太钢五高炉在拱顶联络管实施灌浆的技术应用

太钢五高炉在拱顶联络管实施灌浆的技术应用

李润明 时本宁王生权 向宏宇 刘耀祖 马晋宝

摘  要：太钢五高炉通过对热风炉系统进行特别维护，实施炉壳灌浆，降低拱顶联络管炉壳温度，使热风炉系统工 作趋于正常，热风炉保持稳定顺行，为高炉各项指标在较高的水平上运行奠定了坚实的基础，取得了较好的经济效益和社会效益。
 关键词： 高炉 维护 生产 实践
  1     概况
   太钢五高炉有效容积 4350m3，于 2006 年 10 月 13 日建成投产。其中热风炉系统采用四座外燃式 热风炉，其结构主要包括燃烧室、蓄热室、混风室；燃烧室与蓄热室由拱顶联络管连接，主要包括 一个压力平衡式波纹补偿器、迷宫式膨胀缝耐火砌体结构和燃烧室拱顶钢壳独立支撑结构。压力平 衡式波纹补偿器位于燃烧室的直筒部和燃烧室拱顶之间，且其轴线与燃烧室中心线重合；迷宫式膨 胀缝耐火砌体结构留设在燃烧室直筒部的上部和燃烧室拱顶之间；燃烧室拱顶钢壳独立支撑结构设 置在拱顶联络管的外部。

2008 年 9 月 21 日，在拆除 2#联络管包覆外保温时，发现燃烧室拱顶联络管上部弧长 4 米处约

2m2 的范围，出现暗紫色，2#热风炉在送风状态下用测温枪测得：东部碳钢部位 215℃，中部碳钢部 位 297℃，波纹管 180℃。同时将其它三座热风炉联络管的外保温拆除，进行检查，发现 1#拱顶与

2#相同部位温度更高，达到 419℃。在决定对 1#、2#拱顶联络管实施灌浆和制定科学的施工方案期 间，制作吹风装置，用压缩空气进行冷却，并制定了监控方案进行监控。2008 年 10 月 14 日和 10 月 27 日分两次对 2#拱顶进行了钻孔灌浆，第一次钻孔 2 个，第二次钻孔 5 个；2008 年 10 月 31 日 对 1#拱顶进行钻孔灌浆，钻孔 5 个，对发现温度异常的燃烧室侧的碳钢部位和电偶孔以及蓄热室侧 的碳钢部位进行开孔打眼局部灌浆、填塞含锆纤维棉进行隔热处理。经过灌浆后效果非常显著，温 度下降到规定要求范围内的 150-200℃，且波纹补偿器的伸缩量与灌浆前对比无明显差异，均在要 求规定的范围内，从而确保了安全生产、延长了热风炉使用寿命。

     2     热风炉特别维护措施
   2.1   拱顶联络管局部温度高的主要原因 A、外燃式热风炉拱顶联络管中心事实上在烧炉和送风及闷炉的阶段存在三种位置变化状态，所以造 成拱顶联络管波纹补偿器内波焊接处有裂缝，热风逸出将联络管外部烧变色。 B、外燃式热风炉拱顶联络管温度高，可能产生氮化物，腐蚀拱顶膨胀节内，所以造成拱顶联络管膨 胀节内波焊接处有裂缝，热风逸出将联络管外部烧变色。 C、外燃式热风炉迷宫式膨胀缝耐火砌体结构，在设计膨胀缝的宽带时，由于受地区、气候、烧炉制 度、风温、结构安装等差异的影响，没有充分考虑其变化造成的影响，存在一个标准和同一结论， 以致热风从膨胀缝中逸出将联络管外部烧变色。

2.2   拱顶联络管的维护

2.1.1 拱顶特护

从 2008 年 9 月 21 日发现 1#、2#拱顶联络管出现温度异常到 2008 年 10 月 31 日分三次对 1#、

2#拱顶联络管实施灌浆，在这期间，无论是生产操作还是设备点检人员都对发生异常的部位进行特 护。制作并安装 3 套吹风装置，用压缩空气 24 小时对异常部位进行吹风降温，通过吹风降温，使

2#拱顶最高温度下降到 190℃，使 1#拱顶最高温度下降到 260℃；每天安排人员在 1#、2#热风炉送 风状态下进行上、下午测温记录，观察其温度变化；专职点检人员每天对拱顶联络管波纹补偿器的伸缩量进行记录，为灌浆后拱顶联络管波纹补偿器的正常使用进行对比。同时针对这一重大隐患， 及时向厂领导汇报，厂领导已于 9 月 28 日邀请重庆设计院和南京晨光厂家以及太钢相关部门的技术 人员召开会议，商讨解决方案，10 月初将正式出台方案，解决 1#、2#拱顶联络管的异常问题。

2.1.2 拱顶灌浆

A、选择烧炉时间，在热风炉拱顶联络管温度高的部位采用机器钻眼方式，开 5 个孔，外层 80 毫米， 内层 50 毫米。位置离焊缝距离大于 150 毫米，以免应力集中破坏联络管膨胀节。安装 5 个直径 40 毫米灌浆门，带压力表。必须穿过喷涂层，在纤维层内灌浆。焊工先焊接好内层 40 毫米管灌浆，注 意端部为 45 度斜坡口，口朝向为膨胀节内波，确保灌浆料流动方向，焊条为 J422，焊肉高度 6 毫 米，满焊。注意保护膨胀节内波，防止焊渣，完成后具备灌浆条件。 B、灌浆料选择粒度小耐高温，强度低，且不和不锈钢反应的流动性能好的灌浆。 C、灌浆机采用活塞式液压泵，灌浆标准为双控，控制进入压力 6--8 公斤，每孔 20 公斤灌浆干料， 达到任何一个要求则必须停止。

D施工前后测温记录，灌浆完成后焊接外层口。焊条为J422，焊肉高度6毫米，满焊。

3     结束语

我厂通过对五高炉 1#、2#热风炉拱顶联络管的特别维护，采取有力的维护措施，使 1#、2#热风 炉拱顶联络管从灌浆到现在，拱顶温度一直趋于正常，波纹补偿器伸缩量也保持在设计要求的正常 范围内，热风炉保持稳定顺行，为高炉各项指标在较高的水平上运行奠定了坚实的基础，主要生产 技术经济指标大幅度提高，取得了巨大的经济效益和社会效益。具体维护措施小结如下：

（1）     发现隐患，在及时汇报上级有关部门进行解决的同时，制定切实可行的应急手段，使 故障和隐患可能造成的危害降到最低点。

（2）     搞好热风炉拱顶灌浆工作，防止热风炉发生重大安全生产事故。

（3）     灌浆前、后对拱顶温度和波纹补偿器伸缩量进行记录和统计，前、后进行对比，主要 看灌浆后设备使用状况是否在设计要求的标准范围内。

（4）     搞好热风炉系统的日常维护及巡检工作。