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精益求精 能征善战——豫兴公司为韶钢改造热风炉侧记

2022-01-14 14:04    来源:中国钢铁新闻网
夏杰生
 
  由河南省豫兴热风炉工程技术有限公司(下文简称豫兴公司)在线逐步优化改造的广东韶钢松山股份有限公司(下文简称韶钢)8号高炉配套的继1号、3号热风炉大修投产后的4号热风炉大修工程于2021年12月9日砌筑结束 ,12月16日烘炉点火一次成功。这是在韶钢各部门信任和大力支持下的内燃式改造为顶燃式和内部结构优化大修相结合的经典案例,也是将特有炉型切割 炉壳改变燃烧方式变为悬链线这种低氮、高效、高风温顶燃式炉型在国内首次成功尝试。
图为韶钢8号3200m3容积高炉4号热风炉大修结束后,韶钢和豫兴公司的参修工作人员在点火前的该热风炉炉内合影。
  审时度势 施工计划严谨
  韶钢8号高炉配套的内燃式热风炉于2009年10月份投入生产运行,至2019年已运行约10年。韶钢和国内其他钢铁公司配套的内燃式热风炉一样,均出现火井剥落、穿洞、掉砖、风温低的弊端,继1号、3号热风炉切割炉壳顶燃改造后投产,4号热风炉运行状态急剧下降,主要存在以下问题:热风炉每次换炉,高炉均会出现风压高,须减风100m3 /min 进行过渡;送风50分钟后,风温只有1050℃,前后差值大,导致高炉送风风压波动大;燃烧器下 部隔墙穿洞导致烟气中CO含量达14000PPm~ 20000PPm等,4号热风炉存在烟道系统发生鸣爆等重大安全隐患。为消除安全隐患,韶钢同豫兴公司共同交流论证对该热风炉结构保持原样基础上进行局部优化设计修复。
  针对4号热风炉使用情况,韶钢有关专家和豫兴公司反复讨论论证,对火井墙材质及结构进行了优化,对以标高4.677m为基准以上部位的隔墙增加厚度,变更为3层230mm厚的重质砖,火井隔墙与蓄热室大墙联接的方式采用叠加式,既限制了火井隔墙的周向及内外移动,又确保了火井隔墙和蓄热室大墙自由上下涨缩移动,确保隔墙和蓄热室大墙一体的稳定长寿,从而保证了热风炉使用效果及寿命。对于炉体一系列出入口,诸如烟气出口、冷风入口、下部入孔、带点火孔入孔、热风出口、拱顶侧面入孔等,均取消了原设计中手工成型的花瓣砖结构,重新优化设计,增加了其强度。
  工程施工开始,豫兴公司项目部组织施工队伍,并和韶钢有关部门全力结合,根据施工现场实际情况,尊重韶钢专家经验建议,在保证安全、质量、进度的前提下,制订了切实可行的施工网络计划,具体如下。
  工期计划按照合同工期120天进行制订,对施工各个阶段进行科学分解,共分如下程序:凉炉—拆除准备 —拆除—炉箅子安装—耐材砌筑—钢结构及炉壳恢复—烘炉准备—烘炉—投产,实际施工工期符合制订的工期计划,最终工期120天,与计划工期吻合。
  精益求精 施工方案周全
  豫兴人在韶钢有关专家的指导建议下审时度势,对该热风炉采用了下列施工方案:
  一是由于4号热风炉属于在原结构基础上的结构优化大修,生产不能停止,必须保证安全,豫兴人根据现场情况,利用4号热风炉与预热器之间的很小空间,上下搬运施工材料。
  二是从顶部及下部各开一个大的施工孔,方便拆除人员,设备及材料进出,从12.9m点火孔处开一个出料孔,安装排料溜槽,方便拆除下来的耐火材料排出;用吊车把一个小型挖掘机吊进炉内,利用挖掘机进行拆除,使拆除效率大大提高。
  三是工程实施期间,根据施工网络计划,进行分解,每班定量,必须按照制订的工程计划进行,严格落实工程计划,对于没有完成计划的,不论是主观因素,还是客观因素,必须限期追回,保证工期按照计划进行。
  四是由于施工材料数量大,种类多,生产周期短,业主要求严格,即使缺一块砖,都会影响施工进度。对此,项目部深入现场,了解施工情况,及时和该公司供应部门联系,保证施工材料不影响施工。
  五是牢记质量是工程成败的关键因素,也是企业的生命的原则,豫兴公司施工队伍分白班和晚班两班施工,项目部和施工队伍一起上下班,紧盯每个施工过程,不定期和监理业主进行抽检,分段进行联合检查验收,保证施工质量达到要求。 
  六是韶钢作为钢铁行业龙头企业之一,安全第一是根本,其对施工安全要求非常苛刻。豫兴人虽然有着丰富的施工实践和经验,但初次在韶钢施工也不习惯。然而,豫兴公司董事长刘世聚认为:用户施工安全要求严格,虽然对工程施工造成一些影响,但对豫兴人来说,既是挑战,也是机遇。豫兴人必须以此为契机,加强管理,使施工技术和管理手段更上一层楼。对此,刘世聚要求 每个班组在施工前必须召开班前会议,传达本班施工要求,安全要求,质量要求,坚决贯彻韶钢安全“十大禁令”,杜绝违章出现。通过一段时间安全施工实践,豫兴人完全适应了韶钢施工安全要求,从开始施工违章大户,到基本没有违章,现场施工安全监督员工作精益求精,一丝不苟。其敬业精神受到了业主及监理的多次表扬。经过95天的施工,该热风炉砌筑工程圆满结束,最终现场安全事故为零。 
  集思广益 改造效果彰显
  韶钢8号3200m3高炉配套的4座传统内燃式热风炉需要大修改造的原因,主要是频繁出现火井及隔墙周向垮塌、穿洞、气流短路及燃烧器频繁被垮塌脱落物砸坏,从而出现废气中一氧化碳含量超高并致使热风炉寿命短、风温低、耗能高影响产能等弊端。为了根治这种内燃式热风炉结构缺陷造成的诸多弊端,豫兴公司结合富有经验的韶钢各部门专家建议,共同商议确定改造方案。由于2号、4号热风炉使用状态良好,1号、3号热风炉的改造是重点,豫兴自2019年开始分别对8号高炉的1号、3号热风炉炉壳通过切割改造为豫兴悬链线顶燃式热风炉,内部火井及隔墙全部拆除,优化设计加固,确保火井及隔墙稳定长寿,燃烧器优化设计为环形交错上喷旋流涡流混合燃烧的低氮燃烧技术,格子砖由原来的孔径为40毫米、换热面积为41㎡的7孔径格子砖优化设 计为换热面积为55.69㎡的19孔25毫米孔孔互通格子砖,蓄热换热能力提高了35.8%。当3号内燃改造过程进入倒计时,尚未做改造计划的4号热风炉火井隔墙结构又突发穿洞损坏,2号热风炉也逐渐暴露出火井结构损坏端倪,突发事件打乱了内燃改顶燃的计划。为了紧急抢修,减小影响,韶钢专家确定连同2号热风炉一同进行保持内燃模式和内燃火井结构不变的局部优化设计大修抢修。2号和4号热风炉保持了7孔格子砖结构和换热蓄热能力,保持了原来的底部燃烧方式和原燃烧器结构,仅对火井、隔墙以及隔墙与蓄热室大墙的联接结构进行优化设计,原结构和优化结构相结合实施大修。目前,1号、3号、4号热风炉经过内燃改造为顶燃和4号内燃优化结构改造已经投产应用,改造后的风温稳定在 1200℃以上。
图为韶钢8号3200m3容积高炉4号热风炉2021年12月16日大修后烘炉点火一次成功。
  目前,除了韶钢8号高炉1号、3号、4号热风炉的大修改造工程顺利完成之外,2号热风炉的改造工作正紧锣密鼓进行中。刘世聚董事长信心满满地认为,这4座热风炉综合优化设计大修改造工作全部完成后,大修前那种常态化频繁损坏、剥落、穿洞的火井及隔墙结构状况被彻底根治,大修后的热风炉全新结构可以在稳定高风温情况下使用20年。

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