龙钢1#高炉热风炉安保运行实践

龙钢1#高炉热风炉安保运行实践

张振峰  杨建鹏

（陕钢集团龙钢公司炼铁厂）

摘  要：硅砖的高温稳定及抗渣化性能与经济性，被广泛应用于顶燃式热风炉高温拱顶部位，为高炉提高风温做出巨大贡献，但其抗热震性能差的缺点，停炉或热风炉出口检修对硅砖砌体的稳定影响极大，因此热风炉硅砖砌体受损情况下热风炉的安全监护运行，给科技工作者提出新的课题。

关键词：高炉；热风炉；硅砖；安保

1 前言

龙钢炼铁厂1#高炉热风炉由包头钢铁设计院设计，采用卡卢金顶燃式结构，设计风温1200℃，自2009年元月份开炉投运，2013年生产运行中热风出口钢壳高温频繁开裂，砌体倒塌，热风炉逼迫凉炉检修浇筑热风出口，2015年钢铁市场低迷，高炉进入休产期，热风炉再次执行45天凉炉计划。

2 龙钢炼铁1#高炉热风炉设计参数及各部位耐材材质：

表1：龙钢1280m3高炉热风炉主要技术参数

表2：龙钢1280m3高炉热风炉高温部位设计耐材材质：

3 两次凉炉给热风炉拱顶砌体结构稳定造成的影响

2016年4月随着钢铁市场的回暖，公司决策1#高炉恢复生产，在1#高炉复产热风炉烘炉前检查拱顶砌体，发现两次凉炉对热风炉硅砖砌体结构稳定影响极大，1#高炉热风炉硅砖砌体受损严重， 其中1#3#热风炉拱顶锥段砌体变形、硅砖断裂严重，3座热风炉蓄热室大墙外环迷宫砖下陷严重，热风炉拱顶硅砖砌体破损情况如图1所示。

4 对热风炉受损状况科学评估，制定安保方案监护运行

4.1热风炉安全运行风险评价

针对1#高炉热风炉拱顶硅砖砌体存在问题，公司技术部邀请国内热风炉专业设计公司及多家耐材厂家会同炼铁厂技术人员，根据观察到拱顶内部变化情况及硅砖抗热震性能差的特性，分析认为在高炉满负荷运行后，热风炉存在运行风险有：

1）拱顶锥台部位掉砖加剧，造成热风炉拱顶局部倒塌，钢壳温度超温、发红甚至爆喷；

2）蓄热室大墙迷宫砖塌陷变形，造成热风窜至拱顶托盘部位，拱顶托盘部位温度升高、发红，造成拱顶钢壳变形形成事故；

3）拱顶直段大墙内凹变形，承压能力变小，造成拱顶大墙倒塌，致使钢壳温度升高发红甚至爆喷；

4）拱顶与预燃室托盘由于拱顶砖衬下沉，托盘部位钢壳温度升高造成事故

通过对热风炉实际状态进行论证，认为热风炉具备监护运行条件，结合公司生产经营计划，决定1#高炉热风炉先生产，落实全方位监护运行措施，同时做热风炉大修准备工作。炼铁厂制定1#高炉热风炉监护运行安全保障方案，对热风炉运行状况实施全方位安全管控，确保1#高炉热风炉运行风险可控。

4.2热风炉烘炉后的状态监控：

针对1#高炉热风炉拱顶硅砖砌体存在问题，与专业烘炉公司进行科学论证，合理调配烘炉曲线，将原定烘炉时间25天适当延长至30天，在硅砖体积变化最为剧烈的温度区间降低升温速度，近可能减少烘炉过程温度变化对硅砖砌体结构影响，烘完热风炉后，在拆烘炉器时从拱顶人孔处观察到仍然有掉砖情况，如图所示：

4.3 热风炉安全保障措施：

1）制定热风炉钢壳测温温度检测管控标准：拱顶部位控制标准：小于150℃，大于150℃强制风冷，200℃开始打水降温，强制降温后出现钢壳开裂，立即采取停炉检修措施。

2）建立管控机制：拱顶砌体掉砖、倒塌后最直接的表现为钢壳温度上升，在热风炉满负荷运行前，对拱顶钢壳温度进行测量，建立温度台账，跟踪钢壳温度变化，温度有上升趋势，采取进一步措施；温度检测针对性点对点在线温度无线检测系统、红外测温成像系统与人工手持测温方式相结合。图3、4、5为热风炉建立全方位钢壳温度检测系统。

3）通过测温装置提升，减轻岗位人员测温劳动强度，降低热风炉监护运行期间安全风险，在热风炉重点监控部位安装红外双视摄像机及钢壳温度在线检测装置（图4、图5为在线测温装置安装现场及数据传输情况），有效提高热风炉钢壳温度管控度，将热风炉运行安全状态实现实时监控。

4）控制高炉鼓风强度：当热风炉拱顶锥段以上钢壳温度超过200℃时，高炉应采取降低鼓风强度，风温不超过1100℃，风压不超过300kpa,热风炉拱顶温度不超过1250℃。

5）完善热风炉强制冷却措施，在热风炉出现钢壳温度异常情况下采取进一步强化措施，控制风险扩大，避免事故发生。

6）热风炉钢壳温度进入强制打水冷却期，必须对进入热风炉区域严加管控，控制人员进入数量，制定相关管控制度。高炉及热风炉制定相关预案，防止事故扩大

5 定期对1#高炉热风炉运行状况进行安全评估，制定阶段性管控措施

（1）通过对热风炉钢壳温度检测数据统计，分析数据变化趋势，能够基本判断热风炉重点监控部位内部砌体结构稳定状况，有炼铁厂组织单位相关安全技术人员进行安全评估，有针对性调整高炉运行参数，使热风炉运行负荷在安全可控条件范围之内。

（2）阶段性对安保措施执行情况进行考核评价，对安保措施实时跟进，确保安全措施落实到位。

6 结语

针对1#高炉热风炉拱顶硅砖砌体损伤，而制定执行的安保护炉方案已运行16个月，将热风炉的运行负荷控制在合理范围之内，通过立体全方位的钢壳温度检测系统和有效的降温控制措施及评价体系，将热风炉运行风险实现可控，在热风炉运行风险与高炉生产需要之间找到平衡点；随着公司对1#高炉大修计划的实施，热风炉安保方案将随之结束，在高炉系统停炉大修计划实施前，热风炉安保方案运行时间的延长，热风炉运行的相对稳定，在思想上千万不得产生麻痹，减弱对其监控力度的，热风炉硅砖砌体的存在的损伤不会随着运行时间的延长而好转，热风炉安保方案执行风险也会随之加大，防范安全的思想不得有丝毫松懈。