丁旭，黄俊杰
(首钢京唐钢铁联合有限责任公司，河北 唐山063200)
摘 要: 介绍了首钢京唐公司5 500 m3 高炉热风环管花盆口容易发生掉砖、耐材脱落的问题，尤其是采用高风温和高富氧时，热风环管花盆口处易出现温度高现象。分析了热风环管花盆口处的结构特点，研究了热风环管花盆口的破损机理、修复方法。
关键词: 高炉;热风环管;花盆口;修复
0 引言
首钢京唐公司5 500 m3 高炉，设计配套有4 座BSK 顶燃式热风炉和2 座预热炉，热风管道结构采用“无应力”管系理念，同时在热风管系各重点部位布置了无线传输的温度和位移检测装置，保障送风风温达到1 300 ℃［1］。在利用高炉休风进行鹅颈管等冷却设备更换作业时，对花盆口处会产生较大的冲击，拆卸时偶尔也发生掉砖、耐材脱落等情况。如果得不到有效监控和修复，送风后花盆口处容易发生高温点，产生安全隐患。
1 热风环管花盆口处的结构特点
热风环管花盆是热风围管与送风组件鹅颈管的连接部位，由环管经花盆口送入送风组件，最终进入高炉，图1 所示。花盆砖由4 环组合砖砌筑而成，每环8 块;工作层为69 mm 红柱石砖，内侧砖衬是135mm 保温用的轻质砖，如图1 所示。为保证花盆砖在该部位的稳定性，最底部的重质砖和轻质砖采用带有凸台的异型组合砖结构。
2 热风环管花盆口的破损机理
2． 1 耐材疲劳剥落
在高炉检修作业中，因更换风口、吹管、鹅颈管等工作时，需要进行热风管系回压操作，这使得大量的冷空气进入环管内。花盆部位耐火材料温度骤降，在晶格间隙中产生微裂纹，致使耐火材料高温强度降低，出现耐材剥落的情况，如图2 所示。
2． 2 外力折断脱落
在更换鹅颈管作业时，因鹅颈管重量较大，常常出现鹅颈管冲撞花盆耐火砖现象。特别是在对正找齐作业时，往往发生垂直轴向的滑动，造成耐火材料承受往复交替的剪切力，使得耐火材料内部裂纹不断扩展、延伸，最终导致发生折断脱落，如图3 所示。
2． 3 碱金属、锌的侵蚀
研究表明:碱金属与锌可以渗透到热风环管耐火砖的过渡层、原砖层。因风口附近常富集有大量的碱金属、锌等，京唐高炉在入炉锌负荷高［2］时，停风检修拉下风口时，能见到锌液滴出，如图4 所示［3］。
金属锌、碱金属是以蒸汽挥发形式进入到热风围管内，与围管耐火材料发生接触反应。如果围管耐火材料抗热破坏能力不强造成开裂，碱金属更容易渗透到炉衬的内部，加速其熔融反应。图5 是耐火砖熔融部分样品的显微结构，图6 中的ZnO 含量达到18． 33%。图6 是耐火砖反应层的显微结构，K2O 含量达到了20． 89%。
3 热风环管花盆口破损修复方法
由于花盆部位耐火砖的折断脱落是突发性的，也是不可预知的。受该部位组合砖特点的限制，大多数砖体呈剪切折断脱落，而并不是整块砖沿砌缝脱落，这就给花盆的修复带来很大难度。根据现场多年修复实践，总结出了热风环管花盆口破损快速修复的方法。
(1)采用不定型材料浇筑施工
损坏的花盆组合砖属于异型砖，存在凸台结构，如图7 所示。原砌筑工艺采用环管内逐层砌筑，凸台承撘在轻质砖与钢结构上，使得整环砖体得以固定。在花盆外修复必须切掉凸台，但该组合砖单体重量在15 kg 左右，难以保证砌筑质量，极易产生花盆部位温度升高现象，使钢结构强度降低，甚至发生恶性事故。另外，由于例修时间较短，一般仅为10 h左右，难以开展较大面积的拆卸修砌抢修工作。因此，采用不定型材料浇筑施工是首选方式［3］。
(2)对砖体严重破损处需制作花盆口浇筑模具进行修补
为保证花盆短时间内修复，并达到修复效果，需要结合花盆砖内衬形状制作筒状模具。该模具是筒状结构，筒壁上间隔120°开孔，作为进料孔。采用刚玉速干浇筑料，由进料孔填入，并使用橡胶锤振捣，排出浇筑料气孔，逐步浇筑填实。
(3)对砖体剥落及砖缝的修复方法
按照增加冲刷内衬为主的思路，在花盆内部采用粘结性能优良，高温强度高的铬质修补料进行内壁涂抹修补，形成保护性内衬，如图8 所示。
4 结语
高炉热风环管花盆口处砖衬容易受到疲劳损坏、外力破坏和碱金属、锌的侵蚀破坏，日常生产中，要加强此部位的温度监控。花盆口处的修复可以采用不定型浇筑料进行快速修复，根据破损情况及部位，采用合适的浇筑料完全可以满足高炉热风管系的安全要求。通过多年来的生产实践，首钢京唐公司5 500 m3高炉热风还管花盆口处的砖衬破损均得到了有效修复，取得了很好的效果，满足了高风温的要求。
参考文献
［1］郭之明，张卫东，沈海波，等． 高炉热风管系无线位移监测系统的应用及分析［J］． 冶金自动化，2012，(2):30 ～ 34．
［2］徐萌，张卫东，陈辉，等． 首钢京唐公司高炉有害元素分布与控制［J］． 矿冶，2013，S1(30): 33 ～ 37．
［3］丛培源，等． 550m3 高炉鹅颈管热态修复施工［J］． 工业炉，2004，(5):73 ～ 75．