摘要：高炉送风装置，是热风管道系统中的薄弱环节。目前国内高炉送风装置普遍存在着漏风、发红、外表温度高、使用寿命短等问题。首秦2号高炉开炉时使用的风口吹管平均寿命250天，经过不断改进，采用熔融石英基新型内衬，导热系数从0.812W/（m•℃）降至0.381 W/（m•℃），使风口吹管寿命增加一倍以上，风口吹管平均使用天数达到了702天，为高炉稳定生产提供了保障。

关键词：高炉，送风装置，熔融石英，内衬

1 引言

高炉送风装置，是高炉炉前设备中至关重要的组成部件，也是热风管道系统中薄弱环节，目前国内高炉送风装置普遍存在着漏风、发红、外表温度高、使用寿命短等问题。为了维持正常生产，现场常常采取临时采取吹压缩风和打水处理等措施，严重时将法兰全部焊死进行处理，无法维持生产时只能采取包箍等措施，但一段时间过后仍会出现上述现象。

某高炉开炉时，送风装置内衬采用高铝骨料浇注料，（Al2O3）≥60%，体积密度≥2.5g/cm3，耐火度≥1750℃。开炉初期的风口吹管和弯头寿命在6-9个月之间，平均寿命为260天，如表1。

与此同时，吹管和弯头经过长期使用后，陆续出现高温发红现象，经测试导热系数为0.812W/（m•℃）。经拆解后发现，在开炉初期使用的吹管和弯头内衬表面，随使用时间增加会逐渐产生裂纹及剥落现象（如图1）。

2 新型送风装置内衬

为解决风口吹管发红及寿命较短的问题，合作开发了一种熔融石英基新型送风装置内衬，该材料热膨胀系数小，具有良好的体积稳定性、热震稳定性和抗高温蠕变性，经测试导热系数为0.381 W/（m•℃），在1100～1300℃风温变化条件下不会发生开裂、剥落等现象，在高温长期接触下形成了玻璃相，减少风阻，降低噪音，如图2。熔融石英基新型内衬在该高炉上进行了试用。

3 新型送风装置内衬的工业应用效果

2014年4月该高炉中修和2014年11月检修时，1、3、4、6、7、8、9、10、11、12、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26等21个风口吹管弯头陆续更换为熔融石英基新型内衬。2、5、13、14、15等5个风口吹管弯头仍采用高铝骨料内衬。

现场试验过程中，每月对3号风口吹管和7号风口吹管进行了温度监测，温度监测点位置如图3所示，所测温度为弯头、吹管各取两点的平均值。并于2016年3月28日，对3、5、7、12、16等新、旧吹管耐材的监测点同步进行了温度测量。

3.1吹管寿命分析

该高炉从2006年5月31日开炉至2014年4月22日更换新型内衬之前，累计2833天更换风口吹管163个，年均更换风口吹管20.2个。每年单个风口平均更换0.80个风口吹管，单个风口吹管平均寿命452天，如表2所示。

高炉风口吹管年更换数量如表3所示。开炉当年更换风口吹管30个，2011年风口吹管最多，更换了44个，采用新型内衬后，2015年至2016年4月，仅更换了5个风口吹管。

2014年4月22日，1、3、4、6、8、9、10、11、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26等17个风口吹管陆续更换为熔融石英基新型内衬。截止2016年4月26日，累计735天，熔融石英基新型内衬风口吹管仍在使用过程中，单风口使用天数已达到702天，单个风口吹管每年平均更换 0.53个，如表4所示。

与此同时，2014年4月中修后2、5、7、12、13、14、15、16等旧材质单风口吹管平均使用天数为286天，单个风口吹管每年平均更换1.28个，如表5所示。

3.2 吹管和弯头节能分析

为对比新、旧内衬实际使用效果，于2016年3月28日对所有送风装置进行温度检测，测温结果如表6和表7所示（风温1210℃）。7#、12#、16#吹管从2014年11月开始采用熔融石英基新型内衬，至今已经使用17个月。

从以上数据可以看出，新旧内衬的风口吹管弯头使用一段时间后，温度都有所上升。高铝骨料内衬的弯头和吹管月均升温速度为3.4～3.6℃/月，年升温速度为41～44℃。而新型熔融石英基内衬的弯头和吹管月均升温速度为1.3～1.4℃/月，年升温速度为15～16℃。根据弯头和吹管的结构尺寸，算出弯头表面积1.417 m2，吹管表面积为1.85 m2。按照傅里叶热传导公式，Φ=λA∆t/δ。λ为导热系数W/（m•K），A为表面积m2，∆t为两表面温度差℃，δ为厚度m（按100mm计算）。新型复合材料λ为0.381W/（m•K），原高铝骨料λ为0.812W/（m•K）。可以计算得出送风装置使用新型内衬后每天节能约35kg标准煤。该高炉送风装置的吹管弯头部位使用新型内衬后每年节能约318.5t标准煤。

弯头和吹管使用熔融石英基新型内衬后，由于导热系数大幅降低，保温性能较好，减少了热能损失，具有一定的节能效益。同时，新型内衬的送风装置比原有送风装置寿命增加一倍以上，为高炉稳定生产提供了保障。

4 小结

（1）高炉送风装置采用熔融石英基新型内衬后，使风口吹管的平均使用寿命从开炉初期的260天提高至当前的702天。从当前使用状态来看，预计使用寿命可达到2年以上，为高炉稳定生产提供了强有力的外围保障。

（2）熔融石英基新型内衬的导热系数从0.812W/（m•℃）降至0.381 W/（m•℃），初始安装时吹管弯头的表面温度可降低30～50℃。而且新型内衬热稳定性更好，年升温速度为15-16℃，比原内衬降低了2～3倍。该高炉送风装置的吹管弯头部位使用新型内衬后每年节能约318.5t标准煤。