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摘要 ：因九钢 3# 高炉热风炉热风出口高温发红并且频繁炸 焊跑风， 炼铁厂为彻底消除隐患， 特制定行之有效的检修方案对 热风炉高温及跑风部位进行处理，同时剩余两座热风炉一烧一 送维持高炉正常生产， 炉内采取相应的应对措施， 成功的化解了风温大幅度下降对炉内操作的影响。
关键词 ：热风炉,一烧一送,风温
九钢 3# 高炉(1780m3) 为顶燃旋切卡鲁金式热风炉，于2008 年 10 月投入使用，截至2021 年底，已运行 15 年有余，历经三代 炉龄，因高炉多次开、停炉大修，及热风炉内部耐材使用维护不 周，热风本体及管道耐材多存在工作层剥落减薄， 砖衬缝隙内部 扩大，浆料松散脱落等问题，造成热风出口、管道多处产生串风 导致管道发红发热，其中最为严重的是 3# 高炉热风炉 3# 热风出 口，该热风出口近些年以来一直存在炉壳高温发红、局部焊缝炸焊跑风的情况， 曾在以往的检修中多次处理， 处理主要采取发红 处外部打包箱再辅以水冷，日常正常运行时加强检查等方式进 行监护使用， 但内部串风的问题始终未能有效解决， 若再不及时 处理，则存在热风出口保温材料塌陷后，1230℃的热风直接蹿漏 至钢壳内表面， 钢壳温度升高超过其蠕变温度， 达到软化温度后 发生撕裂烧穿导致高炉放风的风险。极端情况下会导致高炉煤 气倒流至热风管道发生爆炸。若出现在燃烧期， 会导致大量空煤 气外泄燃烧，对外部管网(空、煤气管线)、电缆桥架等附属设施 产生威胁。
1 热风炉主要设计参数及风温使用情况
3# 高炉热风炉设计使用寿命 30 年，设计参数如下 ：热风 炉座数 3 座，热风炉全高 45550mm，热风炉钢壳内径(上 / 下) 9200/8654mm， 蓄 热 室 内 径 7688mm， 蓄 热 室 断面 积 46.42m2. 蓄热室格子砖高度 26040mm，十九孔格子砖孔径 ∮ 28mm，每 立方米格子砖加热面积 54.93m2/m3.每座热风炉格子砖总重 1488t/ 座，每座热风炉总蓄热面积 66398m2/座，每m3 高炉容积 加热面积 112m2/m3.热风温度≧ 1150℃，最高废气温度 450℃， 高炉煤气预热后温度 160℃~ 200℃，助燃空气预热后温度160℃~ 200℃， 日常操作风温 1150℃~ 1200℃。
2 热风炉烧穿事故
11月15日上午8 ：30分左右，3# 高炉热风炉在正常送风期 间从监控摄像观察到热风出口突然有大量火星喷射而出，值班 室人员马上采取紧急休风的措施，检查后发现 3# 热风出口原焊 缝炸裂烧穿，之后换炉用其它热风炉继续送风，将 3# 热风炉焖 炉处理后高炉恢复正常生产，之后检查发现原有包箱处烧穿约 100mm长，10mm 宽的缝隙，对烧穿出临时抢修挖补并填料浇注外喷水后暂时恢复使用。
为彻底消除 3# 热风炉热风出口安全隐患，杜绝突发事故对 高炉生产造成被动影响，炼铁厂决定于 11 月28 日对 3# 热风出口 进行检修处理， 同步处理 3# 热风支管三岔口高温发红问题。
3 检修方案的制定及实施
检修原计划 60h处理完成， 由上海二十冶建设有限公司对 3# 高炉 3# 热风出口和三岔口检修处理。九钢炼铁配合施工，主要 负责检修前的准备确认工作， 检修过程的监督和配合， 检修过程 的安全监护， 以及检修全过程高炉应对。
3.1 检修主要流程
3.1.1 热风三岔口检修流程
现场勘查加工管壳板及钢模→现场安装施工平台，管壳及 钢模调运至现场→切断煤气阀、加盲板、切断热风阀，炉内达到 负压状态→热风管道切割并清理塌陷的耐材→管道支模浇注、 管壳恢复。
3.1.2 热风出口检修流程
切开炉壳并清理塌陷的耐材料→安装内衬钢模及加固，安 装直段外模→炉壳直段浇注→安装炉壳斜段外模及浇注→拆外 模，贴外层棉，炉壳回装→炉壳烧焊→压浆→完成修复，热风炉 投入运行(生产 8h 后补浆)。
3.2 检修流程中各检修方案及实施
3.2.1 钢模制作及施工平台
检修开始前在热风炉出口上部及热风出口管道 1/3 处需焊 接安装两层施工操作平台。下层平台用于炉壳拆除、清理坍塌耐材、贴膜、填棉、炉壳回装等工作。上层平台安装搅拌机和操作人员使用。操作平台采用∠ 63*5 角钢焊接安装。钢模采用 8mm 钢板， 炉壳钢模按照热风炉炉壳半径加工成弧形， 热风出口管道 钢模按照出口管道半径加工成弧形。在钢模外表面焊锚固件， 再 抹一层 30mm ~ 50mm 厚度的浇注料，防止炉内温度过高钢板 变软。
3.2.2 切断煤气阀、装盲板， 切断热风阀
切断煤气阀、装盲板，切断热风阀的工作由炼铁厂完成。完 成后采用仪器检测煤气必须低于安全值，氧气浓度达到安全要 求， 同时炉内压力为负压状态。
3.2.3 切开炉壳及清理坍塌的耐材
由于炉内温度在 800℃~ 1000℃左右，炉壳切割作业人员每 15min 进行轮换。炉壳先切开 1.5m*2.5m 的一个口子， 检查耐材 坍塌情况， 再根据炉内耐材坍塌具体情况切割炉壳。切割炉壳完 成后人工清理松散耐材。
3.2.4 安装炉内外钢模并浇注
炉内钢模采用 8mm 钢板，大墙洞口清理好后进行弧形钢模 安装。由于炉内温度很高， 安装钢模的过程是整个检修工程的最 难和耗时的阶段。钢模安装先进行测量大墙洞口空间尺寸， 洞口 如还有凸起部分必须清理修整， 保证钢模下料尺寸准确， 再进行 钢模下料。在钢模靠外侧焊接不少于 4 根 Φ48*3.5 钢管便于作业 人员用手安装钢模才有受力点。再焊接上下各4 根共 8 根 Φ20 钢 筋。钢筋拉在炉壳外平台梁或柱上焊牢。钢模安装完成后仔细 检查， 如有缝隙则采用保温棉塞缝， 防止浇注料现浇时漏浆。
外模安装采用 6mm 厚钢板，外模安装位置在炉壳进去 200mm 处，预留位置安装型号 114*230*65 轻质保温砖。将钢板 加工成炉壳半径的弧形， 先将炉壳直段外模安装好后， 然后进行 浇注料现浇施工，直段浇筑完成后，马上安装过渡段外模，然后 进行过渡段浇注料现浇施工。考虑到浇注料浇筑的密实程度和 防止浇筑稀料水分蒸发过快， 须采用对钢模的保温处理， 用纤维 板固定在钢模上， 防止浇筑料时钢模产生高温， 影响浇筑材料的 使用寿命。炉内温度很高，为了避免作业人员高温灼烧，作业人员必须 15min轮换。钢模安装作业人员全部穿防烫服。
浇注料施工完成后间歇 15min 到达初凝后，撤除钢板外模。 清扫干净垃圾杂物后， 开始砌筑轻质保温砖。保温砖砌筑完成后 进行炉壳回装， 炉壳必须预留好排气孔和压浆孔。
3.2.5 压浆及二次压浆
炉壳回装后在完成在浇注料初凝后，与原大墙砖连接处和 炉壳接触面会形成大小不一样的缝隙，这时采用炉壳焊好的压浆管压浆。从底部开始压浆，除非已经冒浆的孔，否则每一个压浆孔都需要压入。压入后需要关闭压浆孔。压浆完成 4h 后热风 炉恢复使用。
热风炉使用 8h 后，现浇的浇注料已经完全凝固收缩完成， 这时还有可能与原大墙砖连接处和炉壳接触面可能会产生大小不一样的缝隙， 这时再进行第二次压浆。
检修期间 1#、2# 热风炉一烧一送， 3# 热风炉独立断开进行检 修。检修于 11 月28 日早上 9 ：02 开始，12 月1 日 6 ：00 热风炉恢 复两烧一送， 共计处理 68h58min。
3.3 热风炉热风出口检修效果评价
11月30日6 ：00开始3# 热风炉单独送风，期间浇注区域外 壳最高温度 73℃，后期运行稳定，此处炉壳再无出现高温发红 及跑风的现象， 此次检修取得了较好的效果。
4 热风炉改一烧一送对高炉操作的影响及高炉计划的应 对措施
4.1 对高炉操作的影响
从以往的检修经验来看，热风炉检修期间一烧一送对高炉 操作造成的主要影响是风温前期逐步下降、后期逐步上升时炉 内如何平稳过渡好， 保证炉内的热制度不受到破坏， 从而保证生 产的稳定。
其次是在风温下降至较低水平时炉内焦煤比如何进行平衡， 在风温较低时如何降低煤比保证炉内的理论燃烧温度受控。
由于热风炉由两烧一送改一烧一送之后因烧炉时间减少导 致风温大幅降低后高炉煤气利用下降，高炉炉顶温度上升造成 顶温失控燃料比上升如何应对。
4.2 高炉计划的应对措施
(1) 在检修之前一个班热风炉大烧，将 1#、2# 热风炉烟道温 度烧至410℃，热风炉检修期间使用的两座热风炉空气阀门全开烧炉期间全程大烧保证风温。
(2) 热风炉处理前一个班确保炉缸热量充沛，炉温按 0.4% ~ 0.5% 控制， 处理期间按照 0.4% ~ 0.6% 控制， 渣碱度控制 1.10倍~ 1.15倍，保证渣铁充足的热量和良好的流动性。
(3) 处理期间因始末温会相差很大，故开混风阀控制风温阶 梯性降低。根据上次的处理经验，热风温度每 6h 平均风温下降 50℃左右。根据风温下降趋势负荷提前调剂， 煤比逐步降低。
(4) 优化炉料结构，热风炉处理期间减少块矿使用比例，提 高一级焦使用比例。
4.3 热风炉检修期间高炉操作应对
计划安排 8 ：00 开始热风炉倒盲板，3# 热风炉在检修前需 提前降拱顶温度降至 1000℃，高炉需对烧炉和换炉计划适当调整。从 11 月28 日晚班开始将 3# 热风炉送风时间适当延长，同时 加强 1#、2# 热风炉的烧炉工作，确保 1#、2# 热风炉烟道温度达到 410℃。11 月27 日中班时先通过提高煤比将炉温提至上限水平。 为应对风温下降， 高炉在28 日 3 ：30退负荷 0.1t/t，6 ：30 分时再 退 0.2t/t ~ 4.0t/t。热风炉 8 ：00 准时倒煤气盲板， 期间热风炉停 烧，9 ：02 分倒好盲板，1# 、2# 热风炉开始一烧一送。同时开始 处理 3# 热风出口， 负荷再次退至 3.9t/t。11 月28 日高炉晚班前期 操作参数如下 ：风压400kpa， 风量4120m3/min， 氧气 10500m3/h， 风温 1190℃， 煤比 160kg/t， 燃料比 550kg/t。
因晚班参数控制不到位，炉温及物理热均偏下限，故退负 荷稍早，28 日晚班 3 ：00 左右在延长 3# 热风炉送风周期凉拱顶 期间风温稍有下降，但影响时间不长。至 9 ：00 钟热风炉倒盲 板后风温直接由正常 1180℃水平下降至 1100℃，按照理论核 算，应提高燃料比 8kg/t ~ 10kg/t.Fe。白班时燃料比基本控制在 560kg/t.Fe ~ 565kg/t.Fe，此时风温水平尚可， 煤比暂时根据负 荷自由调剂。
下午 15 ：00 左右，平均风温逐步降低至 1050℃(因始末温 差距扩大，开混风阀调剂始温)，因前期负荷基本到位，高炉此 时补偿热量主要仍以提煤比为主，燃料比控至 575kg左右，受风 温下降及炉内焦炭增多后焦窗厚度增加影响，高炉风量逐步上 升至 4200m3/min 左右，风压下降至 390kpa左右。整个中班平均 风温基本保持在 1050℃左右。
至29 日晚班 3 ：00 左右，风温下降至 990℃左右，末温降至 850℃，高炉操作煤比 140kg/t.Fe，4 ：00 负荷退至 3.8t/t，晚班后 期风温进一步下降，炉内稍加压力，风量增至4350m3/min左右， 加风后热风炉热量损失加剧，末温最低降至 750℃，同时因煤气 利用变差，风量大，高炉炉顶温度上升至250℃左右，布袋箱体 温度上升。此时采取控制风量的措施，将风压控制在 395kpa 以 内，风量 4150m3/min 后顶温逐步下降，风温末温回升至 840℃， 此时，炉内基本上处于一个平衡的状态，操作趋于稳定，风温 下降趋势减缓。由于风温下降，风量明显上升，风量由晚班的 4120m3/min 上升到4300m3/min，平均风温下降到 930℃，由于风 温下降， 煤比调整到 135kg/t， 燃料比 575kg/t。
热风炉一烧一送期间风温低时须有效控制风量，即可保证风 温不过快下降，也快保证炉顶温度受控，同时因为检修后期始末温差距愈加扩大，对送风装置的伤害也比较大，在一定程度上控制风量保证风温不过快下降很有必要。但是炉内操作略显保守， 主要是参数控制不到位，导致炉温偏高。在高富氧低风温的情况 下煤比的调整空间较大， 一定程度上降低了炉内的操作难度。
11 月29 日调整料制抑制边缘气流，至 11 月 30 日除平均风温 逐步下降至 900℃以外炉内操作无其它动作，炉内正常操作。上 午 11 ：00 时上矿批至44t，后高炉煤气利用有所改观，在风温下 降的同时操作燃料比反而下降至550kg/t.Fe左右，煤比 120kg/t.Fe 左右。12 月 1 日晚班检修完成，6 ：00开始恢复两烧一送，白班时 风温逐步回升。炉内操作上逐步调整至正常。
检修前及检修期间经济技术指标对比如下 ：此次热风炉共 处理期间日产量由正常期的4891t下降到4724t，下降 167t左右 ; 煤比由正常期的 160kg/t 下降到 135kg/t， 下降 25kg/t左右 ;风 温由正常期的 1190℃下降到 920℃，下降 270℃左右 ;生铁 [Si] 由正常期的 0.36% 提高到 0.44%， 上升 0.08% 左右 ;铁水温度基 本稳定在 1500℃。
5 总结
(1) 此次热风炉单炉检修时间较长，其它两座热风炉一烧一 送期间风温下降较多， 炉内前期在检修前焦炭负荷分次退守， 以 负荷和煤比衔接下达作用，检修期间在风温持续波动比较大的情况下炉温水平基本受控， 有效的保证了高炉热制度的稳定。
(2) 因检修时间长，检修期间高炉一直保持了较高的风量水平，再配合高富氧率提高煤气发热值，降低热风炉烧炉难度，同 时高富氧量也确保了低风温下喷吹的效果，降低了煤粉在炉内 未燃烧的比例。因此此次检修时炉内在前期负荷调整到位后后 期基本不做调整，主要以调煤比来控制炉温，在风温下至 900℃ 时操作煤比保持在 120kg/t.Fe 以上仍对参数调整有着较为积极 的效果， 有效地降低了操作难度。
(3) 在处理期间高炉提前开混风阀控制风温，阶梯性降低风 温水平， 尽量减少始末风温的差值， 可降低风温波动对炉况的影响，也可降低因风温波动大对送风装置造成的影响。
(4) 热风炉检修采取一烧一送措施送风时风量要根据检修 时间长短来控制到位， 控制原则以风温不过快下降， 高炉炉顶温 度受控为主要依据。
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