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(jiǎn)稱(chēng)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，設計送風(fēng)時(shí)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(wèn)題是，當送風(fēng)時(shí)間縮短至50分鐘內，風(fēng)溫低于1200℃，且格子磚的壓差高達17千帕，而拱頂爐殼溫度和直段爐殼溫度高達200℃~300℃，且局部爐殼高溫變色碳化嚴重，存在爐殼開(kāi)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)團隊進(jìn)熱風(fēng)爐內查看后發(fā)現，蓄熱體格子磚床面已全部被粉塵及渣蝕堵塞，上部高溫區域格子磚板結為一體，板結厚度約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層爐殼已經(jīng)嚴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(zhuān)家分析研判，得出以下結論：該熱風(fēng)爐出現以上問(wèn)題的主要原因是結構設計存在嚴重缺陷，尤其是格子磚的設計和耐材材質(zhì)選擇都不符合高風(fēng)溫穩定長(cháng)壽條件，甚至不能適應普通風(fēng)溫熱風(fēng)爐基本要求。
格子磚的設計和材質(zhì)選擇皆不合理，會(huì )使上部格子磚在高溫承重作用下軟化下沉，堵塞格孔，造成嚴重板結后不通風(fēng)，失去蓄熱換熱性能。另一個(gè)問(wèn)題是該熱風(fēng)爐燃燒器的設計也不合理，使燃燒火焰過(guò)長(cháng)，燃燒不完全，會(huì )造成格子磚蓄熱體內再混合燃燒，從而導致格子磚嚴重板結；其錐形拱頂耐材出現下沉并與爐殼之間形成較大的間隙存留高溫，導致?tīng)t殼嚴重高溫變色；燃燒室密封段的蓄熱室大墻磚嚴重變形開(kāi)縫，使高溫在壓力作用下直接進(jìn)入裂縫中，導致熱風(fēng)出口及拱頂的支撐托板和內部局部爐殼高溫嚴重碳化。
豫興公司長(cháng)期建設和大修改造傳統熱風(fēng)爐的實(shí)踐和經(jīng)驗充分證明：合理的結構設計和正確的材質(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(kāi)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、不下沉，熱風(fēng)出口不垮塌，拱頂不下沉、不損壞。即使在長(cháng)期穩定的1200℃以上風(fēng)溫條件下工作，也能輕松實(shí)現25年~30年兩代高爐爐齡。
因此，采用合理的結構設計，燃燒器科學(xué)的計算、耐材材質(zhì)的最佳選擇等科學(xué)、嚴謹的設計，對熱風(fēng)爐發(fā)揮高風(fēng)溫、長(cháng)壽、節能、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)出口及拱頂的支撐托板和內部局部爐殼也高溫嚴重碳化
圖2為因設計和選材皆不合理導致該熱風(fēng)爐內層爐殼已經(jīng)嚴重碳化損壞成分層狀和粉末狀的情景
圖3、圖4為因設計和選材皆不合理而導致該熱風(fēng)爐上部格子磚在高溫承重作用下軟化下沉，嚴重堵塞格孔，造成嚴重板結后不通風(fēng)，失去了蓄熱換熱性能的現場(chǎng)情況
