摘  要  硅磚的高溫穩(wěn)定及抗渣化性能與經(jīng)濟(jì)性，被廣泛應(yīng)用于頂燃式熱風(fēng)爐高溫拱頂部位，為高爐提高風(fēng)溫做出巨大貢獻(xiàn)，但其抗熱震性能差的缺點(diǎn)，停爐或熱風(fēng)爐出口檢修對硅磚砌體的穩(wěn)定影響極大，因此熱風(fēng)爐硅磚砌體受損情況下熱風(fēng)爐的安全監(jiān)護(hù)運(yùn)行，給科技工作者提出新的課題。

關(guān)鍵詞  高爐  熱風(fēng)爐  硅磚  安保

龍鋼煉鐵廠1#高爐熱風(fēng)爐由包頭鋼鐵設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，采用卡盧金頂燃式結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)風(fēng)溫1200℃，自2009年元月份開爐投運(yùn)，2013年生產(chǎn)運(yùn)行中熱風(fēng)出口鋼殼高溫頻繁開裂，砌體倒塌，熱風(fēng)爐逼迫涼爐檢修澆筑熱風(fēng)出口，2015年鋼鐵市場低迷，高爐進(jìn)入休產(chǎn)期，熱風(fēng)爐再次執(zhí)行45天涼爐計(jì)劃。

1  龍鋼煉鐵1#高爐熱風(fēng)爐設(shè)計(jì)參數(shù)及各部位耐材材質(zhì)

2  兩次涼爐給熱風(fēng)爐拱頂砌體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定造成的影響

2016年4月隨著鋼鐵市場的回暖，公司決策1#高爐恢復(fù)生產(chǎn)，在1#高爐復(fù)產(chǎn)熱風(fēng)爐烘爐前檢查拱頂砌體，發(fā)現(xiàn)兩次涼爐對熱風(fēng)爐硅磚砌體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定影響極大，1#高爐熱風(fēng)爐硅磚砌體受損嚴(yán)重， 其中1#3#熱風(fēng)爐拱頂錐段砌體變形、硅磚斷裂嚴(yán)重，3座熱風(fēng)爐蓄熱室大墻外環(huán)迷宮磚下陷嚴(yán)重，熱風(fēng)爐拱頂硅磚砌體破損情況如圖1所示。

3  對熱風(fēng)爐受損狀況科學(xué)評估，制定安保方案監(jiān)護(hù)運(yùn)行

3.1  熱風(fēng)爐安全運(yùn)行風(fēng)險評價

針對1#高爐熱風(fēng)爐拱頂硅磚砌體存在問題，公司技術(shù)部邀請國內(nèi)熱風(fēng)爐專業(yè)設(shè)計(jì)公司及多家耐材廠家會同煉鐵廠技術(shù)人員，根據(jù)觀察到拱頂內(nèi)部變化情況及硅磚抗熱震性能差的特性，分析認(rèn)為在高爐滿負(fù)荷運(yùn)行后，熱風(fēng)爐存在運(yùn)行風(fēng)險有：

（1）拱頂錐臺部位掉磚加劇，造成熱風(fēng)爐拱頂局部倒塌，鋼殼溫度超溫、發(fā)紅甚至爆噴；

（2）蓄熱室大墻迷宮磚塌陷變形，造成熱風(fēng)竄至拱頂托盤部位，拱頂托盤部位溫度升高、發(fā)紅，造成拱頂鋼殼變形形成事故；

（3）拱頂直段大墻內(nèi)凹變形，承壓能力變小，造成拱頂大墻倒塌，致使鋼殼溫度升高發(fā)紅甚至爆噴；

（4）拱頂與預(yù)燃室托盤由于拱頂磚襯下沉，托盤部位鋼殼溫度升高造成事故

通過對熱風(fēng)爐實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行論證，認(rèn)為熱風(fēng)爐具備監(jiān)護(hù)運(yùn)行條件，結(jié)合公司生產(chǎn)經(jīng)營計(jì)劃，決定1#高爐熱風(fēng)爐先生產(chǎn)，落實(shí)全方位監(jiān)護(hù)運(yùn)行措施，同時做熱風(fēng)爐大修準(zhǔn)備工作。煉鐵廠制定1#高爐熱風(fēng)爐監(jiān)護(hù)運(yùn)行安全保障方案，對熱風(fēng)爐運(yùn)行狀況實(shí)施全方位安全管控，確保1#高爐熱風(fēng)爐運(yùn)行風(fēng)險可控。

3.2  熱風(fēng)爐烘爐后的狀態(tài)監(jiān)控

針對1#高爐熱風(fēng)爐拱頂硅磚砌體存在問題，與專業(yè)烘爐公司進(jìn)行科學(xué)論證，合理調(diào)配烘爐曲線，將原定烘爐時間25天適當(dāng)延長至30天，在硅磚體積變化最為劇烈的溫度區(qū)間降低升溫速度，近可能減少烘爐過程溫度變化對硅磚砌體結(jié)構(gòu)影響，烘完熱風(fēng)爐后，在拆烘爐器時從拱頂人孔處觀察到仍然有掉磚情況，如圖所示。

3.3  熱風(fēng)爐安全保障措施

（1）制定熱風(fēng)爐鋼殼測溫溫度檢測管控標(biāo)準(zhǔn)：拱頂部位控制標(biāo)準(zhǔn)：小于150℃，大于150℃強(qiáng)制風(fēng)冷，200℃開始打水降溫，強(qiáng)制降溫后出現(xiàn)鋼殼開裂，立即采取停爐檢修措施。 

（2）建立管控機(jī)制：拱頂砌體掉磚、倒塌后最直接的表現(xiàn)為鋼殼溫度上升，在熱風(fēng)爐滿負(fù)荷運(yùn)行前，對拱頂鋼殼溫度進(jìn)行測量，建立溫度臺賬，跟蹤鋼殼溫度變化，溫度有上升趨勢，采取進(jìn)一步措施；溫度檢測針對性點(diǎn)對點(diǎn)在線溫度無線檢測系統(tǒng)、紅外測溫成像系統(tǒng)與人工手持測溫方式相結(jié)合。圖3、4、5為熱風(fēng)爐建立全方位鋼殼溫度檢測系統(tǒng)。

（3）通過測溫裝置提升，減輕崗位人員測溫勞動強(qiáng)度，降低熱風(fēng)爐監(jiān)護(hù)運(yùn)行期間安全風(fēng)險，在熱風(fēng)爐重點(diǎn)監(jiān)控部位安裝紅外雙視攝像機(jī)及鋼殼溫度在線檢測裝置（圖4、圖5為在線測溫裝置安裝現(xiàn)場及數(shù)據(jù)傳輸情況），有效提高熱風(fēng)爐鋼殼溫度管控度，將熱風(fēng)爐運(yùn)行安全狀態(tài)實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控。

（4）控制高爐鼓風(fēng)強(qiáng)度：當(dāng)熱風(fēng)爐拱頂錐段以上鋼殼溫度超過200℃時，高爐應(yīng)采取降低鼓風(fēng)強(qiáng)度，風(fēng)溫不超過1100℃，風(fēng)壓不超過300kpa,熱風(fēng)爐拱頂溫度不超過1250℃。

（5）完善熱風(fēng)爐強(qiáng)制冷卻措施，在熱風(fēng)爐出現(xiàn)鋼殼溫度異常情況下采取進(jìn)一步強(qiáng)化措施，控制風(fēng)險擴(kuò)大，避免事故發(fā)生。

（6）熱風(fēng)爐鋼殼溫度進(jìn)入強(qiáng)制打水冷卻期，必須對進(jìn)入熱風(fēng)爐區(qū)域嚴(yán)加管控，控制人員進(jìn)入數(shù)量，制定相關(guān)管控制度。高爐及熱風(fēng)爐制定相關(guān)預(yù)案，防止事故擴(kuò)大。

4  定期對1#高爐熱風(fēng)爐運(yùn)行狀況進(jìn)行安全評估，制定階段性管控措施

（1）通過對熱風(fēng)爐鋼殼溫度檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，分析數(shù)據(jù)變化趨勢，能夠基本判斷熱風(fēng)爐重點(diǎn)監(jiān)控部位內(nèi)部砌體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定狀況，有煉鐵廠組織單位相關(guān)安全技術(shù)人員進(jìn)行安全評估，有針對性調(diào)整高爐運(yùn)行參數(shù)，使熱風(fēng)爐運(yùn)行負(fù)荷在安全可控條件范圍之內(nèi)。

（2）階段性對安保措施執(zhí)行情況進(jìn)行考核評價，對安保措施實(shí)時跟進(jìn)，確保安全措施落實(shí)到位。

5  結(jié)語

針對1#高爐熱風(fēng)爐拱頂硅磚砌體損傷，而制定執(zhí)行的安保護(hù)爐方案已運(yùn)行16個月，將熱風(fēng)爐的運(yùn)行負(fù)荷控制在合理范圍之內(nèi)，通過立體全方位的鋼殼溫度檢測系統(tǒng)和有效的降溫控制措施及評價體系，將熱風(fēng)爐運(yùn)行風(fēng)險實(shí)現(xiàn)可控，在熱風(fēng)爐運(yùn)行風(fēng)險與高爐生產(chǎn)需要之間找到平衡點(diǎn)；隨著公司對1#高爐大修計(jì)劃的實(shí)施，熱風(fēng)爐安保方案將隨之結(jié)束，在高爐系統(tǒng)停爐大修計(jì)劃實(shí)施前，熱風(fēng)爐安保方案運(yùn)行時間的延長，熱風(fēng)爐運(yùn)行的相對穩(wěn)定，在思想上千萬不得產(chǎn)生麻痹，減弱對其監(jiān)控力度的，熱風(fēng)爐硅磚砌體的存在的損傷不會隨著運(yùn)行時間的延長而好轉(zhuǎn)，熱風(fēng)爐安保方案執(zhí)行風(fēng)險也會隨之加大，防范安全的思想不得有絲毫松懈。