鄒有光 李磊 胡強 張海洋 樊歡 董少文 王忠民
（安鋼集團信陽鋼鐵有限責任公司）
摘 要：對信鋼1250m3高爐熱風爐設備及烘爐操作經驗進行了總結。由于烘爐前準備工作充分、烘爐曲線制定合理，尤其烘爐使用穩焰器保證了烘爐效果，為硅磚熱風爐烘爐提供了重要參考價值。
關鍵詞：熱風爐；穩焰器；烘爐；硅磚
1 概況
信鋼1250m3高爐配置3座頂燃式熱風爐，設計采用 Φ25mm 高效格子磚，設有板式煤氣和助燃空氣雙預熱裝置，兩臺助燃風機集中送風，一用一備，熱風爐燃料為單一高爐煤氣，通過計算機實現自動燃燒控制、送風溫度控制和換爐控制等。熱風爐系統主要設計參數見表1。
表1 熱風爐系統主要設計參數
|
項目名稱 |
單 位 |
數 值 |
|
熱風爐座數 |
座 |
3 |
|
燃燒器形式 |
|
頂燃式 |
|
格孔直徑 |
mm |
Φ25 |
|
加熱風量 |
Nm³/min |
3800 |
|
冷風壓力（表壓，最高） |
MPa |
0.5 |
|
設計風溫 |
℃ |
1200（能力1250） |
|
廢氣溫度 |
℃ |
平均320，最高450 |
|
助燃空氣預熱溫度 |
℃ |
≥200 |
|
高爐煤氣溫度 |
℃ |
≥200 |
|
熱風爐工作制度 |
|
兩燒一送 |
|
送風時間 |
min |
45 |
|
單位鼓風量加熱面積 |
m2/m3 |
≥45 |
|
單位鼓風的格子磚重 |
t/m3 |
≥1.0 |
|
燃料組成 |
|
高爐煤氣 |
|
煤氣發熱值 |
kJ/m³ |
≥3150 |
熱風爐砌體結構及材料
（1）熱風爐本體
頂燃式熱風爐采用三段式本體砌筑結構（見下圖），蓄熱室大墻耐火材料直接砌筑在爐底板上，各部位砌體之間設有滑動縫。熱風爐蓄熱室上部及燃燒室高溫區采用高溫性能好的硅磚RG95，下部根據熱風爐的溫度分布情況分別采用低蠕變高鋁磚DRL和粘土磚 RN42，底部采用低蠕變高鋁磚DRL。
圖 三段式本體砌筑示意
（2）熱風爐蓄熱室、燃燒室、燃燒器
熱風爐拱頂及燃燒器爐殼內壁噴涂耐酸噴涂料，拱頂最里層砌以345mm厚的硅磚（RG)，由里向外依次砌以厚230mm的輕質硅磚（GGR-1.2)、114mm的輕質粘土磚（NG-0.8)和陶瓷纖維毯。
燃燒器采用多火孔預混陶瓷燃燒器，上面兩排煤氣燒嘴，下面兩排空氣燒嘴，燃燒器磚采用紅柱石堇青石磚。
燃燒器、燃燒室和各孔口均采用組合磚砌磚。燃燒室喉口部位選用紅柱石磚。
蓄熱室全部為格子磚，格子磚采用六邊形、19孔、孔徑25mm的格子磚，其加熱面積為 56.64m2/m3。
熱風爐耐火磚理化性能指標
表2 熱風爐耐火磚理化性能指標
|
磚材質 |
粘土質 |
紅柱石莫來石質 |
低蠕變高鋁質 |
剛玉莫來石質 |
紅柱石堇青石磚 |
硅磚 |
||
|
磚牌號 |
RH-140 |
DRL-135 |
DRL-150 |
RTHJ-53 |
||||
|
1、化學成分 |
||||||||
|
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、體積密度 |
||||||||
|
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、顯氣孔率 |
||||||||
|
% |
20/22 |
≤20 |
≤22/24 |
≤21 |
≤22 |
≤22/24 |
||
|
5、真氣孔率 |
||||||||
|
% |
|
|
|
|
|
≤23 |
||
|
6、常溫耐壓強度 |
||||||||
|
MPa |
≥45/35 |
≥50 |
≥55 |
≥60 |
≥60 |
≥40（30） |
||
|
7、熱震穩定性1100℃,水冷 |
||||||||
|
次 |
|
|
|
|
≥100 |
|
||
|
8、重燒線變化 |
線膨脹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、蠕變率 (0-50h/0.2MPa) |
||||||||
|
℃ |
|
1400 |
1400 |
1500 |
1300 |
1550 |
||
|
% |
|
≤0.8 |
≤0.8 |
≤0.8 |
≤0.8 |
≤0.8 |
||
|
10、荷重軟化溫度 (0.2MPa) |
||||||||
|
℃, |
1400 |
1600 |
-- |
-- |
1500 |
1650 |
||
2 烘爐目的
1) 使熱風爐內砌體的物理水、結晶水緩慢而充分的蒸發、干燥、膨脹，使磚縫中的泥漿獲得較好的高溫性能，增強砌體強度和穩定性。避免水分突然大量蒸發，破壞砌體；
2) 使耐火磚（硅磚）均勻、緩慢而又充分膨脹，避免砌體因熱應力集中或晶格轉變造成損壞，影響熱風爐的使用壽命；
3) 使熱風爐內逐漸蓄積足夠的熱量，保證熱風爐主燃燒器點火所需要的頂溫。
3 制定烘爐計劃及烘爐曲線
根據新建頂燃式硅磚熱風爐烘爐要求及硅磚升溫特性，烘爐時間約：35天。升溫計劃及高爐煤氣用量見表 3
|
升溫段℃ |
升溫速度℃/h |
階段時間h |
累積時間h |
累積天數d |
1座爐煤氣小時流量Nm³/h |
3座爐煤氣階段階段流量Nm³ |
理論廢氣溫度℃ |
||
|
點火 |
～ |
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 |
|
合計 |
853 |
35.5 |
|
2109550 |
|
||||
烘爐曲線
4 烘爐難點
（1）硅磚熱風爐烘爐特點要求升溫緩慢平穩，使用高爐煤氣烘爐溫度很難做到精準控制。
（2）烘爐溫度小于700℃，使用高爐煤氣容易滅火。
（3）一旦滅火熱風爐內富集未燃煤氣，必須進行驅趕檢測煤氣濃度合格后才能重新點火，吹掃熱風爐內殘余煤氣勢必造成烘爐溫度下降。
5 臨時燃燒器及穩焰器制作使用
（1）在熱風爐上部人孔處安裝臨時燃燒器。為保證硅磚熱風爐平穩緩慢升溫的特點，此次在臨時燃燒器空氣、煤氣支管上均加裝了電動調節閥，實現精準調節。
（2）為確保烘爐前期低溫段不出現煤氣滅火，此次使用穩焰器專利技術。
6 結語
（1）硅磚熱風爐烘爐是一項系統工程，具有很強的技術性，主要是硅磚的組成及礦物特性所決定的。要做好烘爐的前期準備工作，制定嚴格的烘爐曲線，并按照曲線進行烘爐，盡量保持烘爐期間溫度的穩定性，避免溫度大幅波動。
（2）這次烘爐采用了穩焰器新技術，在烘爐溫度小于700℃時避免了煤氣滅火，保持了烘爐的連續性和穩定性。
（3）此次熱風爐烘爐是相當成功的，為今后硅磚熱風爐烘爐提供了寶貴的經驗。
參考文獻
[1] 周傳典.高爐煉鐵生產技術手冊[M]. 北京：冶金工業出版社.2003.444--457.
[2] 張壽榮.高爐失常與事故處理[M]. 北京：冶金工業出版社.2013.14--16.