本钢北营新2#高炉热风炉技术特点及烘炉实践

赵兰舟

摘要：本文介绍了本钢北营新2#高炉热风炉的设计特点和热风炉、预热炉烘炉实践。通过合理制定烘炉曲线及烘炉预案，顺利完成了烘炉作业，烘炉效果良好。热风炉系统运行7个月以来，各项参数指标优异，可为高炉提供≥1250℃的高风温。

关键词：热风炉;设计特点;烘炉;高风温

提高风温是高炉降低燃料消耗的重要措施。在当前环保、经济条件下，提高高炉风温使用水平是降低炼铁成本的重要手段。高炉热风炉的型式及烘炉过程都对风温水平和热风炉长寿水平有重要影响。

1 本钢北营新2#高炉热风炉概况

本钢北营新2#高炉公称容积3200m3，配置3座中冶京诚设计的旋切式顶燃热风炉，设有热管换热器和小预热炉分别对煤气和助燃空气进行预热，预热后的煤气温度180℃，助燃空气温度400℃，两台助燃风机集中送风，一用一备，热风炉燃料为高炉煤气，计算机自动燃烧控制、送风温度控制和换炉控制。

热风炉系统的基本参数见表1。

2 热风炉的设计特点

本钢北营新2#高炉热风炉为中冶京诚旋切式顶燃热风炉，具有高风温、长寿命、节能环保、占地面积少和投资低的优点。

2.1高风温技术

1）采用强化燃烧和强化换热技术，在空气过剩系数1.03条件下可保证煤气完全燃烧;

2）采用高效格子砖专利技术，提高换热面积和单位风量加热面积;

3）采用带横梁的多种孔型炉箅子专利技术，将燃烧末期废气温度提高到400℃，增加蓄热室下部蓄热量并将煤气预热温度提高≥180℃;

4）采用冷风均匀分配技术，将冷风分配不均匀程度控制在5%以内，提高格子砖利用率;

5）设置前置预热炉，将助燃空气预热到400℃。

2.2热风炉长寿技术

1）優化砌筑结构，具有完全对称性，结构稳定，温度分布均匀性高，减小温度应力造成的破坏;

2）根据热风炉各部位不同工作特点合理选材;

3）采用带横梁的多种孔型炉箅子专利技术，受力均匀，结构稳定，材质能适应较高废气温度要求;

4）采用热风炉管道吸收膨胀及拉紧装置和关节管专利技术;

5）筒体和炉底以及炉壳变径处采用圆弧连接，各孔口全部采用组合砖砌筑，合理设置径向和周向膨胀逢等。

2.3 节能环保技术

1）采用高效燃烧器，在1.03的过剩空气系数条件下煤气完全燃烧，提高燃料利用率的同时还减少了助燃空气消耗;

2）炉壳散热面积小，并加强了热风炉高温区和热风管道的保温隔热措施，减小散热损失;

3）采用热管换热器回收热风炉烟气余热预热煤气，控制热风炉废气排放温度≤150℃;

4）在助燃风机吸风口设置消音器，降低噪声污染。

2.4 减少占地面积和投资

1）燃烧器在热风炉顶部，不另占据平面上的位置。管道和阀门布置在热风炉一侧，占地面积比内燃热风炉小13%，比外燃式热风炉小30%;

2）旋切式顶燃式热风炉炉内空间利用充分，耐火材料和钢材的耗量较外燃式或内燃式热风炉少，耐火砖砖型简单，容易加工制造。

3 热风炉烘炉

3.1 烘炉的意义

热风炉砌筑完成之后，在高炉投产之前，必须要对热风炉进行烘炉作业，主要目的是要脱去耐火材料及砌体的水分，并使其升温，做到能具备向高炉输送900℃以上的风温[1]。因要在烘炉中使水脱尽，并且保证砌体在受高温膨胀时的稳定性，所以在烘炉时的温度要缓慢上升，而热风炉硅砖的烘炉除了要注意以上问题以外，硅质耐火砖中熔烧后残余的-石英、-石英、-石英在不同温度下它们之间会相互转换，这种转换会引起线膨胀和体积膨胀[2]。若升温规定不合理或实际烘炉过程中操作不当，会严重损坏砌体，对热风炉今后的使用寿命影响非常大。硅砖拱顶热风炉的烘炉对于大型高炉热风炉尤其重要，从升温曲线的制定到实际操作升温控制都有及其严格的技术要求[3]。升温速度及温度控制点的制定是根据不同硅砖做理化检验的实际数据做出的。

本次烘炉使用的介质是热值较高的焦炉煤气，易造成温度波动大而不易控制，因此采用小型外置低温烘炉烘烤器烘炉，并保持烘炉过程中炉内微正压烘炉，保证煤气流量控制精确。

热风炉烘炉前要保证热风炉的主体设备、液压系统、监测系统、循环水系统、各管道、各阀门以及其余相关设备全部安装完成，并且保证各设备能够连续正常运转。

3.2烘炉温度控制

2012年8月14日开始对三座热风炉进行烘炉作业，根据热风炉所用耐材，制定烘炉曲线，烘炉历时39天。热风炉烘炉曲线见图1所示。

热风炉烘炉后期因低温烘炉烘烤器烧坏和仪表损坏，及时停止烧炉并处理，虽造成拱顶温度波动，但波动幅度得到控制。

2012年11月15日开始对预热炉进行烘炉作业，设计烘炉10天，因烟气含水量>4%，提高烘炉温度并延长烘炉时间，共计13天，预热炉烘炉曲线见图4所示。

3.3 低温烘炉烘烤器的拆除与热风炉保温

本次热风炉采用焦炉煤气为介质烘炉，通过低温烘炉烘烤器燃烧焦炉煤气产生的高温废气对热风炉进行烘炉。当烘炉作业完毕（热风炉拱顶温度大于1100℃）后，将低温烘炉烘烤器拆除，转用热风炉主燃烧器燃烧点火。

热风炉转为主燃烧器保温燃烧，一直到开炉期间，热风炉要经历打压试漏、高炉凉炉、高炉填充料等作业，为了保证热风炉硅背温度不低于850℃，要定时进行烧炉，而每次烧炉都会使炉箅子温度升高，必须进行降温作业，本次热风炉保温阶段采用逆送风降温：开倒流休风阀→全开热风阀→高炉全关炉顶放散阀→开冷风均压阀，同时关放风阀50%→开一个或多个风口大盖观察气体流向。逆送风阶段严密监视热风围管前的热风温度和混风前的热风温度，发现异常时及时停止逆送风。

4热风炉使用情况

本钢北营新2#高炉于2011年11月6日送风点火，热风炉正式投用以来使用风温最高达到1260℃，首末温差小于10℃，送风时热风炉压差<10kPa，开炉以来风温水平见表2。

5结论

通过制定合理的烘炉曲线，做好烘炉前期的准备工作，完备的应急预案，结合特定的热风炉设计特性，使3座热风炉拱顶温度、废气温度等达到了烘炉要求，生产实践证明此次热风炉的设计以及烘炉是成功的。

参考文献

卢开成.4号高炉热风炉炉体烘干实践[J].梅山科技，2010，（4）：1-4.

李仲，孟凡双.鞍钢7号高炉热风炉烘炉实践[J].炼铁，2005，24（2）：11-14.

居勤章，陈俊，魏国君.二高炉4号热风炉烘炉实践[J].宝钢技术，2003，（5）：4-13.