邹有光 李磊 胡强 张海洋 樊欢 董少文 王忠民
(安钢集团信阳钢铁有限责任公司)
摘 要:对信钢1250m3高炉热风炉设备及烘炉操作经验进行了总结。由于烘炉前准备工作充分、烘炉曲线制定合理,尤其烘炉使用稳焰器保证了烘炉效果,为硅砖热风炉烘炉提供了重要参考价值。
关键词:热风炉;稳焰器;烘炉;硅砖
1 概况
信钢1250m3高炉配置3座顶燃式热风炉,设计采用 Φ25mm 高效格子砖,设有板式煤气和助燃空气双预热装置,两台助燃风机集中送风,一用一备,热风炉燃料为单一高炉煤气,通过计算机实现自动燃烧控制、送风温度控制和换炉控制等。热风炉系统主要设计参数见表1。
表1 热风炉系统主要设计参数
项目名称 |
单 位 |
数 值 |
热风炉座数 |
座 |
3 |
燃烧器形式 |
|
顶燃式 |
格孔直径 |
mm |
Φ25 |
加热风量 |
Nm³/min |
3800 |
冷风压力(表压,最高) |
MPa |
0.5 |
设计风温 |
℃ |
1200(能力1250) |
废气温度 |
℃ |
平均320,最高450 |
助燃空气预热温度 |
℃ |
≥200 |
高炉煤气温度 |
℃ |
≥200 |
热风炉工作制度 |
|
两烧一送 |
送风时间 |
min |
45 |
单位鼓风量加热面积 |
m2/m3 |
≥45 |
单位鼓风的格子砖重 |
t/m3 |
≥1.0 |
燃料组成 |
|
高炉煤气 |
煤气发热值 |
kJ/m³ |
≥3150 |
热风炉砌体结构及材料
(1)热风炉本体
顶燃式热风炉采用三段式本体砌筑结构(见下图),蓄热室大墙耐火材料直接砌筑在炉底板上,各部位砌体之间设有滑动缝。热风炉蓄热室上部及燃烧室高温区采用高温性能好的硅砖RG95,下部根据热风炉的温度分布情况分别采用低蠕变高铝砖DRL和粘土砖 RN42,底部采用低蠕变高铝砖DRL。
图 三段式本体砌筑示意
(2)热风炉蓄热室、燃烧室、燃烧器
热风炉拱顶及燃烧器炉壳内壁喷涂耐酸喷涂料,拱顶最里层砌以345mm厚的硅砖(RG),由里向外依次砌以厚230mm的轻质硅砖(GGR-1.2)、114mm的轻质粘土砖(NG-0.8)和陶瓷纤维毯。
燃烧器采用多火孔预混陶瓷燃烧器,上面两排煤气烧嘴,下面两排空气烧嘴,燃烧器砖采用红柱石堇青石砖。
燃烧器、燃烧室和各孔口均采用组合砖砌砖。燃烧室喉口部位选用红柱石砖。
蓄热室全部为格子砖,格子砖采用六边形、19孔、孔径25mm的格子砖,其加热面积为 56.64m2/m3。
热风炉耐火砖理化性能指标
表2 热风炉耐火砖理化性能指标
砖材质 |
粘土质 |
红柱石莫来石质 |
低蠕变高铝质 |
刚玉莫来石质 |
红柱石堇青石砖 |
硅砖 |
||
砖牌号 |
RH-140 |
DRL-135 |
DRL-150 |
RTHJ-53 |
||||
1、化学成分 |
||||||||
Al2O3 % |
≥42 |
≥57 |
≥65 |
≥75 |
≥53 |
≤1.0 |
||
SiO2 % |
|
|
|
|
|
≥95 |
||
Fe2O3 % |
≤2.0 |
≤1.2 |
|
≤1.2 |
≤1.2 |
≤1.2 |
||
MgO % |
≤1.5 |
|
|
≤1.0 |
≤0.6 |
≤0.2 |
||
2、体积密度 |
||||||||
t/m3 ,≥ |
2.15/2.1 |
2.5 |
2.55/2.5 |
2.7 |
2.3 |
1.85/1.8 |
||
3、真密度 |
||||||||
(t/m3) |
|
|
|
|
|
≤2.33/2.34 |
||
4、显气孔率 |
||||||||
% |
20/22 |
≤20 |
≤22/24 |
≤21 |
≤22 |
≤22/24 |
||
5、真气孔率 |
||||||||
% |
|
|
|
|
|
≤23 |
||
6、常温耐压强度 |
||||||||
MPa |
≥45/35 |
≥50 |
≥55 |
≥60 |
≥60 |
≥40(30) |
||
7、热震稳定性1100℃,水冷 |
||||||||
次 |
|
|
|
|
≥100 |
|
||
8、重烧线变化 |
线膨胀1000℃ ≤1.26% |
|||||||
℃ /4h |
1400 |
1450/2h |
1450/2h |
1550/2h |
1450/2h |
|||
% |
-0.4~0.1 |
-0.2~0.2 |
-0.2~0.1 |
-0.2~0.2 |
||||
9、蠕变率 (0-50h/0.2MPa) |
||||||||
℃ |
|
1400 |
1400 |
1500 |
1300 |
1550 |
||
% |
|
≤0.8 |
≤0.8 |
≤0.8 |
≤0.8 |
≤0.8 |
||
10、荷重软化温度 (0.2MPa) |
||||||||
℃, |
1400 |
1600 |
-- |
-- |
1500 |
1650 |
2 烘炉目的
1) 使热风炉内砌体的物理水、结晶水缓慢而充分的蒸发、干燥、膨胀,使砖缝中的泥浆获得较好的高温性能,增强砌体强度和稳定性。避免水分突然大量蒸发,破坏砌体;
2) 使耐火砖(硅砖)均匀、缓慢而又充分膨胀,避免砌体因热应力集中或晶格转变造成损坏,影响热风炉的使用寿命;
3) 使热风炉内逐渐蓄积足够的热量,保证热风炉主燃烧器点火所需要的顶温。
3 制定烘炉计划及烘炉曲线
根据新建顶燃式硅砖热风炉烘炉要求及硅砖升温特性,烘炉时间约:35天。升温计划及高炉煤气用量见表 3
升温段℃ |
升温速度℃/h |
阶段时间h |
累积时间h |
累积天数d |
1座炉煤气小时流量Nm³/h |
3座炉煤气阶段阶段流量Nm³ |
理论废气温度℃ |
||
点火 |
~ |
20 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
20 |
20 |
~ |
100 |
2 |
40 |
40 |
1.7 |
100 |
12000 |
25 |
100 |
~ |
100 |
0 |
48 |
88 |
3.7 |
200 |
28800 |
30 |
100 |
~ |
300 |
0.5 |
400 |
488 |
20.3 |
300 |
360000 |
60 |
300 |
~ |
300 |
0 |
48 |
536 |
22.3 |
500 |
72000 |
80 |
300 |
~ |
450 |
1.5 |
100 |
636 |
26.5 |
800 |
240000 |
100 |
450 |
~ |
650 |
3 |
67 |
703 |
29.3 |
1400 |
280000 |
130 |
650 |
~ |
650 |
0 |
48 |
751 |
31.3 |
2000 |
288000 |
150 |
650 |
~ |
900 |
4 |
63 |
813 |
33.9 |
2500 |
468750 |
180 |
900 |
~ |
1100 |
5 |
40 |
853 |
35.5 |
3000 |
360000 |
200 |
合计 |
853 |
35.5 |
|
2109550 |
|
烘炉曲线
4 烘炉难点
(1)硅砖热风炉烘炉特点要求升温缓慢平稳,使用高炉煤气烘炉温度很难做到精准控制。
(2)烘炉温度小于700℃,使用高炉煤气容易灭火。
(3)一旦灭火热风炉内富集未燃煤气,必须进行驱赶检测煤气浓度合格后才能重新点火,吹扫热风炉内残余煤气势必造成烘炉温度下降。
5 临时燃烧器及稳焰器制作使用
(1)在热风炉上部人孔处安装临时燃烧器。为保证硅砖热风炉平稳缓慢升温的特点,此次在临时燃烧器空气、煤气支管上均加装了电动调节阀,实现精准调节。
(2)为确保烘炉前期低温段不出现煤气灭火,此次使用稳焰器专利技术。
6 结语
(1)硅砖热风炉烘炉是一项系统工程,具有很强的技术性,主要是硅砖的组成及矿物特性所决定的。要做好烘炉的前期准备工作,制定严格的烘炉曲线,并按照曲线进行烘炉,尽量保持烘炉期间温度的稳定性,避免温度大幅波动。
(2)这次烘炉采用了稳焰器新技术,在烘炉温度小于700℃时避免了煤气灭火,保持了烘炉的连续性和稳定性。
(3)此次热风炉烘炉是相当成功的,为今后硅砖热风炉烘炉提供了宝贵的经验。
参考文献
[1] 周传典.高炉炼铁生产技术手册[M]. 北京:冶金工业出版社.2003.444--457.
[2] 张寿荣.高炉失常与事故处理[M]. 北京:冶金工业出版社.2013.14--16.