热风炉烘炉装置技术总结

热风炉烘炉装置技术总结

摘要：论述并分析了热风炉烘炉具体的改进措施和原来烘炉方法的对比，得出了该烘炉方法的可行性，并阐述了改进的烘炉方法的具体方案。

关键词：热风炉烘炉氮气吹扫系统烘炉专用燃烧器

一、前言

济钢第一炼铁厂现有350高炉6座，1750高炉3座，共配有28座热风炉，除2#350高炉配有4座热风炉之外，其它都配置3座热风炉，有卡卢金、ZSD、霍戈文等6种结构形式。内部耐火材料材质各不相同，砌筑结构也是各有特点，在砌筑过程中散料混有大量水份，在大修完成之后必须进行热风炉砌筑耐材进行烘烤，烘炉过程中必须达到以下3个目的：1、缓慢去除砌体中的水分；2、使耐火砖均匀、缓慢而又充分地膨胀，避免砌体因热应力集中或晶格转变造成损坏；3、使热风炉内逐渐地蓄积足够的热量，保证高炉烘炉和开炉所需的风温。所以必须对烘炉系统全面研究开发。在热风炉建成投产以前，要对热风炉进行烘炉，由于烘炉初期烘炉所需热量小，煤气用量也少，热风炉主燃烧器在燃烧时不能满足低温时的控制要求，因而采用临时烘炉装置。称之为点火系统。利用该装置将拱顶温度提到900度以后改主燃烧器进行烘炉。

二、各个烘炉方法的对比及问题

点火系统：点火器也是一种简易的燃烧器，是用来混合煤气与空气，并把其混合气体送入热风炉燃烧室内进行燃烧的装置。一般存在的缺陷是煤气和助燃空气混合不均匀，燃烧不稳定，火焰呈脉动，产生振动。济钢烘烤热风炉的装置共有两种形式，350高炉采用直接插入焦炉煤气进行烘烤的模式；1750高炉由于使用了硅质砖，采用卡卢金专用烘烤装置。两种烘炉装置使用特点各不相同，现比较如下：

1、350高炉热风炉烘炉系统：原有烘炉采用直接插入焦炉煤气烘烤的模式。其特点是，简单经济、实施方便。不足之处是：过于简单，无法达到精准调控。原有烘炉主要靠自然吸力吸入空气，且只有拱顶各废气两个温度测点，烘炉很大一部分程度依靠经验来操作，烘炉时炉温上升速度应符合事先制订的烘炉曲线的规定，做到安全烘炉，但简易的烘炉方式，要想在烘炉过程中使炉温上升完全符合理想的烘炉曲线是非常困难的，实际炉温上升波动比较大，因为原有烘炉模式不具备调节功能。烘炉由于没有空气进量，烘炉过程中容易形成温升太快，只能通过控制焦炉煤气量来调节，调节手段有限，火焰长短无法调控，烟气流分布失均，局部过热，使得变形、错位等的发生。

尤其是两座高炉共用一个烟囱及高炉不停产单座热风炉大修的情况下，一方面烟道的抽力不足，另一

方面是其它烧炉热风炉互相影响所致，进空气量不足，经常引起自动灭火，很容量引起温度的波动，而且极易造成安全隐患

2、 1750高炉热风炉烘炉系统：有专用的烘炉烧嘴，。特点是调控精确。不足之处是：过于复杂，价格偏高。

三研究烟气分布之后的改进

蓄热室气流分布的均匀性是热风炉的一个非常重要的指标。目前热风炉的烟气分布的研究大都停在冷态试验阶段，和热态情况下的烟气分布的真实情况仍存在一定的差距。顶燃式热风炉蓄热室的气流分布优于内燃式，据研究表明，一般情况下，顶燃式热风炉蓄热室边缘区域格子砖孔格中烟气的流速大大高于中心区域，气流分布的不均匀性导致蓄热室截面上产生较大的温差，降低了效率，烘炉过程中不仅限制了整体温度的提高，而且加剧格子砖的错位、扭曲、不均匀下沉等现象，引高炉煤气点火的过程中，点火不稳，容量形成不安全隐患。

为了简化，将蓄热室简化成一个阻力区，在该阻力区内水平阻力系数为无穷大，垂直方向设置一个平均阻力系数。

四开发新型烘炉器及其分析

开发一种烘炉用的专用燃烧器。

空气包裹在煤气外侧，为了有效使空气、煤气混合，在前端加了一个混合片，目的是形成多股混合流股，改善混合效果，提高燃烧温度，该燃烧器的燃烧强度大，效率高，自调性能好，能适应大范围燃烧功率的变化，而且在燃烧功率变化的情况下，保持燃烧废气中一氧化碳的含量为零，空气过剩系数小。

1、增加了烘炉测温点。

烘炉用的助燃空气及焦炉煤气由单独的管道供给；烘炉用的空气由助燃风机鼓入，通过在助燃空气管道上开孔引219管道进点火器，通过流量计及流量调节阀准确控制空气流量；烘炉用的焦炉煤气单设管道引入，同样通过流量计及流量调节阀准确控制焦炉煤气流量。烘炉用的点火装置属自制产品。

2、氮气吹扫系统：

优点：1、炉内能形成100Pa的正压，加快了炉内耐材的均衡度，可以最大的限度的带走水份，烘炉效果好，烘炉过程更安全，避免了自然烘炉因空气流通不好，燃烧不好导致灭火发生故障。2、拱顶升温速度易控制，因空气量远大于煤气量，调节煤气量对温度波动影响较小。

3、砌筑方面的主要特点：

顶燃式热风炉整体可分为蓄热室、拱顶和预燃室三大部分。标高米以下为蓄热室，标高米为拱顶，标高米以下为预燃室，每两个结合部均预留有足够的膨胀、滑动缝。

蓄热室根据温度要求不同自上而下采用了不同材质的19孔格子砖。

五改造后的应用及不足

1、在6#热风炉上进行开发试用

本次在小高炉上进行的热风炉改造首次采用了硅质格子砖，由于硅砖的烘炉曲线是最为复杂的一种，为了保证工期和质量，经过相关部门的慎重研究，制定了9天的烘炉时间，分为4个升温阶段和3个

保温阶段，充分保证了砌体中的机械附着水的排除，避免砌体产生较大的体积膨胀，造成砌体的损坏，烘炉曲线如图。

热风炉在格子砖的选择上，根据各部位温度和结构强度、化学侵蚀的特点分别选用了不同性能的耐火材料，在热风炉高温区选用了具有较高的荷重软化点的硅砖，高温热稳定性好抗化学侵蚀和气流冲刷强，具有良好的抗高温蠕变性能。热风炉中下部温度较低，选用低蠕变粘土格子砖。

本次为了及时监控硅质格子砖的温度变化，便于格子砖的维护，增加了一支测温电偶；在煤气燃烧阀和煤气切断阀之间增加了一支测温电偶，监控热风炉送风期间因煤气燃烧阀关不严而导致煤气回窜情况。

2、改造过程出现的不足

由于本次热风炉采用简易的燃烧器进行烘炉，热量大部分从蓄热室格子砖处被引风机吸走，通过热风通道热量较少，烘烤热风通道的效果不理想。

本次热风炉拱顶热电偶的安装位置靠简易燃烧器距离较近，显示的温度实际上为燃烧器火焰外焰温度，而没有准确的显示出拱顶环境的实际温度，即环境的实际温度应小于热电偶显示温度。

3、在5#热风炉上进行全面改进完美

4、在4#350高炉大修的11、12、13#三座热风炉上进行全面推广应用。

六烘炉前的准备和具体步骤

1、烘炉准备工作

自制烘炉系统

烘炉以前需做好如下准备工作：

由于热风炉烘炉的同时高炉还在施工，所以必须与高炉断开，防止煤气窜入高炉威胁人身安全，故烘炉期间热风炉处于倒流休风状态，冷风阀、热风阀关，倒流休风阀开。

热风炉的大修工作全部完工，并达到质是要求，包括所属换热系统也达到正常生产要求。热风炉系统各阀门联合、联锁试车验收调试合格，各冷却水系统通水正常，压力、水量、不质达到正常生产要求，各保温蒸汽正常通气，各计量仪表必须正常运转。

本次烘炉用焦炉煤气作燃料，由总管接到每座热风炉，并且打压试漏完毕。空气由热风炉助燃风机提供，烘炉前两台助燃风机调试完毕。

1) 热风炉的修建和检修工作全部完成，并达到质量要求。

2) 热风炉系统各阀门必须进行全部联合、联锁试车，各机电设备运转正常。

3) 热风炉冷却水通水正常。

4) 各仪表必须正常运转，保证准确可靠，特别是炉顶温度、废气温度、煤气压力表必须保证好用。

5) 各热风炉试漏合格。

6) 烟囱烘好，具有抽力。

7) 如热风炉烘炉期间，高炉内有人施工，热风炉与高炉必须做彻底的隔断。

8) 烘炉设施全部安装完毕，现场电源具备使用条件。

9) 烘炉报表台账等数据记录及材料器具准备完毕。

2、烘炉曲线的制订

1) 烘炉以拱顶温度为控制依据，同时兼顾废气温度不得超过320℃；

2) 必须严格按照烘炉温度曲线进行升温，烘炉升温时间如下，曲线见附表。

热风炉烘炉温度控制如下（以炉顶温度为依据）

烘炉温度曲线见图1

3、烘炉作业

本热风炉的烘烤，在900℃以下使用简易的启动燃烧器进行。

1)、烘炉前确认待烘烤热风炉的热风阀、冷风阀、冷风分流阀、充压阀、废气阀、煤气燃烧阀及煤气

切断阀、助燃空气切断阀、烟道阀均处于关闭位置，主烟道的旁通阀处于也处于关闭状态，预热器处于停用状态。

2)、进入简易启动燃烧器的操作程序

2.1 按引煤气引焦炉煤气操作。

2.2初次点火要开烟道阀，开引风机，外部点燃点火枪后插入启动燃烧器内。

2.3打开空气调节阀，逐渐打开焦炉煤气调节阀，从窥视孔检查煤气、空气混合气体是否点燃；

2.4确认火焰在燃烧, 从窥视孔观察点火枪火焰情况；

2.5通过调节阀调节煤气、空气流量，使火焰稳定燃烧；

2.6启动燃烧器点火结束，严格按烘炉曲线进行烘炉；

2.7当拱顶温度到9000C时，可按程序引高炉煤气，使用炉顶燃烧器开始烘炉，同时停止启动燃烧器的使用，直到烘炉结束。撤出启动燃烧器、封闭人孔。

4、烘炉注意事项

1)、使用高炉煤气前，必须对高炉煤气管道进行吹扫（用氮气赶空气）。

2)、烘炉期间，要特别关注煤气的燃烧情况，注意启动燃烧器内是否灭火。

3)、如发生停烧等异常情况，必须首先切断所有进气阀门，彻底查明原因具备恢复燃烧的条件后，按启动燃烧器的操作程序重新点火烘炉，若15分钟内不能恢复燃烧，则应抽空炉内残余煤气，并化验混合气体中煤气的浓度低于爆炸浓度的下限（焦炉煤气5.0％，高炉煤气30％）后，转入焖炉状态。

4)、要对照烘炉曲线勤看温度、勤检查、勤调节以防止灭火；

5)、每小时记录一次拱顶、废气温度；每小时检查一次炉壳情况，发现裂开漏气情况要及时汇报处理，并做好记录。

6)、热风炉系统除引风机管道阀处于开启状态外，其余各阀处于关闭状态，并停电挂牌；

7)、每班两次检查烘炉废气成分，主要检查水分含量和CO、CO2、O2含量。

8)、烘炉结束后，若不具备为高炉送风条件，则应维持拱顶温度不低于900℃而进行烧、焖炉，并要严格控制废气温度不大于400℃。

9)、停止烘炉后，热风炉投入正常使用前，要确认施工单位在通启动燃烧器的焦炉煤气管道的闸阀前上好盲板（或拆掉部分管道后，盲死端部）。

5、具体烘炉步骤：

1)、点火烘炉前除热风炉烟道阀处于开启状态外，其它阀门处于关闭状态。

点火过程：1、助燃风机处于启动状态；2、小开燃烧器空气阀；3、点燃焦炉煤气，插入燃烧器点火

孔；3、小开煤气阀，点燃点火器焦炉煤气；4、小开点火器焦炉煤气；5、适当调节空气量和点火器煤气量控制炉顶温度。

七结论

经过试验以及试验后对不足之处的改进，所开发的烘炉器能很大程度上弥补了原来烘炉装置的不足，避免了对砌砖的破坏，加强了烘炉的可控性。试验后证明了本方案可以应用及推广。