熱風爐作為高爐附屬設備，要求服役1-2代高爐爐齡，而熱風爐實際使用壽命常由熱風爐系統(tǒng)耐火材料內(nèi)襯決定。耐火材料內(nèi)襯在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)問題，耐火材料內(nèi)襯在線熱態(tài)修復是延長熱風爐耐火材料使用壽命的有效方法。
熱風爐作為高爐配套設施，為高爐提供高溫、高壓風源，本體及其管網(wǎng)在使用一段時間后，特別是爐役中后期，其耐火材料內(nèi)襯常常出現(xiàn)問題，嚴重影響了熱風爐的使用安全，各熱風爐使用廠家不得不經(jīng)常在熱態(tài)下對破損內(nèi)襯進行修復，但在修復過程中常常出現(xiàn)意外情況。如破損情況判斷不準確導致準備不足，延長了修復時間;如采用的修復材料不恰當，導致修復后再次出現(xiàn)問題;如采用的施工方法不正確，不能徹底的修復等等。本文對熱風爐系統(tǒng)內(nèi)襯耐火材料常見的破損情況、判斷方法、處理思路、修復用材料等進行了介紹，期望能為各熱風爐使用廠家提供可借鑒的經(jīng)驗。
1 ?熱風爐系統(tǒng)內(nèi)襯耐火材料常見破損情況及預判
熱風爐爐殼外部表現(xiàn)，如爐殼溫度超標、發(fā)紅、吹開等現(xiàn)象直接反映了內(nèi)襯耐火材料的破損程度，故可根據(jù)爐殼狀態(tài)對內(nèi)襯損壞狀態(tài)進行預先判斷，進而為修復施工做準備。
2.1 熱風爐系統(tǒng)內(nèi)襯耐火材料常見破損情況
(1)保溫層缺失，失去或降低保溫效果，導致爐殼溫度超標；
? ? (2)部分耐火磚與耐火磚之間有較大縫隙，熱風沖刷爐殼，導致爐殼發(fā)紅；
? ? (3)耐火磚變形、下陷，爐殼與耐火材料內(nèi)襯之間產(chǎn)生較大的縫隙，導致爐殼竄風；
? ? (4)局部耐火磚斷裂、脫落，對安全使用造成極大的隱患
? ? (5)耐火工作襯磚出現(xiàn)一定范圍的垮塌，常會造成重大事故發(fā)生。
2.2 預見性耐火材料破損判斷及常用的處理方法
熱風爐系統(tǒng)及其管網(wǎng)作為高爐配套系統(tǒng)，根據(jù)我單位與其他設計院所、熱風爐使用廠家共同探討以及多年熱風爐系統(tǒng)耐火材料維護經(jīng)驗，我們認為熱風爐爐殼表面溫度基本可以反映爐內(nèi)耐火材料內(nèi)襯的實際狀態(tài)，可以根據(jù)表1對溫度超標區(qū)域進行預見性的破損判斷，進而為修復做準備。
目前，很多熱風爐使用廠家發(fā)現(xiàn)熱風爐系統(tǒng)溫度超標常采用外抱箍、風冷、水冷等方式直接外部冷卻鋼殼。此方式對爐殼鋼結(jié)構(gòu)有極大的影響，故我們建議盡量修復破損耐火材料，從源頭上恢復耐火材料結(jié)構(gòu)，不建議采用外抱箍、風冷、水冷方式作為長期維護溫度超標區(qū)域爐殼的安全手段。對爐殼溫度超標區(qū)域常見的處理方法如下：
(1)如工作襯磚垮塌，采用澆筑施工恢復內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，可根據(jù)垮塌面積，采用熱態(tài)修復(不涼管道，直接吊模)或者冷態(tài)修復(管道降溫，支取模板;
(2)如工作磚襯未垮塌，工作襯磚縫隙不大，建議爐外使用灌漿材料灌漿使其成為密封的整體，杜絕熱風的泄漏;
(3)如工作磚襯未垮塌，但縫隙較大，直接灌漿可能導致灌漿料流入管道或熱風爐爐內(nèi)，則建議采用先挖補填縫，后灌漿的方式封堵(主要一些相貫線的部位)。
3 ?修復用耐火材料的特性及建議指標
目前熱風爐系統(tǒng)內(nèi)襯耐火材料可籠統(tǒng)概述為由保溫層和工作襯組成，出現(xiàn)問題后，其內(nèi)襯必須盡量恢復到原有的設計狀態(tài)。工作襯存在區(qū)域，僅由于保溫層缺失等原因?qū)е落摎け砻鏈囟瘸瑯?，可采用灌漿的方式填充保溫層。但如果工作襯缺失，則必須對工作襯缺失部位恢復，熱態(tài)下，由于人員無法進入，不能砌磚，故常使用澆注料通過澆筑的方式恢復。根據(jù)以上兩種施工方式，修復用材料可分為隔熱用灌漿料和工作襯用澆注料。
灌漿所用材料要以隔熱為主，故需隔熱性能好、導熱系數(shù)低，但也要耐熱風沖刷，并且流動性能好，一次性壓入輻射面積大，固化時間短(200℃下，30至60min可固化)等特點。
工作襯修復用材料，應根據(jù)熱風爐不同部位采用與其設計相對應的材料，但熱態(tài)修復條件下，考慮到使用量少、采購方便、簡化施工等原因，可選擇溶膠結(jié)合剛玉莫來石質(zhì)澆注料作為工作襯使用。其具有耐熱風沖刷，良好的中高溫強度及熱震穩(wěn)定性，并且在高溫燒結(jié)后與原有耐火磚襯能夠良好的結(jié)合，澆筑施工后無需烘烤等特點。筆者所在公司使用此類型材料對多座熱風爐工作襯進行了澆筑修復，效果較理想。
4 ?熱風爐系統(tǒng)耐火材料常見破損修復介紹
熱風爐內(nèi)襯耐火材料最常出現(xiàn)的是保溫層缺失、局部工作襯粉化或垮塌等情況，利用10～20h高爐休風時間即可修復，結(jié)合下列案例對修復方法進行介紹。但如發(fā)生大面積工作襯垮塌等情況，熱態(tài)下無法恢復，則需要考慮耐火磚重砌等解決方式。
4.1 耐火磚粉化的處理
很多熱風爐朝天孔內(nèi)襯破損，其主要原因是朝天孔內(nèi)耐火磚粉化造成，如某鐵廠熱風爐朝天孔蓋板及朝天孔周邊爐殼溫度超標(＞220℃)，最高溫度超過400℃，并且局部存在跑風現(xiàn)象，圖1為朝天孔紅外測溫成像圖，打開蓋板后發(fā)現(xiàn)朝天孔磚襯粉化嚴重，清除粉化的耐火磚，使用上述澆注料澆筑后溫度恢復正常(＜150℃)。
4.2 保溫層缺失的處理
熱風爐本體及管網(wǎng)溫度超標多數(shù)原因是由于熱風沖刷下，保溫層收縮、開裂或者缺失，導致爐殼與保溫層之間形成貫穿的熱風通道。如某鐵廠熱風爐熱風出口、三岔口等相貫線溫度超標(＞250℃)，爐殼發(fā)紅。
初步判斷為熱風出口保溫層破損或缺失，灌漿恢復保溫層后溫度有明顯下降。
4.3 工作襯磚局部垮塌的處理
工作磚襯發(fā)生垮塌，常見為管道上部，由于工作襯磚斷裂、收縮或者熱震穩(wěn)定性不達標導致管道磚逐漸下沉，形成桃子形狀，進而垮塌。修復方法則需要根據(jù)破損范圍確定是否涼爐，如垮塌范圍較小，熱態(tài)下便可徹底修復。某鐵廠熱風爐主管道局部垮塌，垮塌面積約3m2，采用吊模的方式使用澆注料進行澆筑恢復，施工時間20h，結(jié)束后即恢復生產(chǎn)，使用效果良好，爐殼表面溫度＜150℃(見圖4)。
熱風爐系統(tǒng)作為高壓、高溫設備，通常要使用1-2代高爐爐齡，而內(nèi)襯耐火材料決定了熱風爐的使用壽命。
內(nèi)襯耐火材料局部破損后的在線熱態(tài)修復一直是各個熱風爐使用廠家不得不面對的課題，內(nèi)襯耐火材料發(fā)生破損后，針對不同的破損部位及破損情況，采用合適的耐火材料配合適合的施工方法可以快速的修補熱風爐系統(tǒng)耐火材料破損部位，修復后能夠達到與耐火磚同樣的使用效果與期限，可以明顯的延長熱風爐的使用壽命。但目前此類修復越發(fā)頻繁，熱風爐磚襯垮塌，熱風爐被吹開屢見不鮮，這也要求我們的熱風爐使用廠家在新建熱風爐時對砌筑要求要更加嚴格，對材料的選用及質(zhì)量要更加合理，對高風溫、高風壓的操作使用要更加慎重。
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