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(wèi)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(chǎn)中要求該設施性能穩(wěn)固可靠，本文從該設施結構的特點，出現(xiàn)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(chǎn)，一直處于良好的運行狀態(tài)，現(xiàn)高爐已投產(chǎn)運行6年多，在2015年5月經(jīng)過5個月的大修后恢復生產(chǎn)，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(fā)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(xiàn)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(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)異響后，遂檢查發(fā)現(xiàn)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(jié)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(jié)上部焊縫處，用氣割割寬280mm的環(huán)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(jié)包覆立管膨脹節(jié)。2）水平管道處理：割除平管膨脹節(jié)，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(jié)。平管膨脹節(jié)安裝完成后，在平管膨脹節(jié)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。恢復熱風管道拉桿。（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(qū)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(yè)，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(jié)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(jié)上沿割開管道斷帶后，即可對管道磚繼續(xù)清理，清理殘磚量約

3m長度；第三階段根據(jù)水平膨脹節(jié)更換要求對膨脹節(jié)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(jīng)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(chǎn)時，大夜班0：50分左右，從熱風總管方向傳來異常聲音，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)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(jié)波紋擠壓、拉伸變形、中部發(fā)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(jīng)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(jié)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(shù)產(chǎn)生不匹配現(xiàn)象，導致在高爐各項指標接近正常值時，耐火磚產(chǎn)生膨脹能量積累，在熱風圍管鋼結構薄弱處，產(chǎn)生位移、變形、開裂，是導致該起事故發(fā)生的主要原因。本次事故的處理過程中發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)，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(fā)前，2#高爐未能及時發(fā)現(xiàn)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(xiàn)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(jiān)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(xiàn)此類問題，為防止再次出現(xiàn)問題，建議對該類結構設施重點監(jiān)控并進行設計改造。

參考文獻：

[1] 《動力管道手冊》機械工業(yè)出版社

[2] 《冶金課程工藝設計計算》