2023年1月29日，河南省豫興熱風(fēng)爐工程技術(shù)有限公司（下文簡稱豫興公司）受吉林省某鋼鐵公司委托，對其2號1080m3高爐配套的3座熱風(fēng)爐停爐大修。該套熱風(fēng)爐于2012年建成投產(chǎn)，原采用小帽子頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù)，蓄熱體采用19孔30mm孔徑格子磚，設(shè)計送風(fēng)時間60分鐘，風(fēng)溫1200℃，至今熱風(fēng)爐已經(jīng)運行12年。
大修之前，該熱風(fēng)爐存在的問題是，當(dāng)送風(fēng)時間縮短至50分鐘內(nèi)，風(fēng)溫低于1200℃，且格子磚的壓差高達(dá)17千帕，而拱頂爐殼溫度和直段爐殼溫度高達(dá)200℃~300℃，且局部爐殼高溫變色碳化嚴(yán)重，存在爐殼開裂和爐殼爆飛等安全隱患。因此，該熱風(fēng)爐大修刻不容緩。
豫興公司技術(shù)團(tuán)隊進(jìn)熱風(fēng)爐內(nèi)查看后發(fā)現(xiàn)，蓄熱體格子磚床面已全部被粉塵及渣蝕堵塞，上部高溫區(qū)域格子磚板結(jié)為一體，板結(jié)厚度約1.5米，且格子磚床面下沉約2米；支撐拱頂直段的托板及內(nèi)層爐殼已經(jīng)嚴(yán)重碳化損壞成分層狀和粉末狀，存在極大的安全隱患，不言自明！
經(jīng)豫興公司專家分析研判，得出以下結(jié)論：該熱風(fēng)爐出現(xiàn)以上問題的主要原因是結(jié)構(gòu)設(shè)計存在嚴(yán)重缺陷，尤其是格子磚的設(shè)計和耐材材質(zhì)選擇都不符合高風(fēng)溫穩(wěn)定長壽條件，甚至不能適應(yīng)普通風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐基本要求。
格子磚的設(shè)計和材質(zhì)選擇皆不合理，會使上部格子磚在高溫承重作用下軟化下沉，堵塞格孔，造成嚴(yán)重板結(jié)后不通風(fēng)，失去蓄熱換熱性能。另一個問題是該熱風(fēng)爐燃燒器的設(shè)計也不合理，使燃燒火焰過長，燃燒不完全，會造成格子磚蓄熱體內(nèi)再混合燃燒，從而導(dǎo)致格子磚嚴(yán)重板結(jié)；其錐形拱頂耐材出現(xiàn)下沉并與爐殼之間形成較大的間隙存留高溫，導(dǎo)致爐殼嚴(yán)重高溫變色；燃燒室密封段的蓄熱室大墻磚嚴(yán)重變形開縫，使高溫在壓力作用下直接進(jìn)入裂縫中，導(dǎo)致熱風(fēng)出口及拱頂?shù)闹瓮邪搴蛢?nèi)部局部爐殼高溫嚴(yán)重碳化。
豫興公司長期建設(shè)和大修改造傳統(tǒng)熱風(fēng)爐的實踐和經(jīng)驗充分證明：合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和正確的材質(zhì)選擇，完全可以保證熱風(fēng)爐具備下列性能：一是爐殼安全不開裂，不碳化；二是耐材高溫不變形，密封不漏風(fēng)；三是格子磚不渣化、不板結(jié)、不下沉，熱風(fēng)出口不垮塌，拱頂不下沉、不損壞。即使在長期穩(wěn)定的1200℃以上風(fēng)溫條件下工作，也能輕松實現(xiàn)25年~30年兩代高爐爐齡。
因此，采用合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，燃燒器科學(xué)的計算、耐材材質(zhì)的最佳選擇等科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計，對熱風(fēng)爐發(fā)揮高風(fēng)溫、長壽、節(jié)能、環(huán)保性能至關(guān)重要。（夏杰生）
圖1為大修前的吉林某鋼鐵公司熱風(fēng)爐，其熱風(fēng)出口及拱頂?shù)闹瓮邪搴蛢?nèi)部局部爐殼也高溫嚴(yán)重碳化
圖2為因設(shè)計和選材皆不合理導(dǎo)致該熱風(fēng)爐內(nèi)層爐殼已經(jīng)嚴(yán)重碳化損壞成分層狀和粉末狀的情景
圖3、圖4為因設(shè)計和選材皆不合理而導(dǎo)致該熱風(fēng)爐上部格子磚在高溫承重作用下軟化下沉，嚴(yán)重堵塞格孔，造成嚴(yán)重板結(jié)后不通風(fēng)，失去了蓄熱換熱性能的現(xiàn)場情況
