龍鋼1#高爐熱風爐安保運行實踐

張振峰  楊建鵬

（陜鋼集團龍鋼公司煉鐵廠）

摘  要：硅磚的高溫穩定及抗渣化性能與經濟性，被廣泛應用于頂燃式熱風爐高溫拱頂部位，為高爐提高風溫做出巨大貢獻，但其抗熱震性能差的缺點，停爐或熱風爐出口檢修對硅磚砌體的穩定影響極大，因此熱風爐硅磚砌體受損情況下熱風爐的安全監護運行，給科技工作者提出新的課題。

關鍵詞：高爐；熱風爐；硅磚；安保

1 前言

龍鋼煉鐵廠1#高爐熱風爐由包頭鋼鐵設計院設計，采用卡盧金頂燃式結構，設計風溫1200℃，自2009年元月份開爐投運，2013年生產運行中熱風出口鋼殼高溫頻繁開裂，砌體倒塌，熱風爐逼迫涼爐檢修澆筑熱風出口，2015年鋼鐵市場低迷，高爐進入休產期，熱風爐再次執行45天涼爐計劃。

2 龍鋼煉鐵1#高爐熱風爐設計參數及各部位耐材材質：

表1：龍鋼1280m3高爐熱風爐主要技術參數

表2：龍鋼1280m3高爐熱風爐高溫部位設計耐材材質：

3 兩次涼爐給熱風爐拱頂砌體結構穩定造成的影響

2016年4月隨著鋼鐵市場的回暖，公司決策1#高爐恢復生產，在1#高爐復產熱風爐烘爐前檢查拱頂砌體，發現兩次涼爐對熱風爐硅磚砌體結構穩定影響極大，1#高爐熱風爐硅磚砌體受損嚴重， 其中1#3#熱風爐拱頂錐段砌體變形、硅磚斷裂嚴重，3座熱風爐蓄熱室大墻外環迷宮磚下陷嚴重，熱風爐拱頂硅磚砌體破損情況如圖1所示。

4 對熱風爐受損狀況科學評估，制定安保方案監護運行

4.1熱風爐安全運行風險評價

針對1#高爐熱風爐拱頂硅磚砌體存在問題，公司技術部邀請國內熱風爐專業設計公司及多家耐材廠家會同煉鐵廠技術人員，根據觀察到拱頂內部變化情況及硅磚抗熱震性能差的特性，分析認為在高爐滿負荷運行后，熱風爐存在運行風險有：

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

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

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

4）拱頂與預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

通過對熱風爐實際狀態進行論證，認為熱風爐具備監護運行條件，結合公司生產經營計劃，決定1#高爐熱風爐先生產，落實全方位監護運行措施，同時做熱風爐大修準備工作。煉鐵廠制定1#高爐熱風爐監護運行安全保障方案，對熱風爐運行狀況實施全方位安全管控，確保1#高爐熱風爐運行風險可控。

4.2熱風爐烘爐后的狀態監控：

針對1#高爐熱風爐拱頂硅磚砌體存在問題，與專業烘爐公司進行科學論證，合理調配烘爐曲線，將原定烘爐時間25天適當延長至30天，在硅磚體積變化最為劇烈的溫度區間降低升溫速度，近可能減少烘爐過程溫度變化對硅磚砌體結構影響，烘完熱風爐后，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：

4.3 熱風爐安全保障措施：

1）制定熱風爐鋼殼測溫溫度檢測管控標準：拱頂部位控制標準：小于150℃，大于150℃強制風冷，200℃開始打水降溫，強制降溫后出現鋼殼開裂，立即采取停爐檢修措施。

2）建立管控機制：拱頂砌體掉磚、倒塌后最直接的表現為鋼殼溫度上升，在熱風爐滿負荷運行前，對拱頂鋼殼溫度進行測量，建立溫度臺賬，跟蹤鋼殼溫度變化，溫度有上升趨勢，采取進一步措施；溫度檢測針對性點對點在線溫度無線檢測系統、紅外測溫成像系統與人工手持測溫方式相結合。圖3、4、5為熱風爐建立全方位鋼殼溫度檢測系統。

3）通過測溫裝置提升，減輕崗位人員測溫勞動強度，降低熱風爐監護運行期間安全風險，在熱風爐重點監控部位安裝紅外雙視攝像機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場及數據傳輸情況），有效提高熱風爐鋼殼溫度管控度，將熱風爐運行安全狀態實現實時監控。

4）控制高爐鼓風強度：當熱風爐拱頂錐段以上鋼殼溫度超過200℃時，高爐應采取降低鼓風強度，風溫不超過1100℃，風壓不超過300kpa,熱風爐拱頂溫度不超過1250℃。

5）完善熱風爐強制冷卻措施，在熱風爐出現鋼殼溫度異常情況下采取進一步強化措施，控制風險擴大，避免事故發生。

6）熱風爐鋼殼溫度進入強制打水冷卻期，必須對進入熱風爐區域嚴加管控，控制人員進入數量，制定相關管控制度。高爐及熱風爐制定相關預案，防止事故擴大

5 定期對1#高爐熱風爐運行狀況進行安全評估，制定階段性管控措施

（1）通過對熱風爐鋼殼溫度檢測數據統計，分析數據變化趨勢，能夠基本判斷熱風爐重點監控部位內部砌體結構穩定狀況，有煉鐵廠組織單位相關安全技術人員進行安全評估，有針對性調整高爐運行參數，使熱風爐運行負荷在安全可控條件范圍之內。

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

6 結語

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