谈谈高炉送风系统事故与处理

谈谈高炉送风系统事故与处理
摘要：高炉送风系统是为高炉冶炼提供足够数量和高质量风的鼓风设施，送风系统的设备主要包括高炉鼓风机，热风炉，加湿或脱湿装置，送风管道和阀门等。

关键词:高炉，送风系统，高炉鼓风机，热风炉，送风装置，事故与处理
0 引言
在目前钢铁产品残酷的市场竞争中，所有钢铁企业都在寻求降低生产成本的措施，除采用高炉喷煤降低焦比，提高冶炼系数，增强生产能力外，提高高炉供风系统的效率，也是重要措施之一。

较早的离心式高炉鼓风机，能量转化效率较低，有的甚至只有65%左右。

近年来，伴随风机技术的发展，引进了苏尔寿轴流高效风机技术，各钢铁企业在节能和技改中，已较多地采用了这种静叶可调的轴流风机，风机的多变效率可达到90%以上，有效地降低了吨铁能耗。

由于设计人员及用户对设备的经验等了解不足，容易出现一些问题。

1 高炉送风系统概述
高炉送风系统包括：鼓风机、冷风管道、热风炉、热风管路以及管路上的各种阀门等
1.1 高炉鼓风机工作原理及特性
常用的两种高炉鼓风机有：离心式和轴流式
1.1.1 离心式鼓风机
工作原理：靠装有许多叶片的工作叶轮旋转所产生的离心力，使空气达到一定的风量和风压。

1.1.2 轴流式鼓风机
工作原理: 燃烧室和蓄热室砌在同一炉壳内，之间用隔墙隔开。

煤气和空气由管道经阀门送入燃烧器并在燃烧室内燃烧，燃烧的热烟气向上运动经过拱顶时改变方向，再向下穿过蓄热室，然后进入大烟道经烟囱排入大气。

在热烟气穿过蓄热室时，将蓄热室内的格子砖加热。

格子砖被加热并蓄存一定热量后，
热风炉停止燃烧，转入送风。

送风时冷风从下部冷风管道经冷风阀进入蓄热室，空气通过格子砖时被加热，经拱顶进入燃烧室，再经热风出口、热风阀、热风总管送至高炉。

热风炉设备分两类控制燃烧系统的阀门及装置
作用：
⑴调节煤气和助燃空气的流量
⑵调节燃烧温度
⑶送风时隔离控制鼓风系统的阀门
作用：
⑴将冷风送入热风炉，热风送到高炉
⑵调节热风温度
1.2热风炉燃烧制度
热风炉燃烧制度有三种：固定煤气量，调节空气量；固定空气量，调节煤气量；空气量和煤气量都不固定。

1.3热风炉送风制度
当高炉配备三座热风炉时，送风制度有：两烧一送；一烧两送；半并联交叉。

当高炉配备四座热风炉时，送风制度有：三烧一送；两烧两送；交叉并联。

2 高炉送风装置的合理选择
2.1目前送风系统中所存在的缺点
在用高炉进行钢铁冶炼的过程中，对送风装置的温度是有一定的要求与限制的，温度要达到，由于高炉内的空间是十分狭窄的，所以风流同时被高温和高压双重影响。

因此对于一些承受压力比较大的部位例如合流三通就会很容易损坏。

温度高，压力大，流速大，空间限制等等限制条件都是不利因素。

所以对高炉设备的要求就会增大，要求同时具有抗高温，抗压，抗腐蚀等优点。

目前，国内的风炉还不能很好的解决这个问题，往往存在鼓风机容易脱落等问题，寿命较短严重时甚至会有漏风现象，对工人的生命安全有很大的威胁，当然也导致钢铁生产的效率非常低，在实际操作中，现在的普遍缺点就在于硬性条件达不到国际先进技术要求。

2.2提高设备使用寿命的方法
高炉的送风制度有着独有的技术方法，例如在送风制度中使用浇筑保温法与复合保温法并用。

在不大规模改变现有结构的基础上，为了提高设备的使用寿命，可以采取一下措施，例如使用比较轻的陶瓷层，使用轻质的浇筑层，或者使用高性能送风装置等等。

2.3送风新工艺介绍
这种新技术是专用于钢铁高炉冶炼的，在不改变机构的前提下，用耐磨材质陶瓷替代氟材料乙烯层，能够很好地达到要求，满足使用需要。

耐磨材质陶瓷一般在左右，就有良好的抗冲击性与稳定性，耐腐蚀能力也是相当强的。

在进行隔热装置的制造时，先将预先设计的耐磨层模型固定好，然后向里面浇筑高分子隔热材料。

这种材料具有抗震，抗高温，耐腐蚀等等优良的性能。

复合高性能材料灌浆浇铸法是专用于高炉送风装置的，可以提高高炉送风效率的60%以上。

是一种新型的空气传送设计装置。

这种设计适用于大多数的送风系统。

采用耐磨陶瓷结构是又一大亮点，新型材料的引入不仅使生产效率得到了大大的提高，也很好的保证了工人的操作环境的安全。

目前我国高炉送风装置还有许多的弊端，需要加以改进才能更加的适合实际生产。

高炉设备保温材料就是高铝耐火保温新型材料使用。

只有不断地更新新技术替代老技术，我国的高炉冶金工业才会得到长足的进步与发展。

以至于达到国际先进水平。

3 热风炉的合理使用
3.1 热风炉存在的问题
（1）热风炉炉顶开裂问题。

首钢热风炉炉壳钢板材质选用Q235B钢，设计高炉富氧率为3.5%、热风炉风温为1250℃~1280℃，设计使用寿命为30年。

2010年底，3号高炉4座热风炉、2号高炉1座热风炉的拱顶均出现焊缝开裂的问题；处理后运行一段时间，拱顶又出现了焊缝开裂的问题，对拆除的壳体的无损检测结果显示，靠近炉壳板焊缝位置存在大量裂纹，母体上也存在部分裂纹。

（2）热风炉高温管系问题。

3号高炉热风总管共安装11台波纹补偿器，补偿器本体碳钢焊缝在运行过程中均出现开裂漏风的问题。

由于彻底更换波纹补偿器短时间内不具备条件，为了确保生产稳定运行，目前，首钢采用外部再包覆一
层不锈钢波纹材料来控制漏风的方法。

（3）煤气系统被腐蚀问题。

3座高炉热风炉煤气支管均出现过因腐蚀泄漏煤气的问题，经检查，煤气管道壁厚减薄严重。

热风炉煤气预热原设计采用低温热管预热器，投入使用两年左右，出现预热效果下降问题，最终煤气预热效果逐步下降。

3.2 针对热风炉存在的问题采取措施
（1）应开展专题研究，制订有效控制措施。

鉴于目前热风炉炉顶及热风管系局部存在温度高的实际情况，应尽快完善检测（温度、形变）手段，制订控制标准并严格执行，使其处于控制范围内，防止发生恶性事故。

在热风炉状况没有改变之前，不宜再按照原始设计风温使用，应按实际情况（即确保热风炉及热风管系壳体温度不超过规定）降低风温水平，并严格执行有关规定。

热风炉及管系在检修时，须对耐材出现的问题进行深入的检测、取证、分析，并和设计情况进行比较、总结，特别是热风炉拱顶、热风管系的三岔口、波纹补偿器、管系接口等易出现问题的地方，制订改进措施，完善设计方案。

应总结首钢热风炉系统发生的各种事故教训，以问题为导向，有针对性地制订热风炉系统事故预案，防止再次发生事故或将事故控制在最小范围内。

要彻底更换煤气管道，管道壁厚增加至16mm，内部刷防腐漆。

煤气预热器更换为板式换热器，克服热管换热器的一些缺点，因为板式换热器传热效率高、耐腐蚀、寿命长、积灰现象不明显。

热风炉系统的热效率可以长期维持在高水平运行，从而减少高炉煤气消耗，降低运行成本。

针对热风炉区域特点，制订巡检、检修等安全措施，确保人员安全。

（2）应对热风炉存在的问题进行深入研究。

应利用热风炉更换炉壳的机会，对焊缝、炉壳母体进行全面检测，确认是否有晶间应力腐蚀；确认何种应力导致钢板母体、焊缝及其附近出现裂纹，以便于有针对性地提出改进措施，解决裂纹问题。

应进一步调研大型高炉热风炉炉壳选材问题（首钢股份公司热风炉选用Q235B钢板，首钢京唐热风炉选用Q345C钢板。

据了解，宝钢采用BB41-BF钢板，鞍钢采用ALK420钢板，武钢采用WSM41C钢板。

），进行材质性能、使用情况、热
风炉性能、操作参数等方面的比较，考虑热风炉恶劣工作条件，对应规范标准，选好炉壳材质。

4 事故案例及原因分析
案例1:1998年12月27日9:00左右，某厂3号高炉2号热风炉崩裂事故，当场死亡6人，重伤2人。

直接经济损失xxx万元。

原因:炉体老化，检修中焊接质量欠佳。

案例2:1997年3月6日17:30分，开炉仪两年的某厂10号高炉的热风围管在3号铁口上方爆裂鼓开，并将高压水总管（Φ400mm）烧损，大量的水从围管开口出（1200mm×6000mm）由风管灌入炉缸，炉缸严重冻结。

原因:设计与施工质量问题。

案例3:1990年9月19日某厂7号高炉3号热风炉拱顶开裂事故，19日6:05-9:35，共计休风210分钟，损失生铁1200吨，直接经济损失xxx万元。

原因:某建设公司抢修拱顶后，炉皮焊接质量差，焊口没有深度，焊缝口夹有铁棍。

5 结语
（1）随着高炉大型化和高风温技术的应用，热风炉及送风系统的稳定性问题应引起炼铁工作者高度重视。

高炉炉顶压力的提高，高炉及热风炉已等同于“压力容器”；旧有的热风炉在结构上存在着“老化”的重大隐患；切不可盲目使用高风温、高风压和高顶压。

（2）新设计的热风炉大多远离高炉，热风管道过长，靠膨胀节来解决大膨胀量的问题
是一种错误的设计理念。

从热风炉及送风系统的稳定性角度考虑，热风炉靠近高炉可以大大降低事故的风险。

（3）消除热风炉的操作管理的“侥幸”心里，提高操作人员技术水平，避免出现换错炉断风事故、燃烧器爆炸事故、和冷风管道爆炸事故。

一旦发现炉皮鼓包、发红等，要立即休风处理。

避免事故的发生。

参考文献
[1] 刘全兴.高炉热风炉操作与煤气知识问答，冶金工业出版社 2005.3.
[2] 刘全兴.关于钢铁厂煤气事故特征分析与防范的探索，钢铁产业,2007（6）25-28.
[3] 刘全兴.煤气设施维护的特殊操作方法，钢铁产业，2008（1）:13-16.。