頂燃式熱風爐熱風管道變形損壞的原因分析及處理方案

孫衛平　薛剛

摘 要：熱風爐熱風總管是高爐送風的關鍵設施之一， 實際生產中要求該設施性能穩固可靠，本文從該設施結構的特點，出現事故后分析問題原因及處理措施等方面做一些介紹，為該類設施的改進完善提供一個方向。

關鍵詞：熱風總管；變形斷裂

前言：陜西龍門鋼鐵有限責任公司煉鐵廠2#高爐（1800m3）頂燃式熱風爐在2008年11月建成投產，一直處于良好的運行狀態，現高爐已投產運行6年多，在2015年5月經過5個月的大修后恢復生產，在運行一段時間后，熱風爐總管至進高爐熱風圍管處一段管道發生嚴重變形并導致補償器、拉桿損壞及內部磚襯倒塌損壞，造成高爐休風，隨后對以上問題進行調查分析和修復處理。本文簡要介紹該類設施出現事故后分析問題的原因及處理措施，為該類設施的改進完善提供一個方向。

一、結構特點

熱風總管主要由管道、補償器、管道大拉桿、耐火磚內襯及支座組成。豎直管道由4根大拉桿緊固防止垂直變形，中間位置有大拉桿補償器，進一步緩解管道變形，保證管道溫差大而引起的變形，水平段有2根大拉桿緊固防止變形移位，中間位置同樣有一軸向補償器，緩解管道變形。

二、熱風管道變形拉桿損壞及處理情況

（1）在生產過程中發現異響后，遂檢查發現熱風圍管三通處拉桿變形，立管和直段補償器拉直損壞，立管補償器西北角拉桿斷裂，立管下沉，內部磚襯倒塌損壞。（2）管道處理恢復方案：1）立管處理：方案對熱風總管立管進行固定，在立管膨脹節上部和下部分別焊接吊耳，用4個10T倒鏈進行起吊。在立管膨脹節上部焊縫處，用氣割割寬280mm的環帶。待耐材清理完畢后，100T吊車及70T吊車起吊，4個10T倒鏈配合起吊，進行管道復位，加固。采用鋼制膨脹節包覆立管膨脹節。2）水平管道處理：割除平管膨脹節，將總管斷開，便于立管復位；待管道復位后，對平管進行支撐加固。安裝平管鋼制膨脹節。平管膨脹節安裝完成后，在平管膨脹節兩側焊接拉桿支座，采用φ65圓鋼加工長度1800mm拉桿4個進行固定?；謴蜔犸L管道拉桿。（3）管道內耐材更換處理方案：高爐休風后，風口堵死，打開倒流閥，打開熱風總管末端人孔、圍管三岔口人孔，對管道進行降溫，降溫重點區域為圍管三岔口至倒流管段管道，為了確保管道能夠即快速降溫又不受到熱震損壞，要求降溫速度控制在

20℃/h，由煤氣崗位工每小時用紅外線測溫儀檢測控制管道降溫速度；管道溫度降低至40℃時施工人員進入作業，為了加快施工進度，管道殘磚清理可以分段進行，第一階段在損壞的水平膨脹節及熱風總管立管上彎頭管道磚斷層處檢查孔割開后，即可對該部位殘磚進行清理；第二階段蘇和公司在立管膨脹節上沿割開管道斷帶后，即可對管道磚繼續清理，清理殘磚量約

3m長度；第三階段根據水平膨脹節更換要求對膨脹節部位殘磚進行清理，清理完成后對內部磚襯進行砌筑恢復。

三、熱風管道變形拉桿損壞原因分析

（1）事故經過：2015年5月16日2#高爐在復風249小時后，在風壓329KPa，頂壓185KPa，風溫1130℃，正常生產時，大夜班0：50分左右，從熱風總管方向傳來異常聲音，經檢查發現熱風總管垂直大拉桿軸銷斷裂，垂直部分位移下沉300mm，平行部分向西位移200mm，管道支撐傾倒，復式膨脹節波紋擠壓、拉伸變形、中部發紅。02：15分休風，焊補泄漏點后于05：00復風，上休風料，累計用時145分鐘。16日15：00休風。經恢復熱風總管位移，焊接大拉桿支座，增設筋板，更換空心軸銷，增設膨脹節等改造、修復措施，于5月21日早06：15分復風。共用時111小時45分鐘。（2）事故原因分析：熱風總管舊外殼與新砌筑耐火磚膨脹量不匹配：2#高爐在本次熱風總管耐火磚重新砌筑時，熱風總管外殼鋼材標號Q235與新砌筑耐火磚膨脹系數產生不匹配現象，導致在高爐各項指標接近正常值時，耐火磚產生膨脹能量積累，在熱風圍管鋼結構薄弱處，產生位移、變形、開裂，是導致該起事故發生的主要原因。本次事故的處理過程中發現熱風總管與拉桿支座存在隱形焊接質量問題，及拉桿固定軸銷為空心無縫管制作等鋼結構不合理問題，未能及時發現，在熱風管道受熱膨脹變形的過程中，鋼結構損壞，是導致事故的另一個主要原因。在事發前，2#高爐未能及時發現事故前期預兆，是導致該起事故擴大化的主要原因。

總結：本文介紹熱風總管出現變形損壞后的問題分析和處理措施，總結該結構設施的特點及缺陷。具體如下：（1）對同類設施進行溫度檢測及變形位移監測，隨時對該類結構設施進行掌控，確保問題擴大化。（2）對同類設施應盡一步進行設計改進，降低盲板力，確保因變形后造成事故擴大。目前，我單位2#高爐已出現此類問題，為防止再次出現問題，建議對該類結構設施重點監控并進行設計改造。

參考文獻：

[1] 《動力管道手冊》機械工業出版社

[2] 《冶金課程工藝設計計算》