高爐停爐時熱風爐保溫方法*

陳小忠， 楊建紅

(中天鋼鐵集團有限公司， 江蘇 常州　213011)

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高爐停爐時熱風爐保溫方法*

陳小忠， 楊建紅

(中天鋼鐵集團有限公司， 江蘇 常州213011)

分析了熱風爐在高爐停爐時的溫度變化狀況，結合高爐特點，制定了頂燃式熱風爐保溫措施。

高爐； 熱風爐； 保溫

引言

目前冶金行業煉鐵高爐都需要配備最基本的熱風爐，它是高爐正常生產的必須設備。當某一座高爐熱風爐完好無損，而高爐本體經投用一段時間后爐體有所損壞、不能正常生產時，需要進行中修或大修，這個時間一般都會超過兩天，如果有特殊原因還會更長，一、兩個月或更長的時間都有可能。目前國內的高爐熱風爐蓄熱耐材一般都是采用硅磚型，這種耐材在經過加溫使用后需再次冷卻時，必須按照耐材特性進行緩慢冷卻，等到再次使用時，又需要按耐材特性進行熱風爐的烘爐工作，這是一個緩慢的操作過程，烘爐成本比較昂貴，需要從正常環境低溫烘烤至750 ℃，才能用高爐煤氣繼續進行烘爐工作。

1　常規保溫方法

一直以來，高爐生產停止后，熱風爐也只能跟隨涼爐而停止工作。但熱風爐停止工作后，爐內的蓄熱耐材常會因冷卻時機掌握不當，造成耐材的開裂或脫磚等損壞現象，但如果要保持熱風爐的溫度控制在合適的較高范圍，就需要對熱風爐繼續進行保溫工作。在停爐情況下對熱風爐繼續保溫會使熱風爐的蓄熱室熱量往下端流走，導致煙道溫度過高，而拱頂溫度卻下降，若此時不采取措施，整個熱風爐的溫度就不能保持。一旦當頂溫下降到一定程度，需要進行燒爐時，因煙道溫度本身就已升高，這時煙道溫度就會更高。如果控制不當，一方面，煙道溫度過高，勢必造成熱風爐底的爐箅子及支柱溫度過高而變形損壞，也就會支撐不住整個熱風爐內的耐材(整個一座熱風爐內需支撐的耐材重量能達到850 t甚至更多)；另一方面，熱風爐頂部因溫度不夠，如果要繼續燒爐，有可能會因達不到高爐煤氣的著火點，在熱風爐進行頂部燃燒時因燃燒不著而形成爆炸性氣體，這是很危險的。

在國內，目前很多高爐停爐時采用保溫措施代價較高，需要一整套熱風爐烘爐設備，還需把熱風爐人孔打開，并增加一部分人員進行非常規監護工作；或者有的高爐停爐時采用正常燒爐工作再使用高爐鼓風機進行送風工作，該保溫方法的每個保溫作業程序都包括下列操作步驟：燒爐、悶爐、送風、再次燒爐；每個保溫作業程序依次循環進行：當熱風爐拱頂溫度降至900 ℃時，開始燒爐；將熱風爐上部拱頂溫度燒至1350 ℃后，停止燒爐，進行悶爐操作；當熱風爐拱頂溫度降至900℃時，開始送風，打開熱風爐下部的人孔，以拱頂溫度按1 ℃/min的上升速度為基準，向熱風爐內送風，當硅磚溫度降至接近900 ℃時，停止送風，關閉人孔、熱風閥以及倒流休風閥即可；再次重復進行燒爐，依次循環。如果以高爐助燃風為風源，采用逆送風的方式，從冷風管道或其風均壓支管進行高爐逆送風時，必須要采取必要措施，防止助燃風倒灌至主風機房，以避免安全事故及影響逆送風操作。

2　改進方法

2.1改進要求

為了克服歷年來無法很好解決的有關熱風爐在高爐停用后的保溫工作，中天鋼鐵集團有限公司充分吸取其它廠家的經驗，結合高爐熱風爐本身的特點，制定了一套頂燃式熱風爐保溫措施，既要控制好熱風爐煙道溫度，以保護爐底下部設備，又要保證熱風爐頂溫維持在一定的控制范圍，以防止溫度下降造成耐材的損傷，并保證每次燒爐的正常進行。

針對目前熱風爐采用的保溫技術特點，考慮到保溫費用過高及人員安排不過來的問題，設計出更加貼合實際的熱風爐保溫操作辦法。

2.2改進方法

熱風爐保溫方案采用了以下設計改造方法：在熱風爐助燃風機的出風口總管處引出一個支管，并安裝控制閥門，然后再從此總管延伸到熱風爐的煙道管路，并分別安裝上控制閥門，這些控制閥門在選擇時只需考慮其耐溫及密閉性能即可，至于控制形式則根據各自不同的控制需要和操作方便性，可用電動的或手動的。如果方便而有條件，也可采用液動等形式，建議閥門形式可采用密閉型蝶閥或閘閥，適合一般氣體管路控制即可。這套改造方案總投資少，總金額小。同時為實際操作的安全及方便，把所有高爐送風裝置補償器在彎頭連接處用盲板封死，防止在以后保溫操作中造成竄跑氣現象。

操作使用時，即當高爐停產后，不管時間長短，均采用正常運行狀態，可按照原來熱風爐燒爐、悶爐、送風、再次燒爐的過程進行，具體的主要操作過程如下：1)在高爐停產兩天后，熱風爐都處在悶爐狀態，熱風爐的煙道溫度會逐漸上升，當溫度升高到350 ℃甚至更高溫度時，熱風爐頂溫會有一定量的下降； 當煙道溫度達到熱風爐設計所要求的煙氣控制溫度范圍時，就必須采取送風操作方法進行操作，開啟熱風爐的熱風閥、熱風總管并聯的倒流休風閥，再開啟新增加的降溫冷風管的閥門，從煙道處給熱風爐用熱風爐助燃風機的出風口進行送風操作，其余閥門都處于關閉狀態；2)當煙道溫度逐漸降到較低的合適范圍，而熱風爐頂部通過送風操作后就可逐漸升到較高溫度，可保證爐內的耐火材料不因冷卻而損壞，同時也保證了燒爐所必須保證的溫度，多余氣體從倒流休風管處排出；3)當送風操作結束后，可繼續使該熱風爐進行悶爐狀態；即關閉新增的冷風送風閥及熱風閥；4)當熱風爐的頂部溫度在通過悶爐及送風操作已不能達到所須保證的熱風爐頂溫，而煙氣管道溫度又在較低范圍時，就須進行熱風爐的燒爐工作，打開煙氣管道，打開燃燒閥門，再開啟助燃空氣及煤氣支管管路就能按原來正常燒爐模式進行燒爐操作，其它相關閥門處于關閉狀態，可使熱風爐頂溫燃燒后達到原來正常生產的1300 ℃左右，燒爐時需要兼顧煙道溫度，防止爐底溫度過高而損傷熱風爐爐底設施。

在這種熱風爐的保溫操作中，按正常的情況就沒有送風時可能造成鼓風機房的逆送風的風險，完全按平時的操作方法進行所需操作，即保證各個熱風爐設計時所要求的煙氣控制溫度范圍和頂部溫度控制范圍。

2.3特點

本文采用的熱風爐停用保溫方法的優點很多，主要表現在：

(1)投資少，改造施工簡單，工人操作方便，在有一定量的富余煤氣情況下可長期使用，在有多座高爐的單位使用可操作性極強，而且該套裝置可在熱風爐設計安裝時一并考慮在內，經濟實用。

(2)克服了熱風爐中長期的保溫瓶頸，防止爐內的耐材因涼爐和以后再次烘爐操作不當所造成的損壞，節約了涼爐及烘爐的昂貴費用。

(3)解決了熱風爐在保溫過程中使煙道溫度升高，容易損壞熱風爐下部的爐箅子及支柱的難題；

(4)提升熱風爐爐頂溫度的過程中，較好地保證了燒爐時燃燒煤氣所需的著火點，使此操作過程周而復始地進行下去，避免因頂部溫度過低不能充分燃燒煤氣的危險，防止在燃燒室產生空、煤氣混合的爆炸性氣體，保證了熱風爐在保溫操作時的安全可靠性。

(5)采用熱風爐助燃風機供送冷風，從煙氣管路接上送風所需的冷卻用風管，就不用高爐鼓風機進行送風操作，同時避免了從冷風管或其均壓支管處接上送風的冷風管，也不會有逆送風，就不會造成風機房處產生煤氣、空氣的混合氣體倒灌的危險。

2.4應用實例

2.4.1實例一

中天鋼鐵集團有限公司4#高爐大修期間，為保證卡盧金式的熱風爐不因高爐大修二個月而冷卻損壞，就在熱風爐助燃風機的出風口總管上接上分管，安裝上總控制閥門，再連接到各熱風爐煙道閥處，然后再在各熱風爐的一個煙道閥管路上分接上引來的冷風管路。

這套改造方案總投資為DN300鋼管40 m左右，加上4只DN300的控制用手動蝶閥及安裝法蘭、密封墊、緊固件等，以及為安裝方便而另使用了7只DN300彎頭，總額一萬元左右。同時為實際操作的安全及方便，把所有高爐送風裝置的鵝頸管法蘭處與補償器連接處用盲板封死，防止在以后操作中造成竄跑氣現象，影響高爐本體的正常大修工作。在后面的熱風爐保溫操作中，就如原來熱風爐的正常操作一樣進行，視熱風爐爐底及頂部的溫度進行兼顧控制，循環進行悶爐、燒爐及送風的操作過程。整個操作使用較方便。

2.4.2實例二

在2#高爐鼓風機一個月的大修期間，為保證頂燃式的熱風爐不因高爐停爐一個月而冷卻損壞，也在熱風爐助燃風機的出風口總管上連接DN300分管，安裝上總控制閥門，然后再在各熱風爐的一個煙道閥管路上分接引來的助燃風機冷風管路。2#高爐熱風爐新增配置管路如圖1所示。

這套改造方案總投資為DN300鋼管35 m左右，加上4只DN300的控制用手動蝶閥及安裝法蘭、密封墊、緊固件等，以及為安裝方便而另使用了6只DN300彎頭，總額不超過一萬元。同時為實際操作的安全及方便，把所有高爐送風裝置補償器與彎頭連接的法蘭處用盲板封死，防止在以后熱風保溫操作中造成竄跑氣現象，以免引起高爐本體處意外事故。同樣在后面的熱風爐保溫操作中，就如原來2#高爐熱風爐的正常操作一樣進行，視熱風爐 底及其頂部的溫度進行控制，循環進行悶爐、燒爐及送風的操作過程。

2.5圖示說明

具體采用的熱風爐控溫并保溫方案如圖1所示，熱風爐主體(1)含有冷風進口(2)，燃燒口(3)，煙道出口(4)和出風口(5)，冷風進口(2)通過帶有閥門的冷風管連接冷風裝置(6)，燃燒口(3)通過帶有閥門的管道連接助燃裝置(7)和燃料供應裝置(8)，煙道出口(4)通過帶閥門的煙道管連接煙囪(9)，出風口(5)通過帶有閥門的管道連接到高爐，其特征在于：助燃裝置(7)的出風口通過連接管(10)連接煙道管，連接管(10)上設置有控制閥。

圖1　2#高爐熱風爐新增配置管路

3　結束語

本文所述高爐停爐時熱風爐的保溫方法，僅需較低的投入就可完成，企業成本得到了很好的控制，

采用該措施后既使熱風爐溫度得到了較好的控制，又較好地保護了熱風爐相關設備及耐材，并保證每次燒爐的正常進行，操作的安全性也得到了保證，有較大的借鑒意義。

2015-06-02

TF548