210978853_九钢1780m3高炉热风出口烧穿处理及高炉操作应对实践

科学技术
S cience and technology 九钢1780m3高炉热风出口烧穿处理及高炉操作应对实践
冯 波
摘要：因九钢3#高炉热风炉热风出口高温发红并且频繁炸焊跑风，炼铁厂为彻底消除隐患，特制定行之有效的检修方案对热风炉高温及跑风部位进行处理，同时剩余两座热风炉一烧一送维持高炉正常生产，炉内采取相应的应对措施，成功的化解了风温大幅度下降对炉内操作的影响。

关键词：热风炉 ；一烧一送；风温
九钢3#高炉（1780m³）为顶燃旋切卡鲁金式热风炉，于2008年10月投入使用，截至2021年底，已运行15年有余，历经三代炉龄，因高炉多次开、停炉大修，及热风炉内部耐材使用维护不周，热风本体及管道耐材多存在工作层剥落减薄，砖衬缝隙内部扩大，浆料松散脱落等问题，造成热风出口、管道多处产生串风导致管道发红发热，其中最为严重的是3#高炉热风炉3#热风出口，该热风出口近些年以来一直存在炉壳高温发红、局部焊缝炸焊跑风的情况，曾在以往的检修中多次处理，处理主要采取发红处外部打包箱再辅以水冷，日常正常运行时加强检查等方式进行监护使用，但内部串风的问题始终未能有效解决，若再不及时处理，则存在热风出口保温材料塌陷后，1230℃的热风直接蹿漏至钢壳内表面，钢壳温度升高超过其蠕变温度，达到软化温度后发生撕裂烧穿导致高炉放风的风险。

极端情况下会导致高炉煤气倒流至热风管道发生爆炸。

若出现在燃烧期，会导致大量空煤气外泄燃烧，对外部管网（空、煤气管线）、电缆桥架等附属设施产生威胁。

1 热风炉主要设计参数及风温使用情况
3#高炉热风炉设计使用寿命30年，设计参数如下：热风炉座数3座，热风炉全高45550mm，热风炉钢壳内径（上/下）9200/8654mm，蓄热室内径7688mm，蓄热室断面积46.42m2，蓄热室格子砖高度26040mm，十九孔格子砖孔径∮28mm，每立方米格子砖加热面积54.93m2/m3，每座热风炉格子砖总重1488t/座，每座热风炉总蓄热面积66398m2/座，每m3高炉容积加热面积112m2/m3，热风温度≧1150℃，最高废气温度450℃，高炉煤气预热后温度160℃～200℃，助燃空气预热后温度160℃～200℃，日常操作风温1150℃～1200℃。

2 热风炉烧穿事故
11月15日上午8：30分左右，3#高炉热风炉在正常送风期间从监控摄像观察到热风出口突然有大量火星喷射而出，值班室人员马上采取紧急休风的措施，检查后发现3#热风出口原焊缝炸裂烧穿，之后换炉用其它热风炉继续送风，将3#热风炉焖炉处理后高炉恢复正常生产，之后检查发现原有包箱处烧穿约100mm长，10mm宽的缝隙，对烧穿出临时抢修挖补并填料浇注外喷水后暂时恢复使用。

为彻底消除3#热风炉热风出口安全隐患，杜绝突发事故对高炉生产造成被动影响，炼铁厂决定于11月28日对3#热风出口进行检修处理，同步处理3#热风支管三岔口高温发红问题。

3 检修方案的制定及实施
检修原计划60h处理完成，由上海二十冶建设有限公司对3#高炉3#热风出口和三岔口检修处理。

九钢炼铁配合施工，主要负责检修前的准备确认工作，检修过程的监督和配合，检修过程的安全监护，以及检修全过程高炉应对。

3.1 检修主要流程
3.1.1 热风三岔口检修流程
现场勘查加工管壳板及钢模→现场安装施工平台，管壳及钢模调运至现场→切断煤气阀、加盲板、切断热风阀，炉内达到负压状态→热风管道切割并清理塌陷的耐材→管道支模浇注、管壳恢复。

3.1.2 热风出口检修流程
切开炉壳并清理塌陷的耐材料→安装内衬钢模及加固，安装直段外模→炉壳直段浇注→安装炉壳斜段外模及浇注→拆外模，贴外层棉，炉壳回装→炉壳烧焊→压浆→完成修复，热风炉投入运行（生产8h后补浆）。

3.2 检修流程中各检修方案及实施
3.2.1 钢模制作及施工平台
检修开始前在热风炉出口上部及热风出口管道1/3处需焊接安装两层施工操作平台。

下层平台用于炉壳拆除、清理坍塌耐材、贴膜、填棉、炉壳回装等工作。

上层平台安装搅拌机和操作
Copyright©博看网. All Rights Reserved.
85
科学技术
S cience and technology
人员使用。

操作平台采用∠63*5角钢焊接安装。

钢模采用8mm 钢板，炉壳钢模按照热风炉炉壳半径加工成弧形，热风出口管道钢模按照出口管道半径加工成弧形。

在钢模外表面焊锚固件，再抹一层30mm～50mm厚度的浇注料，防止炉内温度过高钢板变软。

3.2.2 切断煤气阀、装盲板，切断热风阀
切断煤气阀、装盲板，切断热风阀的工作由炼铁厂完成。

完成后采用仪器检测煤气必须低于安全值，氧气浓度达到安全要求，同时炉内压力为负压状态。

3.2.3 切开炉壳及清理坍塌的耐材
由于炉内温度在800℃～1000℃左右，炉壳切割作业人员每15min进行轮换。

炉壳先切开1.5m*2.5m的一个口子，检查耐材坍塌情况，再根据炉内耐材坍塌具体情况切割炉壳。

切割炉壳完成后人工清理松散耐材。

3.2.4 安装炉内外钢模并浇注
炉内钢模采用8mm钢板，大墙洞口清理好后进行弧形钢模安装。

由于炉内温度很高，安装钢模的过程是整个检修工程的最难和耗时的阶段。

钢模安装先进行测量大墙洞口空间尺寸，洞口如还有凸起部分必须清理修整，保证钢模下料尺寸准确，再进行钢模下料。

在钢模靠外侧焊接不少于4根Φ48*3.5钢管便于作业人员用手安装钢模才有受力点。

再焊接上下各4根共8根Φ20钢筋。

钢筋拉在炉壳外平台梁或柱上焊牢。

钢模安装完成后仔细检查，如有缝隙则采用保温棉塞缝，防止浇注料现浇时漏浆。

外模安装采用6mm厚钢板，外模安装位置在炉壳进去200mm处，预留位置安装型号114*230*65轻质保温砖。

将钢板加工成炉壳半径的弧形，先将炉壳直段外模安装好后，然后进行浇注料现浇施工，直段浇筑完成后，马上安装过渡段外模，然后进行过渡段浇注料现浇施工。

考虑到浇注料浇筑的密实程度和防止浇筑稀料水分蒸发过快，须采用对钢模的保温处理，用纤维板固定在钢模上，防止浇筑料时钢模产生高温，影响浇筑材料的使用寿命。

炉内温度很高，为了避免作业人员高温灼烧，作业人员必须15min轮换。

钢模安装作业人员全部穿防烫服。

浇注料施工完成后间歇15min到达初凝后，撤除钢板外模。

清扫干净垃圾杂物后，开始砌筑轻质保温砖。

保温砖砌筑完成后进行炉壳回装，炉壳必须预留好排气孔和压浆孔。

3.2.5 压浆及二次压浆
炉壳回装后在完成在浇注料初凝后，与原大墙砖连接处和炉壳接触面会形成大小不一样的缝隙，这时采用炉壳焊好的压浆管压浆。

从底部开始压浆，除非已经冒浆的孔，否则每一个压浆孔都需要压入。

压入后需要关闭压浆孔。

压浆完成4h后热风炉恢复使用。

热风炉使用8h后，现浇的浇注料已经完全凝固收缩完成，这时还有可能与原大墙砖连接处和炉壳接触面可能会产生大小不一样的缝隙，这时再进行第二次压浆。

检修期间1#、2#热风炉一烧一送，3#热风炉独立断开进行检修。

检修于11月28日早上9：02开始，12月1日6：00热风炉恢复两烧一送，共计处理68h58min。

3.3 热风炉热风出口检修效果评价
11月30日6：00开始3#热风炉单独送风，期间浇注区域外壳最高温度73℃，后期运行稳定，此处炉壳再无出现高温发红及跑风的现象，此次检修取得了较好的效果。

4 热风炉改一烧一送对高炉操作的影响及高炉计划的应对措施
4.1 对高炉操作的影响
从以往的检修经验来看，热风炉检修期间一烧一送对高炉操作造成的主要影响是风温前期逐步下降、后期逐步上升时炉内如何平稳过渡好，保证炉内的热制度不受到破坏，从而保证生产的稳定。

其次是在风温下降至较低水平时炉内焦煤比如何进行平衡，在风温较低时如何降低煤比保证炉内的理论燃烧温度受控。

由于热风炉由两烧一送改一烧一送之后因烧炉时间减少导致风温大幅降低后高炉煤气利用下降，高炉炉顶温度上升造成顶温失控燃料比上升如何应对。

4.2 高炉计划的应对措施
（1）在检修之前一个班热风炉大烧，将1#、2#热风炉烟道温度烧至410℃，热风炉检修期间使用的两座热风炉空气阀门全开烧炉期间全程大烧保证风温。

（2）热风炉处理前一个班确保炉缸热量充沛，炉温按0.4%～0.5%控制，处理期间按照0.4%～0.6%控制，渣碱度控制1.10倍～1.15倍，保证渣铁充足的热量和良好的流动性。

（3）处理期间因始末温会相差很大，故开混风阀控制风温阶梯性降低。

根据上次的处理经验，热风温度每6h平均风温下降50℃左右。

根据风温下降趋势负荷提前调剂，煤比逐步降低。

（4）优化炉料结构，热风炉处理期间减少块矿使用比例，提高一级焦使用比例。

4.3 热风炉检修期间高炉操作应对
计划安排8：00开始热风炉倒盲板，3#热风炉在检修前需提前降拱顶温度降至1000℃，高炉需对烧炉和换炉计划适当调
Copyright©博看网. All Rights Reserved.
86
科学技术
S cience and technology
整。

从11月28日晚班开始将3#热风炉送风时间适当延长，同时加强1#、2#热风炉的烧炉工作，确保1#、2#热风炉烟道温度达到410℃。

11月27日中班时先通过提高煤比将炉温提至上限水平。

为应对风温下降，高炉在28日3：30退负荷0.1t/t，6：30分时再退0.2t/t～4.0t/t。

热风炉8：00准时倒煤气盲板，期间热风炉停烧，9：02分倒好盲板，1# 、2#热风炉开始一烧一送。

同时开始处理3#热风出口，负荷再次退至3.9t/t。

11月28日高炉晚班前期操作参数如下：风压400kpa，风量4120m3/min，氧气10500m3/h，风温1190℃，煤比160kg/t，燃料比550kg/t。

因晚班参数控制不到位，炉温及物理热均偏下限，故退负荷稍早，28日晚班3：00左右在延长3#热风炉送风周期凉拱顶期间风温稍有下降，但影响时间不长。

至9：00钟热风炉倒盲板后风温直接由正常1180℃水平下降至1100℃，按照理论核算，应提高燃料比8kg/t～10kg/t.Fe。

白班时燃料比基本控制在560kg/t.Fe～565kg/t.Fe，此时风温水平尚可，煤比暂时根据负荷自由调剂。

下午15：00左右，平均风温逐步降低至1050℃（因始末温差距扩大，开混风阀调剂始温），因前期负荷基本到位，高炉此时补偿热量主要仍以提煤比为主，燃料比控至575kg左右，受风温下降及炉内焦炭增多后焦窗厚度增加影响，高炉风量逐步上升至4200m3/min左右，风压下降至390kpa左右。

整个中班平均风温基本保持在1050℃左右。

至29日晚班3：00左右，风温下降至990℃左右，末温降至850℃，高炉操作煤比140kg/t.Fe，4：00负荷退至3.8t/t，晚班后期风温进一步下降，炉内稍加压力，风量增至4350m3/min左右，加风后热风炉热量损失加剧，末温最低降至750℃，同时因煤气利用变差，风量大，高炉炉顶温度上升至250℃左右，布袋箱体温度上升。

此时采取控制风量的措施，将风压控制在395kpa以内，风量4150m3/min后顶温逐步下降，风温末温回升至840℃，此时，炉内基本上处于一个平衡的状态，操作趋于稳定，风温下降趋势减缓。

由于风温下降，风量明显上升，风量由晚班的4120m3/min上升到4300m3/min，平均风温下降到930℃，由于风温下降，煤比调整到135kg/t，燃料比575kg/t。

热风炉一烧一送期间风温低时须有效控制风量，即可保证风温不过快下降，也快保证炉顶温度受控，同时因为检修后期始末温差距愈加扩大，对送风装置的伤害也比较大，在一定程度上控制风量保证风温不过快下降很有必要。

但是炉内操作略显保守，主要是参数控制不到位，导致炉温偏高。

在高富氧低风温的情况下煤比的调整空间较大，一定程度上降低了炉内的操作难度。

11月29日调整料制抑制边缘气流，至11月30日除平均风温逐步下降至900℃以外炉内操作无其它动作，炉内正常操作。

上午11：00时上矿批至44t，后高炉煤气利用有所改观，在风温下降的同时操作燃料比反而下降至550kg/t.Fe左右，煤比120kg/t.Fe 左右。

12月1日晚班检修完成，6：00开始恢复两烧一送，白班时风温逐步回升。

炉内操作上逐步调整至正常。

检修前及检修期间经济技术指标对比如下：此次热风炉共处理期间日产量由正常期的4891t下降到4724t，下降167t左右；煤比由正常期的160kg/t下降到135kg/t，下降25kg/t左右；风温由正常期的1190℃下降到920℃，下降270℃左右；生铁[Si]由正常期的0.36%提高到0.44%，上升0.08%左右；铁水温度基本稳定在1500℃。

5 总结
（1）此次热风炉单炉检修时间较长，其它两座热风炉一烧一送期间风温下降较多，炉内前期在检修前焦炭负荷分次退守，以负荷和煤比衔接下达作用，检修期间在风温持续波动比较大的情况下炉温水平基本受控，有效的保证了高炉热制度的稳定。

（2）因检修时间长，检修期间高炉一直保持了较高的风量水平，再配合高富氧率提高煤气发热值，降低热风炉烧炉难度，同时高富氧量也确保了低风温下喷吹的效果，降低了煤粉在炉内未燃烧的比例。

因此此次检修时炉内在前期负荷调整到位后后期基本不做调整，主要以调煤比来控制炉温，在风温下至900℃时操作煤比保持在120kg/t.Fe以上仍对参数调整有着较为积极的效果，有效地降低了操作难度。

（3）在处理期间高炉提前开混风阀控制风温，阶梯性降低风温水平，尽量减少始末风温的差值，可降低风温波动对炉况的影响，也可降低因风温波动大对送风装置造成的影响。

（4）热风炉检修采取一烧一送措施送风时风量要根据检修时间长短来控制到位，控制原则以风温不过快下降，高炉炉顶温度受控为主要依据。

（作者单位：萍乡萍钢安源钢铁有限公司生产指挥中心）
Copyright©博看网. All Rights Reserved.
87。