周浩宇
【摘 要】The technology renovation points of the sintering ignition holding furnace were introduced and analyzed by taking the double-inclined ignition holding furnace for example, By the way, the future development trend of the ignition holding furnace was predicted.%以双斜式点火保温炉为例,介绍并分析了近几年来烧结点火保温炉技术方面的改造要点,并对烧结点火保温炉未来的发展趋势作出了预测.
【期刊名称】《工业炉》
【年(卷),期】2011(033)001
【总页数】4页(P12-15)
【关键词】现代烧结点火保温炉;双斜式点火保温炉;改造;发展
【作 者】周浩宇
【作者单位】中冶长天国际工程有限责任公司,湖南,长沙,410007
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【正文语种】中 文
【中图分类】TF806.1
炉灶节能器
电极箔在众多的冶金炉窑中，烧结机点火保温炉凭借其烧结核心设备的地位，在烧结工艺生产线上所起的作用是不容忽视的。点火炉点火质量的好坏，炉衬寿命的长短，往往能对烧结矿的产量及成品率造成极大影响，从而间接影响高炉的铁水质量与产量。作为烧结核心设备的点火保温炉，其结构改造与技术发展也愈发显得重要。一台性能良好的点火炉，除应能满足点火工艺要求外，还应点火能耗低、投资少、运行安全、操作维护方便、使用寿命长[1]。
1.1 采用带状火焰直接点火的先进技术
自上世纪80年代以来，世界各国对烧结点火技术进行了大量研究，尤其是日本，在川崎公司长缝式烧嘴点火炉和线式烧嘴点火炉问世后，彻底摒弃了沿用多年的“烟气”点火技术，
接着又推出了住友公司的多缝式烧嘴点火炉和新日铁的面式烧嘴点火炉，其主要特征是采用了带状火焰对表层混合料实施直接点火，要求炉膛高度低，烧嘴火焰短，点火热量集中，沿台车宽度方向在混合料表面形成一带状火焰的高温区，使表面混合料在很短的时间内被点燃并进行烧结，因而点火效率高。
1.2 采用微负压控制技术
在节能型点火炉内，煤气燃烧产生的热烟气量很少，仅占正常抽风烧结风量的1/20～1/50，为了保证带状火焰与料面有充分的接触时间进行热交换，使带状火焰具有一定的铺展性，防止冷风由炉口及点火炉两侧不严密处吸入，必须对点火炉下部的风箱负压实施控制，保证点火炉炉膛压力处于-10～0 Pa范围内。 1.3 保持适度的点火供热强度
实验研究表明，在最低点火能耗的点火工艺制度下烧结，烧结饼表层有50～80 mm的松散料层，其中表面有30～40 mm深，根本没有液相生成，他们在烧结系统中循环，只起到碳的载体作用，采用这种制度点火，烧结矿的成品率、转鼓指数都偏低，工序能耗高。因此
在设计和生产中要求采用适度的点火供热强度，使之能够弥补混合料上部料层热量不足的缺陷，这样可降低混合料配碳量，有利于低温烧结，利于降低烧结矿中FeO含量，即有利于烧结工序综合效益的提高。
1.4 利用热风助燃与设置热风保温炉
点火炉采用热风助燃与设置热风保温炉是利用烧结环冷机废气的有效手段，可降低点火燃料耗量，提高烟气氧含量，提高表层烧结矿质量，降低固体燃料消耗量，降低烧结矿FeO含量，有利于生成针状铁酸钙，因此，是实现低温烧结的一项重要措施。
1.5 采用无水冷结构及高级耐火材料提高点火炉
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寿命
延长点火炉的使用寿命一直是使用者的需要和设计、制造者孜孜以求的目标。多年前采用的带水冷圈梁的点火炉，需耗费大量冷却水，保护圈梁的钩子砖极易断裂脱落，圈梁焊口经常开裂，3～6个月就要停产检修，点火炉寿命仅1～2年。近年来推广使用的节能型点火炉，基本上淘汰了水冷圈梁结构，其耐火内衬由耐火砖、保温砖砌筑结构改为带锚固吊挂
砖的整体浇注的复合炉衬结构。这种结构大大提高了炉衬的整体强度，具有良好的隔热性能，为延长炉衬寿命减少散热损失打好了基础。随着新型耐火浇注料的不断推出，复合炉衬耐火浇注料的材质也在不断更新，过去广泛采用的黏土结合浇注料已被低水泥浇注料取代。目前，超低水泥浇注料（即微粉结合浇注料）正处于推广阶段。
双斜式点火保温炉是我国应用最广泛的节能型点火炉之一，笔者以此为例，将现代新型点火炉的几个技术改进点归纳如下。
2.1 拉杆阀装置
在以往生产操作中，遇到紧急停产的状况，通常是由操作工在主控室远程关闭点火煤气主管道上的电动阀门，然后再到现场将烧嘴前球阀逐一关闭从而停止点火炉运作。由于点火煤气主管道上电动阀门距离烧嘴前阀门有较长距离，此操作方式易造成点火炉管道回火引发爆炸，且由于电动阀门反应较慢，全部关闭通常要10 s以上，如遇紧急事故反应灵活性不强，故此操作方式安全性能不高。
拉杆阀装置的加入从根本上有效弥补了原有操作方式的不足。其结构如图1所示。平时正常
生产时，由充满压缩空气的气缸带动拉杆装置将阀门拉扯到全开位置。一旦需要紧急停产，操作工只需远程关闭与拉杆阀连接的压气开关，气缸失去压气支持，拉杆装置将快速被重锤向阀门关闭方向拉扯，从而关闭所有阀门。由操作工按下远程开关到点火炉烧嘴阀门关闭整个过程不超过3 s，且无需操作工现场操作，真正做到了快速、安全、灵活、方便。
2.2 三元燃烧技术
老式点火炉点火一般采用一种煤气（例如：焦炉煤气，转炉煤气，天然气）作为燃料，即使是两种煤气（如高炉煤气、焦炉煤气），一般也预先将其混合成一种热值的混合煤气（高炉-焦炉混合煤气），再送入点火炉烧嘴，因烧嘴只进行一种热值煤气及助燃空气的燃烧，习惯上称之为二元燃烧。在长期生产实践中，因为无法保证向烧嘴长期提供热值稳定的煤气，时而焦炉煤气流量大、时而高炉煤气流量大，且焦炉与高炉煤气自身压力随时间波动也较大。经常造成点火炉点火能耗高，耐火内衬损坏快，寿命短，混合料面易过熔，料层透气性差，点火效果不理想等不良工况。为解决问题，推出三元燃烧技术。
所谓三元燃烧，即双燃料燃烧，是指两种不同热值的煤气进入烧嘴的不同通道与助燃风混
合燃烧，习惯上称之为三元燃烧，而烧嘴本身，习惯上也称之为三元烧嘴或双燃料烧嘴。因为三元烧嘴对于高炉煤气、焦炉煤气和空气的流量调节是在烧嘴前进行的，所以此举有效避免了二元燃烧存在的煤气流量不稳定导致烧嘴燃烧质量差的问题。在节能降耗，提高点火质量方面较以往上升了一个台阶。此外，除高炉+焦炉煤气燃烧之外，三元烧嘴还可应用于煤气+煤粉燃烧、煤气+天然气燃烧等多种复合燃料燃烧方式。
2.3 自动点火及火焰探测系统
老式点火炉采用的均为人工点火的方式，当点火炉需要点火生产时，由两名工人配合，其中一名打开燃气主阀，另一名将点火棒靠近烧嘴口将其点燃。这种点火方式有两点不足：一是加大了工人的操作强度；二是当炉内气氛不明时，危险性大。
在设备智能化日益发展的今天，自动点火取代人工点火已成为必然的趋势。新型点火保温炉采用的是一种由具有双延时器的自动点火装置，短、开路保护的点火变压器和耐高温的点火电极和火焰探测探头一体化的探头组成的自动点火及火焰探测装置，可在1 200℃以上的工作环境下，进行双延时自动点火、监测炉内的火焰燃烧状况，在发起点火未成功报警的同时可自动关闭燃气阀门，在减轻操作工工作强度与提高操作安全系数方面有显著进步。
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2.4 适用于纯高炉煤气生产的双预热式点火保温炉
高炉煤气作为炼铁工艺的副产品，其热值低，有效利用率不高。据有关资料介绍每年我国各钢铁企业高炉煤气的放散率为13.72%，不但造成了大量的能源浪费，而且造成严重的环境污染。
本着节能降耗，防污减排的目的，越来越多的钢铁企业将高炉煤气引入到烧结点火系统，此举有效地变废为宝，但同时也带来了一个新的课题：高炉煤气热值普遍偏低，通常都在3 350 kJ/m3以下[2]，若利用常温高炉煤气进行点火生产，除非通过损耗有效抽风面积、延长点火段长度的方法，否则根本达不到烧结料所需的温度。而损耗有效抽风面积从某种角度来说等价于降低烧结机产量，损害经济效益。如何通过改进技术，解决这一难题，使高炉煤气能充分利用，成为重中之重。
通过不断的摸索与研究，新型纯高炉煤气点火炉——双预热式点火保温炉已逐渐登上生产舞台，并日趋成熟。其简图见图2所示。此新炉型通过对空气、煤气进行双预热，有效提高了点火保温炉的点火温度，在使用纯高炉煤气为燃料生产的前提下成功确保了烧结生产线的成品率与优质品率。
隔声工程相关业内人士曾做过计算，如按360 m2烧结机的规格综合比较，双预热式点火炉每年能给钢铁厂带来1 700万元的经济效益，而双预热点火炉的一次性投资在280万元左右。技术改进带来的经济效益远远大于点火炉自身的一次性投资。
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