本鋼北營新2#高爐熱風爐技術(shù)特點及烘爐實踐

趙蘭舟

摘要：本文介紹了本鋼北營新2#高爐熱風爐的設(shè)計特點和熱風爐、預(yù)熱爐烘爐實踐。通過合理制定烘爐曲線及烘爐預(yù)案，順利完成了烘爐作業(yè)，烘爐效果良好。熱風爐系統(tǒng)運行7個月以來，各項參數(shù)指標優(yōu)異，可為高爐提供≥1250℃的高風溫。

關(guān)鍵詞：熱風爐;設(shè)計特點;烘爐;高風溫

提高風溫是高爐降低燃料消耗的重要措施。在當前環(huán)保、經(jīng)濟條件下，提高高爐風溫使用水平是降低煉鐵成本的重要手段。高爐熱風爐的型式及烘爐過程都對風溫水平和熱風爐長壽水平有重要影響。

1 本鋼北營新2#高爐熱風爐概況

本鋼北營新2#高爐公稱容積3200m3，配置3座中冶京誠設(shè)計的旋切式頂燃熱風爐，設(shè)有熱管換熱器和小預(yù)熱爐分別對煤氣和助燃空氣進行預(yù)熱，預(yù)熱后的煤氣溫度180℃，助燃空氣溫度400℃，兩臺助燃風機集中送風，一用一備，熱風爐燃料為高爐煤氣，計算機自動燃燒控制、送風溫度控制和換爐控制。

熱風爐系統(tǒng)的基本參數(shù)見表1。

2 熱風爐的設(shè)計特點

本鋼北營新2#高爐熱風爐為中冶京誠旋切式頂燃熱風爐，具有高風溫、長壽命、節(jié)能環(huán)保、占地面積少和投資低的優(yōu)點。

2.1高風溫技術(shù)

1）采用強化燃燒和強化換熱技術(shù)，在空氣過剩系數(shù)1.03條件下可保證煤氣完全燃燒;

2）采用高效格子磚專利技術(shù)，提高換熱面積和單位風量加熱面積;

3）采用帶橫梁的多種孔型爐箅子專利技術(shù)，將燃燒末期廢氣溫度提高到400℃，增加蓄熱室下部蓄熱量并將煤氣預(yù)熱溫度提高≥180℃;

4）采用冷風均勻分配技術(shù)，將冷風分配不均勻程度控制在5%以內(nèi)，提高格子磚利用率;

5）設(shè)置前置預(yù)熱爐，將助燃空氣預(yù)熱到400℃。

2.2熱風爐長壽技術(shù)

1）優(yōu)化砌筑結(jié)構(gòu)，具有完全對稱性，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，溫度分布均勻性高，減小溫度應(yīng)力造成的破壞;

2）根據(jù)熱風爐各部位不同工作特點合理選材;

3）采用帶橫梁的多種孔型爐箅子專利技術(shù)，受力均勻，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，材質(zhì)能適應(yīng)較高廢氣溫度要求;

4）采用熱風爐管道吸收膨脹及拉緊裝置和關(guān)節(jié)管專利技術(shù);

5）筒體和爐底以及爐殼變徑處采用圓弧連接，各孔口全部采用組合磚砌筑，合理設(shè)置徑向和周向膨脹逢等。

2.3 節(jié)能環(huán)保技術(shù)

1）采用高效燃燒器，在1.03的過剩空氣系數(shù)條件下煤氣完全燃燒，提高燃料利用率的同時還減少了助燃空氣消耗;

2）爐殼散熱面積小，并加強了熱風爐高溫區(qū)和熱風管道的保溫隔熱措施，減小散熱損失;

3）采用熱管換熱器回收熱風爐煙氣余熱預(yù)熱煤氣，控制熱風爐廢氣排放溫度≤150℃;

4）在助燃風機吸風口設(shè)置消音器，降低噪聲污染。

2.4 減少占地面積和投資

1）燃燒器在熱風爐頂部，不另占據(jù)平面上的位置。管道和閥門布置在熱風爐一側(cè)，占地面積比內(nèi)燃熱風爐小13%，比外燃式熱風爐小30%;

2）旋切式頂燃式熱風爐爐內(nèi)空間利用充分，耐火材料和鋼材的耗量較外燃式或內(nèi)燃式熱風爐少，耐火磚磚型簡單，容易加工制造。

3 熱風爐烘爐

3.1 烘爐的意義

熱風爐砌筑完成之后，在高爐投產(chǎn)之前，必須要對熱風爐進行烘爐作業(yè)，主要目的是要脫去耐火材料及砌體的水分，并使其升溫，做到能具備向高爐輸送900℃以上的風溫[1]。因要在烘爐中使水脫盡，并且保證砌體在受高溫膨脹時的穩(wěn)定性，所以在烘爐時的溫度要緩慢上升，而熱風爐硅磚的烘爐除了要注意以上問題以外，硅質(zhì)耐火磚中熔燒后殘余的-石英、-石英、-石英在不同溫度下它們之間會相互轉(zhuǎn)換，這種轉(zhuǎn)換會引起線膨脹和體積膨脹[2]。若升溫規(guī)定不合理或?qū)嶋H烘爐過程中操作不當，會嚴重損壞砌體，對熱風爐今后的使用壽命影響非常大。硅磚拱頂熱風爐的烘爐對于大型高爐熱風爐尤其重要，從升溫曲線的制定到實際操作升溫控制都有及其嚴格的技術(shù)要求[3]。升溫速度及溫度控制點的制定是根據(jù)不同硅磚做理化檢驗的實際數(shù)據(jù)做出的。

本次烘爐使用的介質(zhì)是熱值較高的焦爐煤氣，易造成溫度波動大而不易控制，因此采用小型外置低溫烘爐烘烤器烘爐，并保持烘爐過程中爐內(nèi)微正壓烘爐，保證煤氣流量控制精確。

熱風爐烘爐前要保證熱風爐的主體設(shè)備、液壓系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)、各管道、各閥門以及其余相關(guān)設(shè)備全部安裝完成，并且保證各設(shè)備能夠連續(xù)正常運轉(zhuǎn)。

3.2烘爐溫度控制

2012年8月14日開始對三座熱風爐進行烘爐作業(yè)，根據(jù)熱風爐所用耐材，制定烘爐曲線，烘爐歷時39天。熱風爐烘爐曲線見圖1所示。

熱風爐烘爐后期因低溫烘爐烘烤器燒壞和儀表損壞，及時停止燒爐并處理，雖造成拱頂溫度波動，但波動幅度得到控制。

2012年11月15日開始對預(yù)熱爐進行烘爐作業(yè)，設(shè)計烘爐10天，因煙氣含水量>4%，提高烘爐溫度并延長烘爐時間，共計13天，預(yù)熱爐烘爐曲線見圖4所示。

3.3 低溫烘爐烘烤器的拆除與熱風爐保溫

本次熱風爐采用焦爐煤氣為介質(zhì)烘爐，通過低溫烘爐烘烤器燃燒焦爐煤氣產(chǎn)生的高溫廢氣對熱風爐進行烘爐。當烘爐作業(yè)完畢（熱風爐拱頂溫度大于1100℃）后，將低溫烘爐烘烤器拆除，轉(zhuǎn)用熱風爐主燃燒器燃燒點火。

熱風爐轉(zhuǎn)為主燃燒器保溫燃燒，一直到開爐期間，熱風爐要經(jīng)歷打壓試漏、高爐涼爐、高爐填充料等作業(yè)，為了保證熱風爐硅背溫度不低于850℃，要定時進行燒爐，而每次燒爐都會使爐箅子溫度升高，必須進行降溫作業(yè)，本次熱風爐保溫階段采用逆送風降溫：開倒流休風閥→全開熱風閥→高爐全關(guān)爐頂放散閥→開冷風均壓閥，同時關(guān)放風閥50%→開一個或多個風口大蓋觀察氣體流向。逆送風階段嚴密監(jiān)視熱風圍管前的熱風溫度和混風前的熱風溫度，發(fā)現(xiàn)異常時及時停止逆送風。

4熱風爐使用情況

本鋼北營新2#高爐于2011年11月6日送風點火，熱風爐正式投用以來使用風溫最高達到1260℃，首末溫差小于10℃，送風時熱風爐壓差<10kPa，開爐以來風溫水平見表2。

5結(jié)論

通過制定合理的烘爐曲線，做好烘爐前期的準備工作，完備的應(yīng)急預(yù)案，結(jié)合特定的熱風爐設(shè)計特性，使3座熱風爐拱頂溫度、廢氣溫度等達到了烘爐要求，生產(chǎn)實踐證明此次熱風爐的設(shè)計以及烘爐是成功的。

參考文獻

盧開成.4號高爐熱風爐爐體烘干實踐[J].梅山科技，2010，（4）：1-4.

李仲，孟凡雙.鞍鋼7號高爐熱風爐烘爐實踐[J].煉鐵，2005，24（2）：11-14.

居勤章，陳俊，魏國君.二高爐4號熱風爐烘爐實踐[J].寶鋼技術(shù)，2003，（5）：4-13.