南钢2号高炉热风管道崩裂事故处理及修复分析

王志坚

摘 要：热风炉在长时间运行过程中容易产生各种故障，其中受高温影响导致热风管道崩裂故障较为常见，严重影响高炉稳定运行，不利于提高企业生产效率和生产质量。为了防止或减少故障发生率，需要充分掌握事故产生的常见原因，并在此基础上提出相应的处理方法和修复对策，从而保证高炉安全运行，有效延长其使用寿命。

关键词：高炉;热风管道;崩裂事故;处理;修复

前言：

高炉是钢铁企业炼铁辅助设备，在提高炼铁效率和质量方面发挥积极作用，有利于推动钢铁产业健康发展。近年来，随着科学技术不断进步，炼铁设备也在不断优化和完善。其中高风温热风炉以其成本低、作业连续等多种优势，广泛应用到钢铁产业中，为提高企业经济效益奠定良好基础。现阶段，我国大部分投入使用的热风炉均为双预热系统，该系统应用了诸多先进技术和材料[1]。在实际应用中，能够实现1200℃风温持续输送。然而，高炉在实际运行过程中，受结构不合理、维修养护不当等因素影响，容易产生热风管道崩裂事故，轻则影响高炉性能，重则引发安全事故，所以采取处理机修复措施尽可能减少事故损害，是钢铁企业实现稳定发展目标的必要需求。

1.事故经过处理及原因分析

本文以2号高炉热风炉事故案例进行分析，5月7日在日常点检过程中，发现7号热风炉三岔口温度达到500℃以上，技术人员采取降温措施处理。下午1点左右，发现7号热风炉送风时三岔口钢壳明显发红，立即停止7号热风炉继续送风，2号高炉准备休风处理。下午4点左右休风完毕，打开钢壳发现内部耐材垮塌，现场温度高无法施工，降温困难。后烧一个热风炉对烟囱加热，烟道温度上来后，开7号烟道阀、热风阀，利用烟囱抽力降温。另外从混风管开孔用引风机抽（开孔在混风阀与调节阀之间，混风阀打开，调节阀关闭），降温速度很快。小夜班后期22：00后开始支模准备浇注。8日4：30浇注完成，开始封闭钢壳。结合事故现象对其引发原因进行分析。可以总结为以下几点：

1.1结构设计不合理

热风炉运行环境下恶劣，虽然其本身具备较高的耐热、耐压性能，但是长时间受收缩、振动、冲击等作用影响，不可避免会导致高炉产生热风管道崩裂问题。这也与高炉结构设计息息相关。另外，所有热风管两侧均设置波纹管补偿器。虽然这种结构能够有效避免热风主管端头对热风支管造成的鼻梁影响，但高炉在运行过程中产生的热风，会导致炉壳不断膨胀，并对支管造成一定压力。最终引发高炉热风管道崩裂事故。与此同时，2021年4月13日，为配合4#热风炉停炉大修，长时间休风并使用引风机強制冷却热风管道，导致冷热温差过大，使7#热风三岔口耐火砖松动。

1.2管道维护不当

高炉在运行过程中时常存在管道局部升温现象，主要原因是内衬存在缝隙，导致热风进入内部。当前，对于这一问题，大多采用灌浆方法进行处理，即对缝隙进行密封。在实际操作过程中，需要技术人员控制好压力，避免压力过高对内衬造成挤压，导致火砖松动或内衬坍塌。通常情况下。引发这一问题的根本原因在于管道维护管理不到位，没有定期对管道进行排查和养护，导致管道存在的潜在问题没有及时发现和处理，最终导致管道产生质量问题，并引发热风管道崩裂事故。

2.高炉热风管道崩裂事故预防措施及修复对策

2.1合理设计，结构优化

针对高炉结构不合理问题，需要通过优化结构设计方式进行解决。具体来说：首先，受温度影响导致热风管道变形问题无法避免，所以进一步强化钢结构至关重要。可以通过增加三岔口钢板厚度等方式尽可能降低结构变形率。另外，对热风管道内衬结构进行优化。可以采用以下两种方法：第一，利用变径方式对主管、围管以及主支管进行处理，在保证外径不便的情况下缩小内径，从而提高风管组合的稳定性，提高其抗压能力和耐热能力[2]。第二，在三岔口设计过程中充分考虑顶砖不稳和管道变形问题。可以采用浇注料与组合砖联合方式对管道相贯位置进行处理。具体来说，就是将组合砖作为基础部门，并利用浇注料对上部分进行浇筑，有效提高上部分抗压能力，避免管道在管壳作用下产生变形问题[3]。

2.2强化维修养护

高炉钢壳开裂的主要原因大多为热应力所致。热风管道内衬包括多层介质，如重质层、隔热层、耐火纤维层等。可以在一定程度上提高管道耐热能力。在高炉运行过程中，需要将温度控制在合理范围内，如果控制不当，导致其中某层发生破坏现象，会增加崩裂事故发生率。针对这一问题，需要相关部门做好维护管理工作。这就需要技术团队全面掌握国内外先进维修养护技术，并制定健全、完善的养护计划。定期对高炉热分管道进行排查，重点对炉壳等易于产生质量问题的位置进行检查。对于存在潜在隐患的位置，需要针对性采取措施维修。针对损坏严重的管道需要及时更换，积极使用创新工艺及材料，将故障问题消除在根源处，从而形成免维护高炉热风管道。

2.3送风管路优化

送风管路是送风系统中较为薄弱的环节之一，容易受自身结构、钢结构等因素影响产生变形等问题。需要针对性采取措施防范。针对送风管路出现的事故，需要遵循“早发现，早防范”基本原则，并利用合理方式控制，一旦处理不当，反而会适得其反，增加事故危害程度。在采用灌浆技术对管道局部进行处理使，必须控制好灌浆压力，避免管道内衬损伤。在高炉运行过程中，如果发现管壳发红，需要及时通过风冷方式降低温度，避免使用打水方式，否则会导致钢结构破坏，并引发管道崩裂事故。从送风管道结构方面进行分析，需要对其进行合理优化和改进，尽可能保证高炉在高热应力力、高热负荷状态下依然能够稳定运行[4]。这就需要专家和学者加大技术研究水平，丰富生产实践经验，积极使用新型抗晶界腐蚀材料，提高送风管道耐热性能，改善内衬砌筑工艺技术，降低温热风排放率，或者增加料磨料耐磨弯头，如图1所示。同时提高结构强度和延伸性。如此能够有效避免管道崩裂事故，从而提高高炉运行安全性和稳定性，为炼铁作业顺利实施奠定良好基础。

结束语：

综上所述，在高炉运行过程中，受运行时间过长、温度持续上升等诸多因素影响，容易导致高炉热风管道产生崩裂问题，严重影响高炉运行状态，同时会引发一系列安全事故。基于此，本文结合引发崩裂事故的常见原因进行分析，并提出相应的改进对策，旨在为发挥高炉作用和性能奠定基础。

参考文献：

[1]张晨，李阳，赵文广. 高炉热风管道崩裂事故处理及修复技术[J]. 工业炉，2017，38（1）：67-70.

[2]薛晋安，张晋生. 太钢3号高炉热风炉管道设计的改进[J]. 炼铁，2018，20（3）：46，47.