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韶鋼8#高爐有效容積3200m3，于2009年10月16日建成投產(chǎn)。2016年2月高爐中修后平均風溫1160℃，5月16日8#風口上方熱風圍管發(fā)生穿漏事故(位于圍管圓周上半部11～12點鐘方向，裂縫尺寸1200mm×10mm)，休風后被迫采取澆注加壓漿的方式進行處理。之后在圍管其他部位陸續(xù)發(fā)現(xiàn)有7個較大面積區(qū)域溫度高達250℃以上，于是利用6月30日高爐定修機會對熱風圍管這7個部位進行打開鋼殼澆注輔加壓漿，圍管其他圓周部位局部溫度高(>200℃)的31處采取壓漿方式進行大面積治理，運行狀態(tài)得到基本控制。日后利用高爐定修機會采取長效維護措施，在月平均1160℃風溫運行下，達到可控狀態(tài)，取得較好的維護效果。
穿漏部位處理過程
高爐休風后將穿漏部位圍管鋼殼割開，檢查確認保溫磚(NG0.5)燒損、粉化比較嚴重，但工作層耐火磚(HLG)存在，沒有垮塌，有10～20mm縫隙，穿漏四周耐材沉降空間較大，約200～250mm不等。殘余耐火材料清理完畢后，用含鋯陶瓷纖維毯(耐火度≥1300℃)將工作層耐火磚縫隙及四周堵塞，用高強度陶瓷耐磨澆注料澆注，再壓漿處理，并對圍管其他部位進行溫度檢測、開孔檢查和灌漿。
穿漏事故原因分析
1耐火材料和施工質(zhì)量
1.1耐火材料結(jié)構(gòu)配置
熱風圍管和熱風總管的耐火材料結(jié)構(gòu)從內(nèi)到外都為:重質(zhì)耐火磚HLG(160mm)、保溫磚LG0.6(114mm)、保溫磚NG0.5(114mm)、耐火纖維板LYGX-264/纖維毯HA(30mm)、噴涂料CN-130a(50mm)。
2015年12月在對熱風總管的耐火材料下沉檢查中，發(fā)現(xiàn)在圍管至混風管段有200～300mm不同程度的下沉;2016年2月高爐中修檢測倒流管與圍管三岔口時發(fā)現(xiàn)該部位下沉50～80mm(管殼表面溫度150～180℃);2016年5月16日對圍管穿漏部位進行檢測，發(fā)現(xiàn)耐火材料沉降200～250mm，12#、4#風口部位開孔檢測沉降分別約為100、150mm。從而推算整個熱風圍管耐火材料存在100～250mm的沉降量。
從熱風圍管耐火材料結(jié)構(gòu)及配置來分析，沉降量主要是由于圍管重質(zhì)工作層耐火磚低蠕變、荷重軟化等高溫指標較差，在長期的高溫、高壓工作環(huán)境下，導致管道內(nèi)襯磚整體收縮;另外管道底部耐火纖維板LYGX-264(30mm)也有一定的壓縮量，兩者疊加所致。
1.2施工質(zhì)量存在問題
圍管穿漏部位位于管道圓周11～12點鐘方向，從管道圓周耐火磚砌筑圖來看位于HLG-11與HLG-12縫隙部位(砌筑時最后一塊磚)，見圖1。圍管在此部位發(fā)生穿漏的原因之一就是施工時磚縫隙過大或泥漿填充不密實，導致熱風從縫隙中竄出，穿過保溫磚，并聚集在圍管鋼殼下，當鋼殼出現(xiàn)裂紋等情況時，氣體對流通道形成，穿漏即發(fā)生。
圖1 熱風圍管管道砌筑圖
圍管穿漏部位長約1200mm，按耐火磚原標準長度230mm計算，約5塊磚長。從現(xiàn)場穿漏照片(圖2)對應砌筑圖紙(圖3)來看，原本每環(huán)磚間設(shè)計上的錯縫變成了實際施工后貫通縫隙(主要是工作層耐火磚HLG)。在管道局部點形成高溫通道后，由于耐火磚的貫通縫隙，加劇了圍管穿漏部位向管道縱向的拉長和擴大。
圖2穿漏部位在管道砌磚上示意圖
管理缺陷
由于熱風圍管在生產(chǎn)中發(fā)生穿漏的情況在高爐煉鐵行業(yè)中極為少見，因此習慣上的麻痹讓管理者們都覺得圍管結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，一般不會出問題，即使2015年12月留意、處理了8#高爐熱風總管的沉積，但忽視了同種耐火材料結(jié)構(gòu)和配置都會存在沉降和竄氣問題;其次，圍管上方通風效果差，煤氣濃度高，通廊為鋼板結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)時現(xiàn)場檢測難度大，不能有效全面點檢或檢測，導致熱風圍管在局部出現(xiàn)溫度升高后沒及時發(fā)現(xiàn)并采取有效措施進行控制。
對高爐各部位進行了檢查和強化檢查后發(fā)現(xiàn)：
(1)發(fā)生過穿漏部位的8#風口上方熱風圍管一直是重點關(guān)注、維護部位，前后共進行壓漿7次;其次是31#～3#、14#、19#～20#風口上方熱風圍管部位，均達到了4～5次;28～30#風口上方尚好。最近7個月狀態(tài)變差較大的區(qū)域為31#～3#風口上方熱風圍管部位。
(2)8#風口部位圍管壓入最多，達到了1150kg;其次是1#～2#、14#均達到了1000kg以上;20#風口區(qū)域壓入量呈上升趨勢。
針對熱風管的這些情況，采取以下措施：
(1)為避免熱風管道出現(xiàn)耐火材料沉降現(xiàn)象，在進行工程設(shè)計時應提高重質(zhì)工作層耐火磚低蠕變、荷重軟化等關(guān)鍵指標要求，再結(jié)合增加重質(zhì)工作層耐火磚厚度、提高保溫磚抗燒損能力等綜合措施，達到提高熱風管道整體質(zhì)量目標。
(2)優(yōu)化熱風管道耐火材料配置結(jié)構(gòu)。新設(shè)計的熱風主管、支管和圍管底部建議取消設(shè)置耐火纖維板LYGX(30mm)配置，將耐火磚直接砌筑在噴涂料層上面，消除因耐火纖維板LYGX被壓縮產(chǎn)生的沉降量;在熱風圍管等管系施工時應加強現(xiàn)場質(zhì)量管理，消除每環(huán)磚之間形成通縫等先天性的隱患。消除耐火材料沉降和竄氣是消除熱風圍管發(fā)生穿漏的有效措施。
(3)熱風圍管在多個部位出現(xiàn)超出正常溫度控制標準后，可考慮先采取澆注加壓漿的方法實現(xiàn)狀態(tài)控制處理，再利用高爐定修機會進行長效維護鞏固處理。由于壓漿料的抗燒損能力等性能無法與重質(zhì)工作層耐火磚相比，在熱風管道重質(zhì)工作層耐火磚之間出現(xiàn)較大的縫隙或多次壓漿效果不明顯時，還需擇機進行開孔澆注處理。
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