摘  要  玉鋼3#高爐投產(chǎn)以來，熱風(fēng)爐送風(fēng)溫度從初期1130℃逐漸提升到1210℃，隨著高爐冶煉強(qiáng)度的不斷提高，富氧率上升，送風(fēng)系統(tǒng)1#、2#熱風(fēng)爐三岔口、1#、3#熱風(fēng)爐熱風(fēng)支管出口等部位相繼出現(xiàn)溫度上升過高，達(dá)到300℃以上，甚至鐵皮發(fā)紅等情況，高爐通過制定點巡檢制度加強(qiáng)監(jiān)測，采取外部通風(fēng)冷卻，適當(dāng)降低送風(fēng)溫度，計劃檢修開孔澆筑、灌漿等措施進(jìn)行處理，維持風(fēng)溫1180℃正常生產(chǎn)，效果顯著。

關(guān)鍵詞  熱風(fēng)爐   局部溫度過高  開孔  澆筑  灌漿

1  前言

玉鋼煉鐵廠3#高爐于2011年5月28日開爐投產(chǎn)，設(shè)計爐容1080m3，配套3座卡魯金頂燃式熱風(fēng)爐，廢氣溫度最高可達(dá)到450℃，采用兩燒一送的送風(fēng)方式，拱頂溫度最高可達(dá)到1350℃，設(shè)計送風(fēng)溫度可達(dá)到1250℃。熱風(fēng)爐承擔(dān)著給高爐送熱風(fēng)的主要任務(wù)，其實質(zhì)是一個熱交換器。熱風(fēng)爐多以高爐煤氣為燃料，高爐煤氣和助燃空氣燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔猓訜岣褡哟u進(jìn)行蓄熱。熱風(fēng)爐蓄熱室的耐火材料在高溫、高壓下工作，并且經(jīng)受溫度和壓力的周期性變化，其質(zhì)量和壽命是熱風(fēng)爐達(dá)到高風(fēng)溫和長壽命的關(guān)鍵所在。送風(fēng)管道又是連接高爐和熱風(fēng)爐的關(guān)鍵設(shè)備，高爐大型化對熱風(fēng)爐的長壽命和高風(fēng)溫提出了更高的要求（熱風(fēng)爐設(shè)計壽命為大于25年，年平均風(fēng)溫大于1200℃），但熱風(fēng)爐送風(fēng)管道的低壽命卻嚴(yán)重制約了熱風(fēng)爐的長壽命，有的熱風(fēng)爐支管、拱頂聯(lián)絡(luò)管在開爐不久管殼溫度即高于200℃，3～4年左右被迫停爐檢修。熱風(fēng)爐管網(wǎng)系統(tǒng)包含熱風(fēng)主管、高爐圍管、送風(fēng)支管、波紋管等傳送熱風(fēng)的管道系統(tǒng)。冶煉工藝要求熱風(fēng)爐提供越來越高的風(fēng)溫，造成熱風(fēng)爐管網(wǎng)系統(tǒng)耐材內(nèi)襯損毀逐漸加劇。在生產(chǎn)過程中，常常因為管網(wǎng)工作襯磚漏氣、垮塌等原因?qū)е聽t殼發(fā)紅、吹裂甚至發(fā)生爆炸，使高爐不得不頻繁休風(fēng)，影響了高爐生產(chǎn)，甚至造成了重大的安全事故。采用不定形耐材如灌漿、澆注等方式利用高爐短休風(fēng)時間，熱態(tài)下在線對管網(wǎng)內(nèi)襯進(jìn)行維護(hù)性恢復(fù)是目前采用較多的方法。

2  3#高爐熱風(fēng)爐送風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀

2.1  2017年2月以來，3#高爐熱風(fēng)管道局部溫度呈上升趨勢如表1所示：

通過手動紅外測溫儀測量發(fā)現(xiàn)，溫度升高區(qū)域主要集中在熱風(fēng)爐三叉口和熱風(fēng)爐熱風(fēng)支管出口，其中1#熱風(fēng)爐三岔口和3#熱風(fēng)爐熱風(fēng)支管出口溫度升高較為明顯，1#熱風(fēng)爐三叉口最高時達(dá)到322℃，3#熱風(fēng)爐熱風(fēng)支管出口溫度最高時達(dá)到389℃。根據(jù)熱風(fēng)管道溫度判斷（表2），結(jié)合高爐出現(xiàn)風(fēng)口卡磚（經(jīng)相關(guān)人員取樣分析得出，含有硅磚成分，判斷為熱風(fēng)管道跨磚所致）等現(xiàn)象，判斷3#熱風(fēng)爐熱風(fēng)管道局部溫度升高是由于耐材產(chǎn)生縫隙竄氣及部分耐材脫落所致。

2.2  熱風(fēng)管道內(nèi)襯產(chǎn)生縫隙的原因有以下幾點：

（1）熱風(fēng)管道的紅柱石高鋁磚、保溫高鋁磚在1200℃高溫下出現(xiàn)收縮下沉形成縫隙。

（2）由于熱風(fēng)管道砌筑時，砌筑質(zhì)量問題造成縫隙偏大。

（3）高爐生產(chǎn)后，各種耐火材料由于環(huán)境因素，會出現(xiàn)收縮和膨脹，耐火材料之間，耐火材料與熱風(fēng)管道間會出現(xiàn)縫隙，致使高溫氣體的竄流。

3   加強(qiáng)管道溫度監(jiān)測，制定預(yù)防措施及應(yīng)急預(yù)案

3.1  通過溫度測量，大于200℃，采取壓縮空氣、氮氣進(jìn)行外部通風(fēng)冷卻。

3.2  標(biāo)定管道測量點，加強(qiáng)管道溫度監(jiān)測。

根據(jù)3#熱風(fēng)爐熱風(fēng)管道溫度升高的生產(chǎn)實際情況， 根據(jù)每座熱風(fēng)爐送風(fēng)系統(tǒng)溫度變化的特點，煉鐵廠對每座熱風(fēng)爐管道高溫薄弱區(qū)域進(jìn)行重點監(jiān)護(hù)：1#熱風(fēng)爐送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)立11個測溫區(qū)域，2#熱風(fēng)爐送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)立7個測溫區(qū)域，3#熱風(fēng)爐送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)立11個測溫區(qū)域進(jìn)行每個班重點跟蹤測量，其余區(qū)域進(jìn)行巡檢測量如圖2所示：

3.3  制定點巡檢制度

（1）中控大組當(dāng)班期間按車間班組制定的點巡檢制度，每小時對車間班組標(biāo)定的測溫點，按照標(biāo)準(zhǔn)時間進(jìn)行重點關(guān)注測量，其余管道進(jìn)行巡檢測量，并認(rèn)真做好記錄及時跟蹤溫度變化情況。

（2）中控大組長早班安排專職人員對巡檢記錄進(jìn)行檢查核對，并現(xiàn)場進(jìn)行檢測跟蹤對比。

（3）當(dāng)班期間點巡檢制度由工長負(fù)責(zé)監(jiān)督執(zhí)行落實。

3.4  預(yù)防措施及應(yīng)急預(yù)案

（1）當(dāng)班操作工檢測發(fā)現(xiàn)熱風(fēng)爐送風(fēng)管道溫度高于200℃，外部必須及時用壓縮空氣、氮氣進(jìn)行降溫冷卻，并對高溫測溫點范圍進(jìn)行重點標(biāo)注，跟蹤監(jiān)測記錄。

（2）如果熱風(fēng)爐送風(fēng)管道溫度在250℃~300℃時，必須增加壓縮空氣量及增加氮氣及軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行冷卻，并及時報告值班室作下一步處理。

（3）如果熱風(fēng)爐管道發(fā)紅變形或焊縫漏風(fēng)，則馬上與值班室聯(lián)系進(jìn)行快速換爐，必要時停氧，減風(fēng)處理，同時按安全生產(chǎn)管理匯報制度進(jìn)行匯報。

（4）一旦發(fā)生熱風(fēng)爐管道燒穿事故，熱風(fēng)爐操作工立即換爐，現(xiàn)場人員必須立即離開熱風(fēng)爐進(jìn)入安全區(qū)域，值班室工長在無法及時判斷事故狀況的時候，必須立即停氧，減風(fēng)改常壓操作，再檢查事故狀態(tài)及匯報；如果判斷事故有擴(kuò)大跡象時，值班室工長可按緊急休風(fēng)處理后再匯報。

（5）中控操作工及高爐點檢員對熱風(fēng)爐進(jìn)行點巡檢及處理設(shè)備故障時，必須與值班室聯(lián)系簽字確認(rèn)，戴好安全防護(hù)用品做好監(jiān)護(hù)后才能進(jìn)行作業(yè)，點巡檢及處理設(shè)備完成后，報告值班室后立即離開現(xiàn)場，嚴(yán)禁在煤氣區(qū)域和高溫區(qū)域長時間停留。

4  計劃檢修時，進(jìn)行開孔灌漿

針對3#高爐熱風(fēng)管道局部溫度升高的區(qū)域，3#高爐在2017年2月-2017年12月利用檢修時間對熱風(fēng)爐管道測量出的大于200℃區(qū)域進(jìn)行了灌漿處理。下面是玉鋼煉鐵廠至2017年以來計劃檢修針對熱風(fēng)爐局部溫度較高的地方開孔灌漿情況處理如圖所示：

通過多次灌漿及澆注1#、2#熱風(fēng)爐支管以及熱風(fēng)圍管溫度得到有效控制，但3#熱風(fēng)爐支管處理效果并不理想，特別是進(jìn)入2017年四季度以來，隨著高爐強(qiáng)化冶煉不斷提高，3#熱風(fēng)爐管道出口出現(xiàn)局部發(fā)紅漏風(fēng)現(xiàn)象；在2017年11月20日至11月22間，利用高爐計劃檢修機(jī)會再次對3#熱風(fēng)爐熱風(fēng)管道溫度高發(fā)紅的部位和1#熱風(fēng)爐三叉口進(jìn)行了局部開孔檢查及灌漿處理，效果均不理想。尤其是進(jìn)入2018年1月以來，3#熱風(fēng)爐4#、6#點溫度持續(xù)高（紅外測量350℃~400℃），焊接點漏風(fēng)，并出現(xiàn)發(fā)紅情況（燜爐排壓后紅外測量515℃）。為保證高爐生產(chǎn)安全，經(jīng)公司研究決定，于2018年1月23~26日利用計劃檢修對3#熱風(fēng)爐出口及1#熱風(fēng)爐三叉口進(jìn)行開孔澆注處理。

5  針對3#熱風(fēng)爐出口及1#熱風(fēng)爐三叉口溫度異常進(jìn)行開孔澆筑

（1）做好前期準(zhǔn)備工作和安全防護(hù)工作，搭建安全施工平臺，備好隔熱服，以及各種施工工具及為保證施工進(jìn)度，休風(fēng)前對3#熱風(fēng)進(jìn)行涼爐（拱頂溫度＜900℃）。

（2）根據(jù)紅外測溫對溫度大于250℃圈定開孔范圍，確定開孔位置畫線；用氣焊割開畫線位置；同時，對割出的鋼板進(jìn)行坡口打磨，根據(jù)開蓋位置大小，留出灌漿用管頭，焊接打磨好灌漿管頭。

（3）清理所開管道內(nèi)的垮磚及灌漿料。清理時由于管道溫度較高，必須穿戴好高溫隔熱服及保護(hù)用品；清理人員不準(zhǔn)正面站在割開的管道周圍，防止垮塌造成燒傷事故；要有專人對清理人員進(jìn)行安全監(jiān)護(hù)，發(fā)現(xiàn)危險及時制止撤離到安全區(qū)域。

（4）確定量好所支模尺寸，下料后分塊進(jìn)行吊裝支模，每塊模支好后固定、焊穩(wěn)，管道內(nèi)所有模支架完畢后，確保焊點牢固可靠；支模完畢后，對漏點間隙用格熱棉或有水炮泥進(jìn)行封堵堵漏，確認(rèn)檢查無漏點，防止?jié)仓r漏料、竄高溫煤氣，影響澆筑質(zhì)量。

（5）澆筑結(jié)束，待澆注料及灌漿料完全干燥成型后（6小時左右），對開孔處進(jìn)行封蓋處理；蓋板焊接完畢后，進(jìn)行灌漿封堵。

（6）換爐送風(fēng)時，對熱風(fēng)爐進(jìn)行沖壓檢測，檢查焊縫是否有漏點，如有漏點標(biāo)注好位置后，通知檢修工對漏點進(jìn)行補焊， 確認(rèn)沖壓后無泄漏，對該熱風(fēng)爐正常送風(fēng)操作。

（7）正常送風(fēng)后，對送風(fēng)20分鐘、及50分鐘必須對開方孔位置澆筑面，進(jìn)行溫度測量跟蹤、并認(rèn)真標(biāo)記記錄清楚。

（8）跟蹤監(jiān)測好溫度變化情況。 

6  取得效果

通過開孔澆筑，對耐材塌落區(qū)域修復(fù)后，2018年2月到4月跟蹤監(jiān)測期間如表4所示，1#熱風(fēng)爐三岔口和3#熱風(fēng)爐熱風(fēng)支管出口未在出現(xiàn)發(fā)紅現(xiàn)象，溫度穩(wěn)定在150℃～200℃范圍內(nèi)，維持風(fēng)溫1180℃正常生產(chǎn)，效果顯著。其次，通過此次案例成功實施，給我們積累豐富的處理管道發(fā)紅的實踐經(jīng)驗。

7  結(jié)語

玉鋼3#高爐熱風(fēng)爐管道發(fā)紅處理過程中，通過制定合理點巡檢制度，預(yù)防措施及應(yīng)急預(yù)案，及時發(fā)現(xiàn)管道溫度異常，采取措施得當(dāng)，避免了事故的發(fā)生，將高爐損失降至最低。通過開孔灌漿澆注的集中處理方式爐熱風(fēng)爐管道發(fā)紅現(xiàn)象基本消除，澆筑和灌漿部位溫度正常，高爐風(fēng)溫穩(wěn)定在1180℃，對高爐降低生產(chǎn)成本，節(jié)能降耗取得了重要作用。在今后的生產(chǎn)中將繼續(xù)加強(qiáng)對送風(fēng)系統(tǒng)管道的維護(hù)，加強(qiáng)點巡檢對升高部位及時進(jìn)行降溫處理，對于發(fā)紅部位利用檢修機(jī)會進(jìn)行開孔灌漿處理，確保送風(fēng)系統(tǒng)正常運行，為高爐的高產(chǎn)、低耗、長壽提供良好的基礎(chǔ)。 

8  參考文獻(xiàn)

[1]  周傳典  《高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊》

[2]  王筱留  《高爐生產(chǎn)知識問答》

[3]  許秋慧、常建華、龔瑞娟《唐鋼煉鐵廠南區(qū)3200m3高爐熱風(fēng)爐管道發(fā)紅處理實踐》