顶燃式热风炉热风管道变形损坏的原因分析及处理方案

孙卫平　薛刚

摘 要：热风炉热风总管是高炉送风的关键设施之一， 实际生产中要求该设施性能稳固可靠，本文从该设施结构的特点，出现事故后分析问题原因及处理措施等方面做一些介绍，为该类设施的改进完善提供一个方向。

关键词：热风总管；变形断裂

前言：陕西龙门钢铁有限责任公司炼铁厂2#高炉（1800m3）顶燃式热风炉在2008年11月建成投产，一直处于良好的运行状态，现高炉已投产运行6年多，在2015年5月经过5个月的大修后恢复生产，在运行一段时间后，热风炉总管至进高炉热风围管处一段管道发生严重变形并导致补偿器、拉杆损坏及内部砖衬倒塌损坏，造成高炉休风，随后对以上问题进行调查分析和修复处理。本文简要介绍该类设施出现事故后分析问题的原因及处理措施，为该类设施的改进完善提供一个方向。

一、结构特点

热风总管主要由管道、补偿器、管道大拉杆、耐火砖内衬及支座组成。竖直管道由4根大拉杆紧固防止垂直变形，中间位置有大拉杆补偿器，进一步缓解管道变形，保证管道温差大而引起的变形，水平段有2根大拉杆紧固防止变形移位，中间位置同样有一轴向补偿器，缓解管道变形。

二、热风管道变形拉杆损坏及处理情况

（1）在生产过程中发现异响后，遂检查发现热风围管三通处拉杆变形，立管和直段补偿器拉直损坏，立管补偿器西北角拉杆断裂，立管下沉，内部砖衬倒塌损坏。（2）管道处理恢复方案：1）立管处理：方案对热风总管立管进行固定，在立管膨胀节上部和下部分别焊接吊耳，用4个10T倒链进行起吊。在立管膨胀节上部焊缝处，用气割割宽280mm的環带。待耐材清理完毕后，100T吊车及70T吊车起吊，4个10T倒链配合起吊，进行管道复位，加固。采用钢制膨胀节包覆立管膨胀节。2）水平管道处理：割除平管膨胀节，将总管断开，便于立管复位；待管道复位后，对平管进行支撑加固。安装平管钢制膨胀节。平管膨胀节安装完成后，在平管膨胀节两侧焊接拉杆支座，采用φ65圆钢加工长度1800mm拉杆4个进行固定。恢复热风管道拉杆。（3）管道内耐材更换处理方案：高炉休风后，风口堵死，打开倒流阀，打开热风总管末端人孔、围管三岔口人孔，对管道进行降温，降温重点区域为围管三岔口至倒流管段管道，为了确保管道能够即快速降温又不受到热震损坏，要求降温速度控制在

20℃/h，由煤气岗位工每小时用红外线测温仪检测控制管道降温速度；管道温度降低至40℃时施工人员进入作业，为了加快施工进度，管道残砖清理可以分段进行，第一阶段在损坏的水平膨胀节及热风总管立管上弯头管道砖断层处检查孔割开后，即可对该部位残砖进行清理；第二阶段苏和公司在立管膨胀节上沿割开管道断带后，即可对管道砖继续清理，清理残砖量约

3m长度；第三阶段根据水平膨胀节更换要求对膨胀节部位残砖进行清理，清理完成后对内部砖衬进行砌筑恢复。

三、热风管道变形拉杆损坏原因分析

（1）事故经过：2015年5月16日2#高炉在复风249小时后，在风压329KPa，顶压185KPa，风温1130℃，正常生产时，大夜班0：50分左右，从热风总管方向传来异常声音，经检查发现热风总管垂直大拉杆轴销断裂，垂直部分位移下沉300mm，平行部分向西位移200mm，管道支撑倾倒，复式膨胀节波纹挤压、拉伸变形、中部发红。02：15分休风，焊补泄漏点后于05：00复风，上休风料，累计用时145分钟。16日15：00休风。经恢复热风总管位移，焊接大拉杆支座，增设筋板，更换空心轴销，增设膨胀节等改造、修复措施，于5月21日早06：15分复风。共用时111小时45分钟。（2）事故原因分析：热风总管旧外壳与新砌筑耐火砖膨胀量不匹配：2#高炉在本次热风总管耐火砖重新砌筑时，热风总管外壳钢材标号Q235与新砌筑耐火砖膨胀系数产生不匹配现象，导致在高炉各项指标接近正常值时，耐火砖产生膨胀能量积累，在热风围管钢结构薄弱处，产生位移、变形、开裂，是导致该起事故发生的主要原因。本次事故的处理过程中发现热风总管与拉杆支座存在隐形焊接质量问题，及拉杆固定轴销为空心无缝管制作等钢结构不合理问题，未能及时发现，在热风管道受热膨胀变形的过程中，钢结构损坏，是导致事故的另一个主要原因。在事发前，2#高炉未能及时发现事故前期预兆，是导致该起事故扩大化的主要原因。

总结：本文介绍热风总管出现变形损坏后的问题分析和处理措施，总结该结构设施的特点及缺陷。具体如下：（1）对同类设施进行温度检测及变形位移监测，随时对该类结构设施进行掌控，确保问题扩大化。（2）对同类设施应尽一步进行设计改进，降低盲板力，确保因变形后造成事故扩大。目前，我单位2#高炉已出现此类问题，为防止再次出现问题，建议对该类结构设施重点监控并进行设计改造。

参考文献：

[1] 《动力管道手册》机械工业出版社

[2] 《冶金课程工艺设计计算》