由河南省豫興熱風(fēng)爐工程技術(shù)有限公司（下文簡稱 豫興公司）在線逐步優(yōu)化改造的廣東韶鋼松山股份有限 公司（下文簡稱韶鋼）8號高爐配套的繼1號、3號熱風(fēng)爐大修投產(chǎn)后的4號熱風(fēng)爐大修工程于2021年12月9日砌筑結(jié)束 ，12月16日烘爐點(diǎn)火一次成功。這是在韶鋼各部門信任和大力支持下的內(nèi)燃式改造為頂燃式和內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化大修相結(jié)合的經(jīng)典案例，也是將特有爐型切割爐殼改變?nèi)紵绞阶優(yōu)閼益溇€這種低氮、高效、高風(fēng)溫 頂燃式爐型在國內(nèi)首次成功嘗試。
審時度勢 施工計劃嚴(yán)謹(jǐn)
韶鋼8號高爐配套的內(nèi)燃式熱風(fēng)爐于2009年10月份投入生產(chǎn)運(yùn)行，至2019年已運(yùn)行約10年。韶鋼和國內(nèi)其他鋼鐵公司配套的內(nèi)燃式熱風(fēng)爐一樣，均出現(xiàn)火井剝落、穿洞、掉磚、風(fēng)溫低的弊端，繼1號、3號熱風(fēng)爐切割爐殼頂燃改造后投產(chǎn)，4號熱風(fēng)爐運(yùn)行狀態(tài)急劇下降，主要存在以下問題：熱風(fēng)爐每次換爐，高爐均會出現(xiàn)風(fēng)壓高，須減風(fēng)100m3/min進(jìn)行過渡；送風(fēng)50分鐘后，風(fēng)溫只有1050℃，前后差值大，導(dǎo)致高爐送風(fēng)風(fēng)壓波動大；燃燒器下部 隔墻穿洞導(dǎo)致煙氣中CO含量達(dá)14000PPm～ 20000PPm等，4號熱風(fēng)爐存在煙道系統(tǒng)發(fā)生鳴爆等重大安全隱患。為消除安全隱患，韶鋼與豫興公司共同交流論證對該熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)保持原樣基礎(chǔ)上進(jìn)行局部優(yōu)化設(shè)計修復(fù)。
針對4號熱風(fēng)爐使用情況，韶鋼有關(guān)專家和豫興公司反復(fù)討論論證，對火井墻材質(zhì)及結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，對以標(biāo)高4.677m為基準(zhǔn)以上部位的隔墻增加厚度，變更為3層230mm厚的重質(zhì)磚，火井隔墻與蓄熱室大墻連接的方式采用疊加式，既限制了火井隔墻的周向及內(nèi)外移動，又確保了火井隔墻和蓄熱室大墻自由上下漲縮移動，確保隔墻和蓄熱室大墻一體的穩(wěn)定長壽，從而保證了熱風(fēng)爐使用效果及壽命。對于爐體一系列出入口，諸 如煙氣出口、冷風(fēng)入口、下部入孔、帶點(diǎn)火孔入孔、熱風(fēng)出口、拱頂側(cè)面入孔等，均取消了原設(shè)計中手工成型的花瓣磚結(jié)構(gòu)，重新優(yōu)化設(shè)計，增加了其強(qiáng)度。
工程施工開始，豫興公司項目部組織施工隊伍，并和韶鋼有關(guān)部門全力結(jié)合，根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況，尊重韶鋼專家經(jīng)驗建議，在保證安全、質(zhì)量、進(jìn)度的前提下，制訂了切實可行的施工網(wǎng)絡(luò)計劃。具體如下：
工期計劃按照合同工期120天進(jìn)行制訂，對施工各個階段進(jìn)行科學(xué)分解，共分如下程序：涼爐—拆除準(zhǔn)備—拆除—爐箅子安裝—耐材砌筑—鋼結(jié)構(gòu)及爐殼恢復(fù)—烘爐準(zhǔn)備—烘爐—投產(chǎn)，實際施工工期符合制訂的工期計劃，最終工期120天，與計劃工期吻合。
精益求精 施工方案周全
豫興人在韶鋼有關(guān)專家的指導(dǎo)建議下審時度勢，對該熱風(fēng)爐采用了下列施工方案：
一是由于4號熱風(fēng)爐屬于在原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的結(jié)構(gòu)優(yōu)化大修，生產(chǎn)不能停止，必須保證安全，豫興人根據(jù)現(xiàn)場 情況，利用4號熱風(fēng)爐與預(yù)熱器之間的很小空間，上下搬運(yùn)施工材料。
二是從頂部及下部各開一個大的施工孔，方便拆除人員，設(shè)備及材料進(jìn)出，從12.9m點(diǎn)火孔處開一個出料 孔，安裝排料溜槽，方便拆除下來的耐火材料排出；用吊車把一個小型挖掘機(jī)吊進(jìn)爐內(nèi)，利用挖掘機(jī)進(jìn)行拆除， 使拆除效率大大提高。
三是工程實施期間，根據(jù)施工網(wǎng)絡(luò)計劃，進(jìn)行分解，每班定量，必須按照制訂的工程計劃進(jìn)行，嚴(yán)格落實工 程計劃，對于沒有完成計劃的，不論是主觀因素，還是客觀因素，必須限期追回，保證工期按照計劃進(jìn)行。
四是由于施工材料數(shù)量大、種類多、生產(chǎn)周期短，業(yè)主要求嚴(yán)格，即使缺一塊磚，都會影響施工進(jìn)度。對此， 項目部深入現(xiàn)場施工情況，及時和該公司供應(yīng)部門聯(lián)系，保證施工材料不影響施工。
五是牢記質(zhì)量是工程成敗的關(guān)鍵因素，也是企業(yè)生命的原則。豫興公司施工隊伍分白班和晚班兩班施工，項目部和施工隊伍一起上下班，緊盯每個施工過程，不定期和監(jiān)理業(yè)主進(jìn)行抽檢，分段進(jìn)行聯(lián)合檢查驗收，保證施工質(zhì)量達(dá)到要求。
六是韶鋼作為鋼鐵行業(yè)龍頭企業(yè)之一，安全第一是根本，其對施工安全要求非常苛刻。豫興人雖然有著豐富的施工實踐經(jīng)驗，但初次在韶鋼施工也不習(xí)慣。豫興公司董事長劉世聚認(rèn)為，用戶施工安全要求嚴(yán)格，雖然對工程施工造成一些影響，但對豫興人來說，既是挑戰(zhàn)，也是機(jī)遇。豫興人必須以此為契機(jī)，加強(qiáng)管理，使施工技術(shù)和管理手段更上一層樓。對此，劉世聚要求每個班組在施工前必須召開班前會議，傳達(dá)本班施工要求、安全要求、質(zhì)量要求、堅決貫徹韶鋼安全“十大禁 令”，杜絕違章出現(xiàn)。通過一段時間安全施工實踐，豫興人完全適應(yīng)了韶鋼施工安全要求，從開始施工違章大戶，到基本沒有違章，現(xiàn)場施工安全監(jiān)督員工作精益求精，一絲不茍。其敬業(yè)精神受到了業(yè)主及監(jiān)理的多次表揚(yáng)。經(jīng)過95天的施工，該熱風(fēng)爐砌筑工程圓滿結(jié)束，最終現(xiàn)場安全事故為零。
集思廣益 改造效果彰顯
韶鋼8號3200m3高爐配套的4座傳統(tǒng)內(nèi)燃式熱風(fēng)爐需要大修改造的原因，主要是頻繁出現(xiàn)火井及隔墻周向垮塌、穿洞、氣流短路及燃燒器頻繁被垮塌脫落物砸壞，從而出現(xiàn)廢氣中一氧化碳含量超高并致使熱風(fēng)爐壽命短、風(fēng)溫低、耗能高影響產(chǎn)能等弊端。為了根治這種內(nèi)燃式熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)缺陷造成的諸多弊端，豫興公司結(jié)合富有經(jīng)驗的韶鋼各部門專家建議，共同商議確定改造方案。由于2號、4號熱風(fēng)爐使用狀態(tài)良好，1號、3號熱 風(fēng)爐的改造是重點(diǎn)，豫興自2019年開始分別對8號高爐的1號、3號熱風(fēng)爐爐殼通過切割改造為豫興懸鏈線頂燃式熱風(fēng)爐，內(nèi)部火井及隔墻全部拆除，優(yōu)化設(shè)計加固，確保火井及隔墻穩(wěn)定長壽，燃燒器優(yōu)化設(shè)計為環(huán)形交錯上噴旋流渦流混合燃燒的低氮燃燒技術(shù)，格子磚由原來的孔徑為40毫米、換熱面積為41m2的7孔徑格子磚優(yōu)化設(shè)計為換熱面積為55.69m2的19孔25毫米孔孔互通格子磚，蓄熱換熱能力提高了35.8%。當(dāng)3號內(nèi)燃改造過程進(jìn)入倒計時，尚未做改造計劃的4號熱風(fēng)爐火井隔墻結(jié)構(gòu)又突發(fā)穿洞損壞，2號熱風(fēng)爐也逐漸暴露出火井結(jié)構(gòu)損壞端倪，突發(fā)事件打亂了內(nèi)燃改頂燃的計劃。為了緊急搶修，減小影響，韶鋼專家確定連同2號熱風(fēng)爐一同進(jìn)行保持內(nèi)燃模式和內(nèi)燃火井結(jié)構(gòu)不變的局部優(yōu)化設(shè)計大修搶修。2號和4號熱風(fēng)爐保持了7孔格子磚結(jié)構(gòu)和換熱蓄熱能力，保持了原來的底部燃燒方式和原燃燒器結(jié)構(gòu)，僅對火井、隔墻以及隔墻與蓄熱室大墻的連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，原結(jié)構(gòu)和優(yōu)化結(jié)構(gòu)相結(jié)合實施大修。目前，1號、3號、4號熱風(fēng)爐經(jīng)過內(nèi)燃改造為頂燃和4號內(nèi)燃優(yōu)化結(jié)構(gòu)改造已經(jīng)投產(chǎn)應(yīng)用，改造后的風(fēng)溫穩(wěn)定在1200℃以上。
目前，除了韶鋼8號高爐1號、3號、4號熱風(fēng)爐的大修改造工程順利完成之外，2號熱風(fēng)爐的改造工作正緊鑼密鼓進(jìn)行中。劉世聚董事長信心滿滿地認(rèn)為，這4座 熱風(fēng)爐綜合優(yōu)化設(shè)計大修改造工作全部完成后，大修前那種常態(tài)化頻繁損壞、剝落、穿洞的火井及隔墻結(jié)構(gòu)狀況被根治，大修后的熱風(fēng)爐全新結(jié)構(gòu)可以在穩(wěn)定高風(fēng)溫情況下使用20年。（夏杰生）
圖為韶鋼8號3200m3容積高爐4號熱風(fēng)爐大修結(jié)束后，韶鋼和豫興公司的參修工作人員在點(diǎn)火前的該熱風(fēng)爐爐內(nèi)合影
圖為韶鋼8號3200m3容積高爐4號熱風(fēng)爐2021年12月16日大修后烘爐點(diǎn)火一次成功
