南鋼2號高爐熱風管道崩裂事故處理及修復分析

王志堅

摘 要：熱風爐在長時間運行過程中容易產生各種故障，其中受高溫影響導致熱風管道崩裂故障較為常見，嚴重影響高爐穩定運行，不利于提高企業生產效率和生產質量。為了防止或減少故障發生率，需要充分掌握事故產生的常見原因，并在此基礎上提出相應的處理方法和修復對策，從而保證高爐安全運行，有效延長其使用壽命。

關鍵詞：高爐;熱風管道;崩裂事故;處理;修復

前言：

高爐是鋼鐵企業煉鐵輔助設備，在提高煉鐵效率和質量方面發揮積極作用，有利于推動鋼鐵產業健康發展。近年來，隨著科學技術不斷進步，煉鐵設備也在不斷優化和完善。其中高風溫熱風爐以其成本低、作業連續等多種優勢，廣泛應用到鋼鐵產業中，為提高企業經濟效益奠定良好基礎。現階段，我國大部分投入使用的熱風爐均為雙預熱系統，該系統應用了諸多先進技術和材料[1]。在實際應用中，能夠實現1200℃風溫持續輸送。然而，高爐在實際運行過程中，受結構不合理、維修養護不當等因素影響，容易產生熱風管道崩裂事故，輕則影響高爐性能，重則引發安全事故，所以采取處理機修復措施盡可能減少事故損害，是鋼鐵企業實現穩定發展目標的必要需求。

1.事故經過處理及原因分析

本文以2號高爐熱風爐事故案例進行分析，5月7日在日常點檢過程中，發現7號熱風爐三岔口溫度達到500℃以上，技術人員采取降溫措施處理。下午1點左右，發現7號熱風爐送風時三岔口鋼殼明顯發紅，立即停止7號熱風爐繼續送風，2號高爐準備休風處理。下午4點左右休風完畢，打開鋼殼發現內部耐材垮塌，現場溫度高無法施工，降溫困難。后燒一個熱風爐對煙囪加熱，煙道溫度上來后，開7號煙道閥、熱風閥，利用煙囪抽力降溫。另外從混風管開孔用引風機抽（開孔在混風閥與調節閥之間，混風閥打開，調節閥關閉），降溫速度很快。小夜班后期22：00后開始支模準備澆注。8日4：30澆注完成，開始封閉鋼殼。結合事故現象對其引發原因進行分析。可以總結為以下幾點：

1.1結構設計不合理

熱風爐運行環境下惡劣，雖然其本身具備較高的耐熱、耐壓性能，但是長時間受收縮、振動、沖擊等作用影響，不可避免會導致高爐產生熱風管道崩裂問題。這也與高爐結構設計息息相關。另外，所有熱風管兩側均設置波紋管補償器。雖然這種結構能夠有效避免熱風主管端頭對熱風支管造成的鼻梁影響，但高爐在運行過程中產生的熱風，會導致爐殼不斷膨脹，并對支管造成一定壓力。最終引發高爐熱風管道崩裂事故。與此同時，2021年4月13日，為配合4#熱風爐停爐大修，長時間休風并使用引風機強制冷卻熱風管道，導致冷熱溫差過大，使7#熱風三岔口耐火磚松動。

1.2管道維護不當

高爐在運行過程中時常存在管道局部升溫現象，主要原因是內襯存在縫隙，導致熱風進入內部。當前，對于這一問題，大多采用灌漿方法進行處理，即對縫隙進行密封。在實際操作過程中，需要技術人員控制好壓力，避免壓力過高對內襯造成擠壓，導致火磚松動或內襯坍塌。通常情況下。引發這一問題的根本原因在于管道維護管理不到位，沒有定期對管道進行排查和養護，導致管道存在的潛在問題沒有及時發現和處理，最終導致管道產生質量問題，并引發熱風管道崩裂事故。

2.高爐熱風管道崩裂事故預防措施及修復對策

2.1合理設計，結構優化

針對高爐結構不合理問題，需要通過優化結構設計方式進行解決。具體來說：首先，受溫度影響導致熱風管道變形問題無法避免，所以進一步強化鋼結構至關重要。可以通過增加三岔口鋼板厚度等方式盡可能降低結構變形率。另外，對熱風管道內襯結構進行優化。可以采用以下兩種方法：第一，利用變徑方式對主管、圍管以及主支管進行處理，在保證外徑不便的情況下縮小內徑，從而提高風管組合的穩定性，提高其抗壓能力和耐熱能力[2]。第二，在三岔口設計過程中充分考慮頂磚不穩和管道變形問題。可以采用澆注料與組合磚聯合方式對管道相貫位置進行處理。具體來說，就是將組合磚作為基礎部門，并利用澆注料對上部分進行澆筑，有效提高上部分抗壓能力，避免管道在管殼作用下產生變形問題[3]。

2.2強化維修養護

高爐鋼殼開裂的主要原因大多為熱應力所致。熱風管道內襯包括多層介質，如重質層、隔熱層、耐火纖維層等。可以在一定程度上提高管道耐熱能力。在高爐運行過程中，需要將溫度控制在合理范圍內，如果控制不當，導致其中某層發生破壞現象，會增加崩裂事故發生率。針對這一問題，需要相關部門做好維護管理工作。這就需要技術團隊全面掌握國內外先進維修養護技術，并制定健全、完善的養護計劃。定期對高爐熱分管道進行排查，重點對爐殼等易于產生質量問題的位置進行檢查。對于存在潛在隱患的位置，需要針對性采取措施維修。針對損壞嚴重的管道需要及時更換，積極使用創新工藝及材料，將故障問題消除在根源處，從而形成免維護高爐熱風管道。

2.3送風管路優化

送風管路是送風系統中較為薄弱的環節之一，容易受自身結構、鋼結構等因素影響產生變形等問題。需要針對性采取措施防范。針對送風管路出現的事故，需要遵循“早發現，早防范”基本原則，并利用合理方式控制，一旦處理不當，反而會適得其反，增加事故危害程度。在采用灌漿技術對管道局部進行處理使，必須控制好灌漿壓力，避免管道內襯損傷。在高爐運行過程中，如果發現管殼發紅，需要及時通過風冷方式降低溫度，避免使用打水方式，否則會導致鋼結構破壞，并引發管道崩裂事故。從送風管道結構方面進行分析，需要對其進行合理優化和改進，盡可能保證高爐在高熱應力力、高熱負荷狀態下依然能夠穩定運行[4]。這就需要專家和學者加大技術研究水平，豐富生產實踐經驗，積極使用新型抗晶界腐蝕材料，提高送風管道耐熱性能，改善內襯砌筑工藝技術，降低溫熱風排放率，或者增加料磨料耐磨彎頭，如圖1所示。同時提高結構強度和延伸性。如此能夠有效避免管道崩裂事故，從而提高高爐運行安全性和穩定性，為煉鐵作業順利實施奠定良好基礎。

結束語：

綜上所述，在高爐運行過程中，受運行時間過長、溫度持續上升等諸多因素影響，容易導致高爐熱風管道產生崩裂問題，嚴重影響高爐運行狀態，同時會引發一系列安全事故。基于此，本文結合引發崩裂事故的常見原因進行分析，并提出相應的改進對策，旨在為發揮高爐作用和性能奠定基礎。

參考文獻：

[1]張晨，李陽，趙文廣. 高爐熱風管道崩裂事故處理及修復技術[J]. 工業爐，2017，38（1）：67-70.

[2]薛晉安，張晉生. 太鋼3號高爐熱風爐管道設計的改進[J]. 煉鐵，2018，20（3）：46，47.