【正文】 b、 在爐殼內(nèi)壁涂一層耐酸涂料 ACT250，它是由石 墨、 煤焦油 、 環(huán)氧樹脂等組成，只有在涂層暴露 在 250℃ 以上的溫度下， 以及有些 地方涂 層過薄時(shí)，才會(huì)出 現(xiàn) 應(yīng)力腐蝕 ； c、 在 涂 完 ACT250后，再噴涂一層耐酸可塑料 HAN130； d、 盡量降低燃料中焦 爐 煤氣 所 占的比 例， 因?yàn)樗?含 硫高； (但這一點(diǎn)又與搞煤氣富 化 ，提高煤氣發(fā)熱值相矛盾 ，馬鋼計(jì)劃使用轉(zhuǎn)爐 煤氣 )； e、 高溫區(qū)爐殼進(jìn)行整 體 退火，并采用曲線連接，以消除應(yīng)力 。 熱風(fēng)爐爐內(nèi)壓力隨著送風(fēng)期和燃燒期的更迭而產(chǎn)生反復(fù)荷， 使燃燒室和蓄熱室之間產(chǎn)生水平位移，為了保證砌體穩(wěn)定，相對(duì)位移量應(yīng)當(dāng)控制在一定的水平之內(nèi)。 圖 5 拱頂柔 性連接 1加強(qiáng)板 ； 2張力拉桿 ； 3波形膨脹器 ； 4環(huán) 梁 第 二 節(jié) 熱風(fēng)爐 耐火材料 及砌體結(jié)構(gòu) 熱風(fēng) 爐 耐火材料的破損機(jī)理 在熱風(fēng)爐中，燃料燃燒產(chǎn)生的高溫火焰和燃燒產(chǎn)物，直接沖刷 爐 墻、拱 頂 的耐火砌 體， 這是耐火材料內(nèi) 襯破 損的 原 因之一；第二， 煤氣 中 的灰塵，與耐火材料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng) ； 第三， 格 子磚和爐墻受 載荷的長(zhǎng)期作用 而 變 形 等， 引 起砌體的 破損。這樣，荷 重 及膨脹應(yīng)力就 集 中在磚的內(nèi)表 面， 使得磚的內(nèi)表面被局部壓 壞， 造成磚表面熱剝落以及磚縫開裂 ，使 磚墻或拱頂砌磚下沉。 不同材 質(zhì) 的耐火砌 體， 受侵蝕物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)的侵蝕結(jié)果不同， 粘土磚會(huì)在 其 表面反應(yīng)層形成玻璃 質(zhì) 的 保護(hù) 膜， 使 得內(nèi)部侵蝕減少， 而高 鋁磚和硅磚 由 于產(chǎn)生 的低熔點(diǎn)生成物被 其 內(nèi)部吸收， 因此內(nèi)部 的變質(zhì) 層 有增高的傾向 。 因此，對(duì)耐火 磚在 使用溫度下 的 蠕變變 形 率的要求和合理 預(yù) 留膨脹縫愈來愈 引起 人們的 重 視 。 熱 風(fēng) 爐 的高溫 部位， 包 括 拱頂 、 燃燒室上 部、 蓄熱 室 上部 格磚 及爐墻， 以拱頂溫度為標(biāo)準(zhǔn)，耐火材料的耐火度及蠕變性均應(yīng)高于 拱頂溫度。 蓄熱 室 中、上部，選用了體積穩(wěn)定、蠕 變 小的優(yōu)質(zhì)高鋁磚HRL65a和 HRL55。 燃燒室下部溫度 波動(dòng)相 當(dāng) 大，選用體積穩(wěn)定 性 好，熱膨 脹小的 高鋁硅 HRL75。 熱風(fēng)爐耐火材料砌體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 拱頂 、 錐體部 、 大墻磚．連接管道，格子磚砌體等均為相互獨(dú) 立的砌體。為了防止獨(dú)立砌體間 竄風(fēng) ， 該部位采用迷宮式結(jié)構(gòu)， 如圖 7。 在熱風(fēng)爐爐殼內(nèi)表 面， 大部分都有一層噴涂 層， 蓄熱室從其中 部 (標(biāo)高 22390mm)以上至標(biāo)高 33210mm， 燃燒室自其底部混 凝土 以上至標(biāo)高 43450mm，都全面進(jìn)行了 60mm 厚 HCN 一 130噴 涂。 在蓄熱室下部 (標(biāo) 高 22390mm 以下 )雖 然沒 有噴 涂 層， 但 在 緊貼其爐殼內(nèi)表面上都貼有 73mm 厚的礦棉氈 。 圖 6 熱風(fēng)爐內(nèi)襯結(jié)構(gòu)圖 這些材料一般具有熱膨脹系數(shù)小 ， 導(dǎo)熱系數(shù)小以及耐熟落性能 和整體 性 能均好的優(yōu)點(diǎn)， 因 此具有良好的隔熱保溫作用，纖 維質(zhì)材料 兼 有吸收砌 體 熱膨脹的功能， 同 時(shí)可以提高爐子的氣密度， 對(duì)爐殼也有 一 定的保護(hù)作 用。 使 用 為了提高內(nèi)襯砌體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 性， 在高溫區(qū)分別采用 了大塊磚、 帶凹凸形磚和階梯狀磚等，在開口部位則用各種型號(hào)的異形磚組合砌筑，稱為組合 磚， 組合磚和標(biāo)準(zhǔn)磚連接處配置花瓣?duì)町愋?磚， 以 加 強(qiáng) 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，對(duì)提高熱風(fēng)爐使用壽命有著重要的作用；同時(shí)也 方便施 工，保證砌筑質(zhì)量，圖 8 是熱風(fēng)出口處組合磚的一個(gè)斷面 圖。 所有異形磚和組合磚都在耐火材料 廠制造，并經(jīng)過預(yù)組 裝 后，編號(hào)裝箱， 施工時(shí)按編號(hào)就位砌筑 。 以燃 燒室為 例， 爐墻絕熱層都由四環(huán)膈熱磚 圖 8 組合磚結(jié)構(gòu)示意圖 組成 ， 若將噴涂層也計(jì)算在內(nèi)的話，保 溫層都在六層以上 ， 增加絕 熱 層厚度是 降低 爐殼溫度，減少熱損失的有效措施 。但是在 1000℃ 以上的高溫下，耐火磚失去彈性， 而 變成塑性 體， 應(yīng)力就會(huì)消失。 一 般情況下，磚縫灰漿是以通過變形來減小應(yīng)力的，但是這務(wù)必會(huì)增 加 灰縫的厚 度， 這又會(huì)降 低砌 體的強(qiáng) 度， 因此 ，減少砌體內(nèi)應(yīng)力的辦法通常是設(shè)置膨脹縫。膨脹縫的大小 ， 按能吸收 l00％的理論膨脹量來 決 定，不考慮由于灰漿壓縮所吸收的膨脹 量， 在砌筑中，要在膨 脹 縫內(nèi)填以發(fā)泡苯乙烯 (高溫下消失 )，以保證其尺寸和防止雜物進(jìn) 入， 高溫部位的膨脹縫填以陶瓷纖維。 格子 磚 采 用七孔型蜂窩 磚， 如圖 9 所 示， 其主要特性如下； 單位體積 格 磚 加 熱面積 f=1m2斷面上 格 孔占面積 φ = m2/m2 1m3格磚 中 磚占體積 1φ = m3/m3 格 孔流 體 直徑 d= 格磚當(dāng) 量 厚度 s=2（ 1φ） /f= 一塊壓三塊， A、 B、 C 三種方式交替進(jìn)行，使整個(gè)蓄熱室格磚成為一個(gè)整體，可以有效地 防止格磚的傾斜位移，為了吸收格磚的徑向膨 脹， 在每?jī)蓧K之 間都 留有膨脹 縫 用發(fā)泡苯乙烯充填 。煤氣和助燃空氣分別單獨(dú)進(jìn)入燃燒器 ， 不在爐外預(yù)混合 。 如圖l0。 燃燒器用耐火磚砌筑 而成 。 為了提高燃燒器結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和防止煤氣從爐墻竄漏，其下部采用四面帶凸凹的特異 形磚， 上部用二面凸凹的異形磚砌筑 ， 另外，在高爐煤氣 圖 10三孔式陶瓷燃燒器的孔道示意 圖 通道 內(nèi) 側(cè)還鑲有金屬保護(hù)板和耐火纖維氈 ， 以防高爐煤氣中堿性 物 和水等的不利影響以及煤氣流直接沖刷管道內(nèi)襯 。 由于熱風(fēng)管路是由耐火磚 層、 絕熱磚層 、 不定形耐火材料作內(nèi) 襯，熱風(fēng)管道內(nèi)又有高溫 、 高速的氣流流動(dòng)，耐火砌體受溫度、壓力的影響，膨脹是在所難免的 。 膨脹縫的大小可根據(jù)耐火磚的線 膨脹分?jǐn)?shù)確 定， 馬鋼 2545m3高爐熱風(fēng)管道中的 耐火砌 體膨脹縫大小不等， 一 般在 10～ 20mm左右 。 熱風(fēng)支管與熱風(fēng)爐的連接部分，及其與熱風(fēng)主管的連接部分容易掉磚，燒紅管殼，我們除了加厚噴涂和隔熱磚外，還采用了組合磚砌筑 。 在管道的砌筑方法上 ， 采用了把管道部分的磚按圓 周方向成通縫砌筑，使軸向負(fù)荷在管道的圓周方向均勻傳遞。具體布置見圖 l1。 具體各 管道內(nèi)襯見 表 1。壁厚 mm 耐火材料厚度 mm 耐火材料材質(zhì)（厚度 mm） 備注 1 冷風(fēng)總管 ～ 22 216。1624179。2020 216。 12 外保溫 3 冷風(fēng)支管 ～ 22 216。1624179。400 216。 8 外保溫 5 混風(fēng)管 ～ 17 216。1124179。1880 216。 14 2468179。1600 216。 14 420 HRL65H(140)(114) (114)HCN130(45) 8 熱風(fēng)圍管 ～ 216。2828179。2020 216。 10 外保溫 10 助燃空氣支管 ～ 25 216。1620179。2020 216。 10 外保溫 12 高爐煤氣支管 ～ 20 216。1620179。1000 216。 8 14 焦?fàn)t煤氣支管 ～ 20 216。516179。4500 216。 10 80+70 噴 HCN130(80) 噴 HCL130(70) 16 煙道支管 ～ 17 216。1924179。400 216。 8 216。 8 外保溫 18 氧化鋯引管 ～ 216。416179。 近年來研究表明，導(dǎo)致拱頂下沉 、 格磚下 陷、 三叉口掉磚 等事 故的主要原因有哪些。 第三章 熱風(fēng)爐主要設(shè)備 根據(jù)熱風(fēng)爐周期性工作的特點(diǎn)，可將熱風(fēng)爐設(shè)備分為控 制 燃燒 系統(tǒng)的 閥 門及 其 裝置，以及控制送風(fēng)系統(tǒng)的閥門兩類。 它們還起 著 調(diào)節(jié)煤氣和助燃空 氣的流量，以及調(diào) 節(jié)燃燒 溫度的作用。 送風(fēng)系統(tǒng)的閥門將鼓風(fēng)送入熱風(fēng)爐，并把熱風(fēng)送入 高爐。 熱風(fēng)爐設(shè)備配置情況 示于圖 13。除高爐煤氣放散閥、焦?fàn)t煤 氣放散 閥 及氮?dú)獯祾唛y以外，其余 閥 門在燃燒期均處于開啟狀態(tài)。 此外，我們還有倒 流休風(fēng) 閥以及 高爐煤氣和助燃空氣預(yù)熱系統(tǒng) 的切斷 閥 和旁通 閥等。 熱風(fēng)爐系統(tǒng)還有助燃風(fēng)就兩臺(tái)、分離式熱管換熱器兩臺(tái)，另外 還 設(shè)有 20t吊 車一臺(tái)，電葫蘆兩個(gè)以用于檢修時(shí)更換 閥門。 閥 熱風(fēng) 閥 設(shè)置在熱風(fēng)出口處 ， 起到切斷熱風(fēng)爐與高爐之 間 聯(lián)系的 作用。 近年來，隨著高爐煉鐵技術(shù)的發(fā)展，熱風(fēng)溫度不斷提高，以及 高壓操 作的采用，熱風(fēng) 閥 的工作條件愈來愈嚴(yán)酷，已成為高爐設(shè)備 的薄 弱環(huán)節(jié)之 一， 因而也是高爐的關(guān)鍵 設(shè)備之一。 馬 鋼 2545m3 高 爐采用的 是秦皇 島冶金伐 門 總廠研制的豎型全水冷 式熱風(fēng) 閥、閥 箱， 閥蓋 密封部位， 閥 板都有各自的 水 冷管路， 冷卻水 質(zhì) 使 用工業(yè)凈水， 閥 板和 閥 座均采用薄壁結(jié)構(gòu)， 鋼 板抗疲勞 性能 良好，而且 閥箱、閥蓋 和閥板均涂注了高鋁 質(zhì) 不定形耐火材料 。 熱風(fēng) 閥 的冷卻水座圈為 一 矩形的箱形焊接結(jié)構(gòu)圖 l6。 水圈是熱風(fēng)閥的關(guān)鍵部位 。這種冷 卻方式的優(yōu)點(diǎn)是 ： 水路斷面均等，流速相同，有效地避免了水中雜質(zhì)的沉積 。 閥板的啟閉由安裝在閥板上的進(jìn)出水管作為閥桿帶動(dòng) 的， 為了 防止高壓氣體泄漏，在閥蓋與閥 桿 之 間 設(shè)有密封裝置 ，Φ l700熱 風(fēng) 閥 ，在閥桿與閥蓋填料盒之 間 的密封采用了浮動(dòng)式密封結(jié)構(gòu)， 如 圖 l8 所示。 這種密封由三組密封環(huán)組成 ， 外面用彈簧拉 緊， 與 閥 桿的接觸 面開有環(huán)形槽， 使 之成為迷宮結(jié)構(gòu) 。浮動(dòng)密封主要是通過迷宮浮動(dòng)圈以及 O 形硅 橡 膠圈來實(shí)現(xiàn)的 。 在座環(huán)的上部加設(shè)一個(gè)密封壓蓋填料 盒， 在填料盒中放五圈 (15mm179。 在 閥蓋 的上部，還設(shè)有兩個(gè) Dgl5 的冷卻水管，作為閥 蓋 密封 冷卻 的 進(jìn)出 水管。 (水溫差一般 ≤5℃ ) 不定型耐 火材料的涂注方法是將不定型耐火材料用 水 混合 ，混 勻后進(jìn)行涂注，加溫硬化 。 切斷 閥 熱風(fēng)爐閥門有很多是切斷閥，用于切斷煤氣，助燃空氣、冷風(fēng) 以及煙氣等 。 煙道閥使熱 風(fēng)爐與煙道隔離。 馬鋼 2545m3 高爐熱風(fēng)爐 所用切斷閥基本上都采用了閘板式切斷閥，其基本結(jié)構(gòu)如 圖 l9 所示。 用作混風(fēng)切斷閥，煙道閥和冷風(fēng)閥 、 燃燒閥等的 閘 板式切斷閥， 其使用壓力高 ， 屬高壓切斷閘閥 ，閥體、閥 蓋和閥板分別由ZG25Ⅱ 和 ZG20CrMo 制 成。 這種閥的閥蓋和閥板之間設(shè)有密封填料盒，閥板由閥桿頂部的 鏈 板連 接 傳動(dòng)鏈，經(jīng)安裝在閥頂部框架上的鏈輪導(dǎo)向由閥桿傳動(dòng) 。 閥板是楔形的，為了避免閥板在開啟 或 關(guān)閉過程 中 擺動(dòng) ，閥板 兩側(cè)設(shè)有凸塊 a，凸塊在閥體和 閥蓋 的滑軌 b 內(nèi)滑動(dòng) 。 斜 楔 的斜面與凸塊下部的斜面接觸，使閥板壓在閥體座圈 上。 閥 門的下部還設(shè)有 放 水閥 。 閘 板式切斷閥用作高壓 切斷閥時(shí)， 閥 蓋與閥桿之間的密封采用 單層填料盒，填 料 盒由不銹鋼 制 成，內(nèi)有不銹鋼環(huán)狀套及迷宮環(huán)共 四 層， 其上裝有油環(huán)和含石墨粉的石棉填料，并用填料蓋壓緊。 表178。 切換閥類 序 號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 名 稱 熱風(fēng)閥 混風(fēng)切斷閥 倒流休風(fēng)閥 冷風(fēng)切斷閥 煙氣切斷閥 BFG燃燒閥 助燃空氣切斷閥 BFG切斷閥 BFG預(yù)熱切斷閥 助燃空氣預(yù)熱切斷閥 風(fēng)機(jī)房助燃空氣切斷閥 規(guī) 格 Φ 1700 Φ 1100 Φ 1600 Φ 1600 臺(tái) 數(shù) 4 1 1 4 8 4 4 4 3 3 2 閥 型 水冷豎閥 豎型水冷閘閥 豎型閘閥 豎型閘閥 流體 介 質(zhì) 熱風(fēng) 熱風(fēng)、冷風(fēng)、高溫煤氣 空氣、煙氣、 BFG（高爐煤氣） 空氣、 BFG（高爐煤氣） 溫 度℃ Max1300 Max1300 250 400 250 壓 力 MPa 驅(qū)動(dòng)方式 電 手 電 手 電 手 電 手 行 程 mm 1850 1350 1650 1650 開閥時(shí)間 s ～ 15 傳動(dòng)裝置 電動(dòng)機(jī) 型號(hào) YEJ100L24V1（序號(hào) 1～ 16個(gè)發(fā)傳動(dòng)裝置相同） 功率KW 3 轉(zhuǎn)速r/min 1420 減速機(jī)總速比 i電 210 i手 2048 輸出轉(zhuǎn)矩 3040 N178。 90176。 開閥時(shí)間 s 6 6 37 20 傳