在線修復頂燃式熱風爐拱頂熱電偶內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，高爐內襯出現變形，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，這樣無論是從生產方面還是經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冶煉節焦提高產品產量質量的重要措施之一。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值為依據來控制的，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 年電偶損壞后的數據做了對比。

       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。
       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，初步統計了2014 年3 月份燒爐溫度數據如表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，給高爐生產帶來極為不利的影響。

2 改進方案
       根據目前生產現狀，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，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，代替原來的內襯耐火材料。該種澆注料產品具有流動性極好( 可泵送) 、固化快、中高強度高、體積穩定、耐高溫、熱震穩定性極好、使用壽命長等特性，可替代熱風爐內襯耐火磚，完全滿足熱風爐內襯耐火材料的性能要求及快速修復施工的作業要求。

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澆注，避免材料分層。壓力保持在0． 2 MPa 以內，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，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，完全滿足熱風爐在修風條件下的施工作業，修復后即可復風，完成搶修作業。

4 改造效果
        利用休風燜爐機會進行通道熱態澆注造襯修復，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計劃，消除依據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的需要，取得了可觀的經濟效益，具有較高的推廣使用價值。