的，則這種設(shè)置是可行的但實(shí)際使用過(guò)程中，熱風(fēng)爐的燃燒送風(fēng)的相互交替，各支管三岔口處工況應(yīng)力變化不盡相同，這將會(huì)導(dǎo)致熱風(fēng)總管上各波紋補(bǔ)償器工作的無(wú)序和混亂熱風(fēng)總管與支管垂直相連，熱風(fēng)總管的熱膨脹無(wú)序和混亂必將造成個(gè)別熱風(fēng)支管橫向變形過(guò)大，耐火磚內(nèi)襯將受擠壓而損壞。
1.3 管道波紋補(bǔ)償器區(qū)域破損分析
??? 為吸收管道的熱膨脹量和方便熱風(fēng)閥的更換，通常都會(huì)采用設(shè)置波紋補(bǔ)償器來(lái)解決。波紋補(bǔ)償器是柔性件，不能承受盲板力，故需設(shè)置拉桿來(lái)抵御盲板力拉桿在巨大盲板力作用下會(huì)產(chǎn)生彈性伸長(zhǎng)，并在熱輻射作用下會(huì)產(chǎn)生熱膨脹若設(shè)計(jì)不合理，或未考慮拉桿伸長(zhǎng)量的補(bǔ)償，管道襯體留設(shè)的膨脹縫將會(huì)被拉開(kāi)串風(fēng)；同時(shí)，如果膨脹縫留設(shè)不合理，在實(shí)際使用過(guò)程中，膨脹縫內(nèi)填料極易被高速熱風(fēng)沖刷掉，引起串風(fēng)，最終導(dǎo)致管殼發(fā)紅開(kāi)裂，磚襯坍塌。
2 熱風(fēng)管道優(yōu)化設(shè)計(jì)
??? 熱風(fēng)管道耐火材料設(shè)計(jì)與管殼鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是相輔相成，二者互為重要因素，管系不穩(wěn)定，將導(dǎo)致磚襯錯(cuò)位掉耐火磚，而磚襯設(shè)計(jì)不合理，將發(fā)生串風(fēng)，損壞管殼根據(jù)管道的熱膨脹合理設(shè)計(jì)管系的補(bǔ)償，做到管系膨脹可控，磚襯設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)管道圓周方向溫度梯度合理配置耐火材料，管道軸向設(shè)置膨脹縫，并對(duì)膨脹縫波紋補(bǔ)償器三岔口用耐火材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行局部特殊處理，保證密封性能。
??? 熱風(fēng)管道內(nèi)需砌筑耐火材料，在考慮熱風(fēng)管道補(bǔ)償時(shí)，所設(shè)置波紋補(bǔ)償器只能吸收軸向位移和少量橫向位移，則管系上一般配置高溫軸向型波紋補(bǔ)償器和高溫自由復(fù)式型波紋補(bǔ)償器，通過(guò)設(shè)置拉桿來(lái)抵御盲板力拉桿受管殼的熱傳導(dǎo)及熱輻射，也會(huì)有一定的溫升，在盲板力環(huán)境溫差等因素的綜合影響下，拉桿會(huì)產(chǎn)生較大的位移并隨著風(fēng)溫風(fēng)壓環(huán)境溫差而波動(dòng)，設(shè)計(jì)中考慮拉桿的位移及其波動(dòng)是十分必要的為了使熱風(fēng)管道有序膨脹膨脹可控，某頂燃式熱風(fēng)爐熱風(fēng)總、支管補(bǔ)償?shù)木唧w設(shè)置如圖所示，其特點(diǎn)如下：
? (1)熱風(fēng)出口設(shè)置在燃燒器下部，熱風(fēng)支管上設(shè)置有高溫自由復(fù)式型波紋補(bǔ)償器，安裝于熱風(fēng)出口與熱風(fēng)閥之間，這樣就能吸收支管的軸向膨脹和由于熱風(fēng)爐爐體受熱上漲對(duì)其產(chǎn)生的橫向位移；
??? (2)在每個(gè)熱風(fēng)支管與總管三岔口處設(shè)置次固定支座，在每?jī)蓚€(gè)固定支座之間和總管端部各設(shè)置一套高溫軸向型波紋補(bǔ)償器，并設(shè)置跨越所有熱風(fēng)支管的全程大拉桿，這樣能將熱風(fēng)總管的膨脹限制在兩座熱風(fēng)爐的支管之間并保證熱風(fēng)支管的中心線(xiàn)固定在一個(gè)位置上，同時(shí)補(bǔ)償了拉桿的伸長(zhǎng)，各固定支座均不受盲板力。
??? 如果熱風(fēng)出口設(shè)置在大拱頂下部，建議將支管拉桿座設(shè)置到熱風(fēng)爐中心。
??? 2.2 熱風(fēng)管道耐火材料
??? 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)隨著熱風(fēng)壓力和溫度的不斷提高，對(duì)熱風(fēng)管道耐火材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求也越來(lái)越高，磚襯設(shè)計(jì)不僅要考慮結(jié)構(gòu)的整體性，還要考慮各向膨脹位移所帶來(lái)的熱應(yīng)力破損。熱風(fēng)支管、總管、圍管內(nèi)的上半部工作層宜采用帶凹凸卡槽的結(jié)構(gòu)以提高整體穩(wěn)定性。熱風(fēng)出口和各三岔口宜采用組合磚砌筑，同時(shí)加厚工作層磚襯和將管道上半圈部分隔熱耐火磚改為重質(zhì)澆注料來(lái)增強(qiáng)其抗應(yīng)力性，熱風(fēng)總支管三岔口襯里加厚結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。
熱風(fēng)管道波紋補(bǔ)償器處工作層耐火磚隔熱耐火磚均采用特異型耐火磚，并且在膨脹縫處增設(shè)導(dǎo)流保護(hù)磚，如圖所示，這樣能增強(qiáng)波紋補(bǔ)償器處磚襯的整體穩(wěn)定性和有效防止膨脹縫內(nèi)填充的陶瓷纖維毯被氣流沖刷走。熱風(fēng)管道膨脹縫可參照波紋補(bǔ)償器處膨脹縫的設(shè)計(jì)方式，整體性更好，能有效控制膨脹縫的寬度。
熱風(fēng)管道整體砌筑結(jié)構(gòu)為下部240°區(qū)域磚襯采用交錯(cuò)砌筑，墊陶瓷纖維擋火板；上部120°區(qū)域采用環(huán)砌，墊耐溫1200℃以上的陶瓷纖維毯兩隔熱層磚間環(huán)縫采用油紙隔開(kāi)，隔熱耐火磚與工作層耐火磚間的環(huán)縫，下半圓用油紙隔開(kāi)，上半圓夾入~6mm厚的陶瓷纖維氈。
??? 近年來(lái)，由于我國(guó)煉鋁行業(yè)的快速膨脹發(fā)展，優(yōu)質(zhì)鋁釩土礦多已被煉鋁行業(yè)或地方政府征用占用，耐火材料用優(yōu)質(zhì)高鋁釩土資源已近枯竭，不多的高鋁釩土熟料（包括均化料）價(jià)高貨緊，低蠕變高鋁磚的生產(chǎn)已近無(wú)米下鍋，在目前高鋁磚價(jià)格被招標(biāo)壓得很低情況下，難以采購(gòu)到真品為達(dá)到設(shè)計(jì)要求的指標(biāo)，耐火材料廠(chǎng)家生產(chǎn)低蠕變高鋁磚時(shí)主要是通過(guò)加入膨脹劑，在莫來(lái)石的反應(yīng)結(jié)束時(shí)，其抵消收縮的作用將失效，抗蠕變能力大大降低由于國(guó)內(nèi)低蠕變高鋁磚質(zhì)量難以得到保證，建議熱風(fēng)管道三岔口波紋補(bǔ)償器區(qū)域采用紅柱石磚，其余部位采用紅柱石耐火磚。
較同級(jí)別低蠕變高鋁磚，紅柱石高鋁磚更具價(jià)格優(yōu)勢(shì)熱風(fēng)管道膨脹縫處填料建議采用耐溫以上的晶體纖維毯，避免了填料長(zhǎng)時(shí)間在高溫環(huán)境下失效發(fā)生串風(fēng)。
??? 3.1 熱風(fēng)管道砌筑
??? 熱風(fēng)管道施工質(zhì)量的好壞將直接影響其使用壽命，管道砌筑時(shí)需嚴(yán)格按國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和圖紙要求施工，灰縫大小和飽滿(mǎn)程度要嚴(yán)格控制，砌筑時(shí)需先從熱風(fēng)出口三岔口熱風(fēng)閥接口和波紋補(bǔ)償器處開(kāi)始，嚴(yán)禁在這些部位合門(mén)組合磚砌筑是重難點(diǎn)，砌筑時(shí)必須遵守一個(gè)原則、堅(jiān)持五個(gè)嚴(yán)格和一個(gè)嚴(yán)禁的操作方法。即遵守按組合磚組裝圖“對(duì)號(hào)入座”依次砌筑的原則；嚴(yán)格保證組合磚底部標(biāo)高和水平度，嚴(yán)格控制十字中心線(xiàn)，嚴(yán)格控制砌體橢圓度，嚴(yán)格控制砌筑磚縫，嚴(yán)格做好質(zhì)量檢查和交接班工作；嚴(yán)禁在砌筑過(guò)程中隨意加工任何一塊子磚。砌筑過(guò)程中還需做好質(zhì)量記錄。
??? 3.2 熱風(fēng)管道烘烤
??? 現(xiàn)熱風(fēng)管道的砌筑多采用磷酸鹽泥漿，磷酸鹽泥漿硬化溫度為~350℃耐火磚熱應(yīng)力隨溫度差增加而變大，但在1000℃以上高溫下，耐火磚失去彈性，而變成塑性體，應(yīng)力消失，因此在1000℃以下膨脹被限制時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力必須引起重視建議烘熱風(fēng)管道溫度達(dá)1000℃以上。
??? 熱風(fēng)管道系統(tǒng)破損原因較為復(fù)雜，熱風(fēng)管道長(zhǎng)壽是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，合理的管道設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)，優(yōu)良的耐火材料質(zhì)量是保證，精細(xì)的管道施工是關(guān)鍵熱風(fēng)管道設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)運(yùn)用熱力學(xué)材料力學(xué)和材料學(xué)對(duì)管道進(jìn)行分析，使管道有序膨脹膨脹可控，優(yōu)化應(yīng)力集中部位磚襯結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)磚襯的抗應(yīng)力性，合理選擇耐火材磚種類(lèi)，使管道物美價(jià)廉。
