棒线材蓄热式加热炉蓄热箱结构优化技术改造

李刚 吴建银 杨颖 杨正良

（武昆股份轧钢厂）

1 前言

昆钢轧钢厂二作业棒一线加热炉原设计产量100 万吨/ 年，冷坯加热能力180 t/h，现实际年产量最高已达到140 万吨/年，全冷坯加热能力需求≥200 t/h，产能的充分释放给加热炉炉体造成一定损伤，加之原加热炉侧墙砌筑中炉墙墙体、蓄热箱和烧嘴砖属于分体浇注，烧嘴砖、蓄热箱为预制件，烧嘴砖、蓄热箱和炉墙浇注料本身为三种材料，膨胀系数不同，导致在接缝处产生缝隙漏火（如图1 所示）、漏气等情况，经过多次补漏处理后，虽能暂时解决问题，但随后在其它位置又出现新的漏点，尤其在加热全冷坯时炉压过大造成加热炉周围CO 浓度超标，对于现场环境和作业人员存在较大的安全隐患和风险[1]。

图1 蓄热箱周边漏火情况

因此如何彻底解决加热炉蓄热箱周边缝隙漏火、漏气的问题是迫在眉睫的，通过对蓄热箱结构进行积极深入研究分析，对症施策，通过理论与实践的有效结合，对蓄热箱结构进行工艺优化技术改造，彻底解决加热炉两侧蓄热箱漏火、煤气泄漏问题的同时，也解决了设备、人身安全风险等问题，从而达到提高设备利用率，降低故障停机率，延长炉体使用寿命的目的[2]。

2 改造技术决策

原棒一线加热炉侧墙结构是预制烧嘴砖形式（如图2 所示），从结构形式和材料构成上分析，烧嘴喷口为预制烧嘴砖强度高，不易开裂，但是在炉墙浇筑时要分层浇筑，浇筑时间长，且烧嘴砖和炉墙浇注料本身为两种材料，膨胀系数不同，如浇筑工艺不好容易跟浇注料产生缝隙导致冒火。

图2 烧嘴一圈采用背衬板+轻质砖+浇注料复合形式

由于蓄热式燃烧侧墙布置了多个蓄热式烧嘴，如何有效避免炉墙冒火是蓄热式加热炉 炉墙砌筑的关键点。为彻底解决漏火、漏气的问题，就必须对蓄热箱结构进行优化改s 造，通过采取对烧嘴喷口、蓄热箱和炉墙整体浇筑成型的结构形式进行技术改造（如图3 所示），一体浇注形式相比较于复合形式在烧嘴周围密封性更好。

3 改造项目实施

利用一期高炉系统检修时间，在考虑需要整体改造量小、工期短、成本低等因素，投资422万元在炉墙的整体结构形式不变的情况，在烧嘴一圈加焊锚固钉（材质：06Cr18Ni11Ti，长度100 mm），取消烧嘴砖，采用烧嘴喷口和炉墙整体浇筑形式，更换全部锚固砖，锚固吊钩，炉墙钢板托座部分利旧，对两侧墙重新浇注（如下图4所示）。

4 改造效果

通过对棒一线加热炉蓄热箱、烧嘴喷口和墙体一体化整体浇筑改造后，彻底解决了因原设计问题造成的烧嘴砖、蓄热箱及炉墙膨胀系数不同导致接缝位置处漏火、漏煤气的问题，有效的控制加热炉周围CO 浓度值≤24 ppm 以下，降低对环境和人身安全隐患的风险；每年减少补漏项目检修的费用支出约30 万/年，大幅降低检修费用支出；对比技术改造前和技术改造后吨钢煤气消耗情况来看，因漏气问题得到最终解决，吨钢高炉煤气消耗降低3.25 m3/t，按年产量140 万吨及每m3高炉煤气价格0.28 元/m3计算，改造后每年将降低高炉煤气消耗节约生产成本为：140 万吨*3.25 m3/t*0.28 元/m3=127.4 万元；改造项目总投资422 万元，2.68 年即收回成本，效果良好！

5 结语

（1）采取对烧嘴喷口、蓄热箱和炉墙整体浇筑成型的烧嘴一圈采用背衬板+轻质砖+浇注料复合形式结构技术改造，解决了加热炉两侧蓄热箱漏火、煤气泄漏的问题。

（2）棒一线加热炉蓄热箱结构优化技术改造后，未发生蓄热箱煤气泄漏问题，每年吨钢节约煤气3.25 m3/t，经济效益为127.4 万元。