高炉停炉时热风炉保温方法*

2016-09-23陈小忠杨建红

现代冶金 2016年1期

关键词：耐材热风炉冷风

陈小忠，杨建红

(中天钢铁集团有限公司，江苏常州　213011)

高炉停炉时热风炉保温方法*

陈小忠，杨建红

(中天钢铁集团有限公司，江苏常州213011)

分析了热风炉在高炉停炉时的温度变化状况，结合高炉特点，制定了顶燃式热风炉保温措施。

高炉；热风炉；保温

引言

目前冶金行业炼铁高炉都需要配备最基本的热风炉，它是高炉正常生产的必须设备。当某一座高炉热风炉完好无损，而高炉本体经投用一段时间后炉体有所损坏、不能正常生产时，需要进行中修或大修，这个时间一般都会超过两天，如果有特殊原因还会更长，一、两个月或更长的时间都有可能。目前国内的高炉热风炉蓄热耐材一般都是采用硅砖型，这种耐材在经过加温使用后需再次冷却时，必须按照耐材特性进行缓慢冷却，等到再次使用时，又需要按耐材特性进行热风炉的烘炉工作，这是一个缓慢的操作过程，烘炉成本比较昂贵，需要从正常环境低温烘烤至750 ℃，才能用高炉煤气继续进行烘炉工作。

1　常规保温方法

一直以来，高炉生产停止后，热风炉也只能跟随凉炉而停止工作。但热风炉停止工作后，炉内的蓄热耐材常会因冷却时机掌握不当，造成耐材的开裂或脱砖等损坏现象，但如果要保持热风炉的温度控制在合适的较高范围，就需要对热风炉继续进行保温工作。在停炉情况下对热风炉继续保温会使热风炉的蓄热室热量往下端流走，导致烟道温度过高，而拱顶温度却下降，若此时不采取措施，整个热风炉的温度就不能保持。一旦当顶温下降到一定程度，需要进行烧炉时，因烟道温度本身就已升高，这时烟道温度就会更高。如果控制不当，一方面，烟道温度过高，势必造成热风炉底的炉箅子及支柱温度过高而变形损坏，也就会支撑不住整个热风炉内的耐材(整个一座热风炉内需支撑的耐材重量能达到850 t甚至更多)；另一方面，热风炉顶部因温度不够，如果要继续烧炉，有可能会因达不到高炉煤气的着火点，在热风炉进行顶部燃烧时因燃烧不着而形成爆炸性气体，这是很危险的。

在国内，目前很多高炉停炉时采用保温措施代价较高，需要一整套热风炉烘炉设备，还需把热风炉人孔打开，并增加一部分人员进行非常规监护工作；或者有的高炉停炉时采用正常烧炉工作再使用高炉鼓风机进行送风工作，该保温方法的每个保温作业程序都包括下列操作步骤：烧炉、闷炉、送风、再次烧炉；每个保温作业程序依次循环进行：当热风炉拱顶温度降至900 ℃时，开始烧炉；将热风炉上部拱顶温度烧至1350 ℃后，停止烧炉，进行闷炉操作；当热风炉拱顶温度降至900℃时，开始送风，打开热风炉下部的人孔，以拱顶温度按1 ℃/min的上升速度为基准，向热风炉内送风，当硅砖温度降至接近900 ℃时，停止送风，关闭人孔、热风阀以及倒流休风阀即可；再次重复进行烧炉，依次循环。如果以高炉助燃风为风源，采用逆送风的方式，从冷风管道或其风均压支管进行高炉逆送风时，必须要采取必要措施，防止助燃风倒灌至主风机房，以避免安全事故及影响逆送风操作。

2　改进方法

2.1改进要求

为了克服历年来无法很好解决的有关热风炉在高炉停用后的保温工作，中天钢铁集团有限公司充分吸取其它厂家的经验，结合高炉热风炉本身的特点，制定了一套顶燃式热风炉保温措施，既要控制好热风炉烟道温度，以保护炉底下部设备，又要保证热风炉顶温维持在一定的控制范围，以防止温度下降造成耐材的损伤，并保证每次烧炉的正常进行。

针对目前热风炉采用的保温技术特点，考虑到保温费用过高及人员安排不过来的问题，设计出更加贴合实际的热风炉保温操作办法。

2.2改进方法

热风炉保温方案采用了以下设计改造方法：在热风炉助燃风机的出风口总管处引出一个支管，并安装控制阀门，然后再从此总管延伸到热风炉的烟道管路，并分别安装上控制阀门，这些控制阀门在选择时只需考虑其耐温及密闭性能即可，至于控制形式则根据各自不同的控制需要和操作方便性，可用电动的或手动的。如果方便而有条件，也可采用液动等形式，建议阀门形式可采用密闭型蝶阀或闸阀，适合一般气体管路控制即可。这套改造方案总投资少，总金额小。同时为实际操作的安全及方便，把所有高炉送风装置补偿器在弯头连接处用盲板封死，防止在以后保温操作中造成窜跑气现象。

操作使用时，即当高炉停产后，不管时间长短，均采用正常运行状态，可按照原来热风炉烧炉、闷炉、送风、再次烧炉的过程进行，具体的主要操作过程如下：1)在高炉停产两天后，热风炉都处在闷炉状态，热风炉的烟道温度会逐渐上升，当温度升高到350 ℃甚至更高温度时，热风炉顶温会有一定量的下降；当烟道温度达到热风炉设计所要求的烟气控制温度范围时，就必须采取送风操作方法进行操作，开启热风炉的热风阀、热风总管并联的倒流休风阀，再开启新增加的降温冷风管的阀门，从烟道处给热风炉用热风炉助燃风机的出风口进行送风操作，其余阀门都处于关闭状态；2)当烟道温度逐渐降到较低的合适范围，而热风炉顶部通过送风操作后就可逐渐升到较高温度，可保证炉内的耐火材料不因冷却而损坏，同时也保证了烧炉所必须保证的温度，多余气体从倒流休风管处排出；3)当送风操作结束后，可继续使该热风炉进行闷炉状态；即关闭新增的冷风送风阀及热风阀；4)当热风炉的顶部温度在通过闷炉及送风操作已不能达到所须保证的热风炉顶温，而烟气管道温度又在较低范围时，就须进行热风炉的烧炉工作，打开烟气管道，打开燃烧阀门，再开启助燃空气及煤气支管管路就能按原来正常烧炉模式进行烧炉操作，其它相关阀门处于关闭状态，可使热风炉顶温燃烧后达到原来正常生产的1300 ℃左右，烧炉时需要兼顾烟道温度，防止炉底温度过高而损伤热风炉炉底设施。

在这种热风炉的保温操作中，按正常的情况就没有送风时可能造成鼓风机房的逆送风的风险，完全按平时的操作方法进行所需操作，即保证各个热风炉设计时所要求的烟气控制温度范围和顶部温度控制范围。

2.3特点

本文采用的热风炉停用保温方法的优点很多，主要表现在：

(1)投资少，改造施工简单，工人操作方便，在有一定量的富余煤气情况下可长期使用，在有多座高炉的单位使用可操作性极强，而且该套装置可在热风炉设计安装时一并考虑在内，经济实用。

(2)克服了热风炉中长期的保温瓶颈，防止炉内的耐材因凉炉和以后再次烘炉操作不当所造成的损坏，节约了凉炉及烘炉的昂贵费用。

(3)解决了热风炉在保温过程中使烟道温度升高，容易损坏热风炉下部的炉箅子及支柱的难题；

(4)提升热风炉炉顶温度的过程中，较好地保证了烧炉时燃烧煤气所需的着火点，使此操作过程周而复始地进行下去，避免因顶部温度过低不能充分燃烧煤气的危险，防止在燃烧室产生空、煤气混合的爆炸性气体，保证了热风炉在保温操作时的安全可靠性。

(5)采用热风炉助燃风机供送冷风，从烟气管路接上送风所需的冷却用风管，就不用高炉鼓风机进行送风操作，同时避免了从冷风管或其均压支管处接上送风的冷风管，也不会有逆送风，就不会造成风机房处产生煤气、空气的混合气体倒灌的危险。

2.4应用实例

2.4.1实例一

中天钢铁集团有限公司4#高炉大修期间，为保证卡卢金式的热风炉不因高炉大修二个月而冷却损坏，就在热风炉助燃风机的出风口总管上接上分管，安装上总控制阀门，再连接到各热风炉烟道阀处，然后再在各热风炉的一个烟道阀管路上分接上引来的冷风管路。

这套改造方案总投资为DN300钢管40 m左右，加上4只DN300的控制用手动蝶阀及安装法兰、密封垫、紧固件等，以及为安装方便而另使用了7只DN300弯头，总额一万元左右。同时为实际操作的安全及方便，把所有高炉送风装置的鹅颈管法兰处与补偿器连接处用盲板封死，防止在以后操作中造成窜跑气现象，影响高炉本体的正常大修工作。在后面的热风炉保温操作中，就如原来热风炉的正常操作一样进行，视热风炉炉底及顶部的温度进行兼顾控制，循环进行闷炉、烧炉及送风的操作过程。整个操作使用较方便。

2.4.2实例二

在2#高炉鼓风机一个月的大修期间，为保证顶燃式的热风炉不因高炉停炉一个月而冷却损坏，也在热风炉助燃风机的出风口总管上连接DN300分管，安装上总控制阀门，然后再在各热风炉的一个烟道阀管路上分接引来的助燃风机冷风管路。2#高炉热风炉新增配置管路如图1所示。

这套改造方案总投资为DN300钢管35 m左右，加上4只DN300的控制用手动蝶阀及安装法兰、密封垫、紧固件等，以及为安装方便而另使用了6只DN300弯头，总额不超过一万元。同时为实际操作的安全及方便，把所有高炉送风装置补偿器与弯头连接的法兰处用盲板封死，防止在以后热风保温操作中造成窜跑气现象，以免引起高炉本体处意外事故。同样在后面的热风炉保温操作中，就如原来2#高炉热风炉的正常操作一样进行，视热风炉底及其顶部的温度进行控制，循环进行闷炉、烧炉及送风的操作过程。

2.5图示说明

具体采用的热风炉控温并保温方案如图1所示，热风炉主体(1)含有冷风进口(2)，燃烧口(3)，烟道出口(4)和出风口(5)，冷风进口(2)通过带有阀门的冷风管连接冷风装置(6)，燃烧口(3)通过带有阀门的管道连接助燃装置(7)和燃料供应装置(8)，烟道出口(4)通过带阀门的烟道管连接烟囱(9)，出风口(5)通过带有阀门的管道连接到高炉，其特征在于：助燃装置(7)的出风口通过连接管(10)连接烟道管，连接管(10)上设置有控制阀。