北京聯(lián)合榮大研發(fā)的風(fēng)冷及智能監(jiān)測(cè)技術(shù)，為高爐出鐵溝安全長(zhǎng)壽保駕護(hù)航。通常，高爐出鐵溝（主溝）是引導(dǎo)高溫鐵水和熔渣并使之充分分離的通道。其在長(zhǎng)期處于周期性高溫鐵水與熔渣的沖刷環(huán)境下工作。由于其同時(shí)承受高溫鐵水與熔渣的化學(xué)侵蝕滲透以及間歇出鐵引起的溫度變化等其他原因，或遇監(jiān)控不到位，很容易造成鐵溝燒穿漏鐵情況的發(fā)生。尤其是在主溝的落鐵沖擊區(qū)域，更易遭受侵蝕。出鐵溝一旦被燒穿，熔融鐵水滲漏至爐臺(tái)，甚至出鐵場(chǎng)平臺(tái)下面，可能會(huì)造較大的安全事故，而產(chǎn)生一系列不良影響。
現(xiàn)常規(guī)高爐出鐵溝（主溝）結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖1。主溝鋼殼與耐火混凝土之間會(huì)填充黃砂或耐火填充料，鋼殼內(nèi)部永久層采用耐火磚砌筑，最后澆注主溝工作層澆注料。這樣結(jié)構(gòu)的主溝由于鋼殼埋于黃砂和耐火材料中，鋼殼熱量無(wú)法散出，隨著主溝工作層侵蝕，鋼殼溫度會(huì)不斷升高，當(dāng)工作層厚度達(dá)到200mm左右時(shí)，鐵溝鋼殼溫度會(huì)的達(dá)到700℃以上。這樣的高溫會(huì)導(dǎo)致鋼殼膨脹變形，長(zhǎng)期反復(fù)變形會(huì)不斷加劇，伴隨出現(xiàn)開(kāi)焊開(kāi)裂。鋼殼對(duì)耐材約束和支撐作用失去，會(huì)導(dǎo)致溝襯開(kāi)裂，特別勾機(jī)打溝過(guò)程更易造成溝襯的損傷和劣化。這也是現(xiàn)常規(guī)主溝一般一代溝役只有3-5年就需要重新更換鋼殼，且在這3-5年中主溝周期維修用料量不斷增加，但周期壽命卻不斷降低，同時(shí)漏鐵風(fēng)險(xiǎn)也逐年增大。
鋼殼風(fēng)冷技術(shù)能降殼溫
根據(jù)上述情況，聯(lián)合榮大專家組采用鋼殼風(fēng)冷技術(shù)（見(jiàn)下圖2），提高了出鐵溝的安全性及壽命。該技術(shù)采取的措施：是在主溝鋼殼和耐火混凝土之間不作填充，留出空腔作為風(fēng)冷通道，在溝底和溝幫上開(kāi)設(shè)通風(fēng)孔；鋼殼內(nèi)部貼一層10mm厚的納米絕熱板，永久層采用高強(qiáng)度的大型預(yù)制塊進(jìn)行拼裝，最后澆注主溝工作層。
在主溝通鐵運(yùn)行期間，通過(guò)自然或鼓風(fēng)方式，將主溝鋼殼熱量帶走，實(shí)現(xiàn)冷卻降溫效果。通過(guò)采用這種風(fēng)冷技術(shù)，即使主溝工作層侵蝕殘余厚度降至100mm左右，鋼殼溫度一般也仍保持在350℃以下。由于鋼殼始終處于較低溫度條件下，鋼殼不會(huì)產(chǎn)生不變形開(kāi)裂問(wèn)題，主溝一代溝役壽命可達(dá)10年以上，由于鋼殼對(duì)溝襯始終保持著約束和支撐，主溝溝襯開(kāi)裂及打溝操作大幅降低，周期維修用料量、壽命長(zhǎng)期穩(wěn)定，漏鐵風(fēng)險(xiǎn)也不在逐年增大。
智能監(jiān)測(cè)技術(shù)助出鐵溝長(zhǎng)壽
高爐出鐵溝智能監(jiān)測(cè)技術(shù)（見(jiàn)下圖3）是在風(fēng)冷技術(shù)的基礎(chǔ)上于永久層預(yù)制件背襯銅板，安裝時(shí)緊貼銅板處預(yù)埋熱電偶，利用銅板的高導(dǎo)熱性能，可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)預(yù)制件的襯背的溫度變化監(jiān)測(cè)。熱電偶溫度變化即可反饋該預(yù)制塊所對(duì)應(yīng)部位的主溝侵蝕情況，通過(guò)溫度信息采集與出鐵溝結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱模型，建立數(shù)值仿真侵蝕模型并與真實(shí)侵蝕數(shù)據(jù)對(duì)比修正，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)主溝溝幫的有效智能監(jiān)測(cè)，對(duì)溝幫殘厚的預(yù)測(cè)預(yù)警，降低燒穿的風(fēng)險(xiǎn)，減小了鐵溝燒穿事故的發(fā)生。
綜上所述，通過(guò)風(fēng)冷技術(shù)的應(yīng)用能有效降低主溝鋼殼溫度，可避免鋼殼因高溫而產(chǎn)生嚴(yán)重變形甚至開(kāi)裂問(wèn)題。使主溝鋼殼壽命成倍提升，周期維修用料量和維修壽命保持穩(wěn)定。通過(guò)智能監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)主溝溝幫殘厚的預(yù)測(cè)預(yù)警，提升主溝運(yùn)行安全。（北京聯(lián)合榮大專家組）
