科学设计和合理选材至关重要

——豫兴公司大修传统热风炉得到的启示

 夏杰生 中国冶金报

 2023年1月29日，河南省豫兴热风炉工程技术有限公司（以下简称豫兴公司）受吉林省某钢铁公司委托，对其2号1080m³高炉配套的3座热风炉停炉大修。该套热风炉于2012年建成投产，原采用小帽子顶燃式热风炉技术，蓄热体采用19孔30mm孔径格子砖，设计送风时间为60分钟，风温1200℃。至今热风炉已经运行12年。

 大修之前，该热风炉存在的问题是：当送风时间缩短至50分钟内风温低于1200℃，且格子砖的压差高达17千帕，而拱顶炉壳温度和直段炉壳温度高达200℃~300℃，且局部炉壳高温变色碳化严重，存在炉壳开裂和炉壳爆飞等安全隐患。因此，该热风炉大修刻不容缓。

 豫兴公司技术团队进入热风炉内查看后发现：蓄热体格子砖床面已全部被粉尘及渣蚀堵塞，上部高温区域格子砖板结为一体，板结厚度约1.5米，且格子砖床面下沉约2米；支撑拱顶直段的托板及内层炉壳已经严重碳化损坏成分层状和粉末状，存在极大的安全隐患。

 经豫兴公司专家分析研判，得出以下结论：该热风炉出现以上问题的主要原因是结构设计存在严重缺陷，尤其是格子砖的设计和耐材材质选择都不符合高风温稳定长寿，甚至不能适应普通风温热风炉基本要求。

 格子砖的设计和材质选择均不合理，会使上部格子砖在高温承重作用下软化下沉，堵塞格孔，造成严重板结后不通风，失去了蓄热换热性能。此外，该热风炉燃烧器的设计也不合理，使燃烧火焰过长，燃烧不完全，造成格子砖蓄热体内再混合燃烧，格子砖严重板结；其锥形拱顶耐材出现下沉并与炉壳之间形成较大的间隙存留，导致炉壳严重高温变色；燃烧室密封段的蓄热室大墙砖严重变形开缝，使高温气流在压力作用下直接进入裂缝中，导致热风出口及拱顶的支撑托板和内部局部炉壳高温严重碳化。

 豫兴公司长期建设和大修改造传统热风炉的实践和经验充分证明，合理的结构设计和正确的材质选择，完全可以保证热风炉具备下列性能：一是炉壳安全不开裂、不碳化；二是耐材高温不变形，密封不漏风；三是格子砖不渣化、不板结、不下沉，热风出口不垮塌，拱顶不下沉、不损坏。热风炉即使在长期稳定的1200℃以上的高温条件下工作，也能轻松实现25年～30年的两代高炉炉龄。

 因此，采用合理的结构设计、燃烧器科学的计算和最佳的耐材等科学严谨的设计，对于热风发挥节能、环保性能至关重要。