硅砖热风炉凉炉、烘炉实践

总第277期2019年第1期
HEBEIMETALLURGY
TotalNo.2772019ꎬNumber1
硅砖热风炉凉炉㊁烘炉实践
黄利军ꎬ靳亚涛ꎬ王保刚ꎬ石云鹏ꎬ朱家民ꎬ姜㊀汀
(河钢集团承钢公司炼铁事业部ꎬ河北承德067002)
摘要:河钢承钢A高炉3#热风炉2017年由旋流顶燃式热风炉改建为新型顶燃式热风炉ꎬ介绍了旋流顶燃式硅砖热风炉的凉炉操作和新型顶燃式硅砖热风炉的烘炉操作及注意事项ꎬ凉炉用时19天ꎬ烘炉用时39天ꎮ实践证明3#热风炉的凉炉和烘炉都是成功的ꎮ关键词:硅砖ꎻ热风炉ꎻ凉炉ꎻ烘炉
中图分类号:TF541㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:B文章编号:1006-5008(2019)01-0035-04
doi:10.13630/j.cnki.13-1172.2019.0109
PRACTICEOFCOOLINGFURNACEANDFIRINGFURNACEFORSILICABRICKHOTBLASTSTOVE
HuangLijunꎬJinYataoꎬWangBaogangꎬShiYunpengꎬZhuJiaminꎬJiangTing
(IronmakingdepartmentofHBISGroupChengsteelCompanyꎬChengdeꎬHebeiꎬ067002)
Abstract:In2017ꎬ3#hotblaststoveofAblastfurnaceinChengsteelwasrebuiltfromrotaryandtop-burningtonewtop-firedhotblaststove.Thecoolingoperationoftheformerhotblaststoveandthedryingoperationandprecautionsofthelaterhotblaststovewereintroduced.Andthecoolingstovelasted19daysandthedryingstovelasted39days.Practicehasprovedthatthecoolinganddryingpracticeof3#hotblaststovearesuccessful.KeyWords:silicabrickꎻhotblaststoveꎻcoolingfurnaceꎻfiringfurnace
收稿日期:2018-07-26
作者简介:黄利军(1979-)ꎬ男ꎬ高级技师ꎬ2016年毕业于东北农业大学机械设计制造及其自动化专业ꎬ现在河钢承钢炼铁事业部工作ꎬE-mail:wangbaogang@hbisco.com
0㊀
引言
㊀㊀河钢集团承钢公司A高炉配备了4座热风炉ꎬ其中3#热风炉原为旋流顶燃式硅砖热风炉ꎮ2017年4月ꎬ对3#旋流顶燃式热风炉进行了凉炉ꎬ之后改建为新型顶燃式硅砖热风炉ꎬ烘炉作业进展顺利ꎮ本文介绍了3#热风炉凉炉和烘炉过程ꎮ
1㊀
旋流顶燃式热风炉凉炉
1.1㊀热风炉凉炉操作
㊀㊀硅砖具有良好的高温性能和低温(600ħ以下)
的不稳定性ꎮ硅砖热风炉一旦投入生产ꎬ就不能再降温到600ħ以下ꎬ否则会因硅砖突然收缩ꎬ造成砌体的溃破和倒塌
[1]
ꎮ目前ꎬ硅砖热风炉已能进行较
好的凉炉作业ꎮ由于各钢铁企业硅砖热风炉炉型的不同ꎬ炉体大小的差异等原因ꎬ硅砖热风炉凉炉的时间ꎬ从最初的80~90天逐渐降低到20天左右都有
成功的范例ꎮ硅砖热风炉虽可以用自然缓冷的方法凉炉ꎬ但各钢铁企业由于工期的关系ꎬ一般采用快速凉炉的方法[2]ꎮ
㊀㊀2017年4月ꎬ3#热风炉热风出口温度高ꎬ达到400ħꎬ燃烧器温度偏高ꎬ怀疑耐火材料有脱落ꎬ炼
铁事业部决定对3#热风炉进行凉炉作业ꎮ
㊀㊀3#热风炉凉炉前ꎬ将热风炉处于焖炉状态ꎬ进行憋压查漏ꎬ检查冷㊁热风阀及充压阀是否严密ꎬ如果阀门泄漏率过大ꎬ待压力充满后调整各阀门关极限位ꎬ尽可能降低阀门泄漏率ꎬ以保热风炉凉炉顺畅ꎮ㊀㊀凉炉前切煤气ꎬ在3#热风炉煤气燃烧阀外法兰
处插盲板(点检站提前制作盲板运至现场)ꎮ1.1.1㊀硅砖热风炉凉炉操作
㊀㊀(1)3#热风炉开始凉炉时ꎬ将混风阀㊁切断阀及混风调节阀全部关闭ꎬ3#热风炉与其他3座热风炉并联送风ꎬ将3#热风炉做混风使用ꎬ3#冷风阀做为混风调节阀使用ꎮ
㊀㊀(2)为保证高炉风温稳定ꎬ当3#热风炉冷风阀开度达到阀板行程的80%时ꎬ全关3#热风炉冷风
施梦月总第277期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀HEBEIYEJIN
阀ꎬ全开充压切断阀㊁充压调节阀继续送风ꎬ此时风温调节使用混风阀ꎻ当另一座顶温较高的热风炉送风时再打开3#热风炉的热风阀㊁冷风阀ꎬ关闭充压阀进行并联送风ꎬ此时混风阀关闭ꎬ如此循环送风ꎻ尽可能将3#热风炉储存的热量带出ꎬ并降低烟道温度ꎬ为后续助燃风凉炉创造条件ꎮ
㊀㊀(3)当3#热风炉送出的温度不能保证做混风使用时(一般温度低于900ħ以下)ꎬ将3#热风炉改助燃风凉炉ꎬ开混风阀ꎮ
㊀㊀(4)送风凉炉转助燃风凉炉操作:将3#热风炉处于焖炉状态ꎬ全开1㊁2#烟道阀ꎬ全开空气阀㊁适当开空气调节阀ꎬ采用助燃风凉炉ꎬ根据凉炉曲线ꎬ准确控制空气调节阀开度ꎬ同时保证其他热风炉烧炉所需助燃风量(根据烧炉风量使用ꎬ随时调节凉炉使用的风量ꎬ以烧炉为主)ꎮ
㊀㊀(5)助燃风凉炉速度的控制:600ħ以上按5~10ħ/h控制ꎬ600~300ħ按3~4ħ/h控制ꎬ300ħ以下按2~3ħ/h控制ꎮ
㊀㊀①顶温从920ħ降至600ħꎬ降温速度40ħ/班ꎬ用时8个班ꎮ
㊀㊀②顶温降至600ħ时恒温10个班ꎮ
㊀㊀③600~300ħ降温时间12个班ꎮ
㊀㊀④300ħ恒温12个班ꎮ
㊀㊀⑤300ħ降至60ħ降温时间16个班ꎮ
㊀㊀(6)顶温到达60ħꎬ停止助燃风凉炉ꎬ关烟道阀㊁空气阀㊁空气调节阀ꎮ
㊀㊀(7)打开上下部人孔ꎬ自然通风凉炉(打开人孔前ꎬ再次进行憋压试验ꎬ检查3#热风炉泄漏率ꎬ确保其泄漏量最低后再打人孔)ꎮ
1.1.2㊀硅砖热风炉凉炉操作注意事项
㊀㊀(1)用助燃风凉炉过程中ꎬ遇有与凉炉曲线偏差ꎬ如受热风炉烧炉影响ꎬ要根据顶温下降速度ꎬ调整空气量ꎬ在恒温阶段尽可能控制平稳ꎮ
㊀㊀(2)当助燃风量不能保证凉炉所使用的风量时ꎬ先保烧炉所需空气量ꎬ适当延长凉炉时间ꎬ将3#热风炉改为自然凉炉ꎮ
㊀㊀(3)当所凉炉的热风炉烟道温度达到400ħ时ꎬ停止助燃风凉炉ꎬ焖炉后打开下部冷风支管人孔ꎬ打开上部人孔ꎬ用轴流风机反吹来降低烟道温度ꎬ当烟道温度降至100ħ以下时ꎬ关闭上下人孔ꎬ改助燃风继续凉炉ꎬ如此循环ꎬ当顶温低于60ħꎬ打开上下部人孔改为自然凉炉ꎬ至凉炉结束ꎮ
㊀㊀凉炉计划和实际进度见图1ꎮ实际凉炉用时共计19天
图1㊀硅砖热风炉凉炉计划和实际进度
Fig.1㊀Coolingfurnaceplanandthe
actualprogressofsilicabrickhotblaststove1.2㊀热风炉停炉注意事项
㊀㊀(1)当热风炉凉炉结束ꎬ将上下人孔全部打开ꎬ拆除人孔耐火砖时注意防烫伤㊁烧伤ꎮ
㊀㊀(2)凉炉结束后将3#热风炉液压系统全部断开ꎬ将液压缸连接管拆开ꎬ锁住阀门ꎮ
㊀㊀(3)将3#热风系统供给的电源断开ꎮ
㊀㊀(4)热风阀里法兰插盲板ꎬ(盲板焊接时间为16h)ꎬ可借检修机会作业(施工前完成)ꎻ如果施工没有机会加盲板ꎬ可将热风阀里法兰内侧热风支管管道割开300mmꎬ拆除内部耐火砖ꎬ在管道上增加临时盲板防止热风进入炉内ꎮ
㊀㊀(5)冷风阀㊁烟道阀内侧用石棉将阀体与闸板塞紧ꎬ在管道内砌筑砖墙ꎬ砖墙抹泥ꎬ表面抹黄油密封ꎬ废气阀及充压阀在内法兰插盲板ꎮ
㊀㊀(6)如果在3#热风炉热风管道加盲板ꎬ提前做好3#热风阀支护ꎬ防止热风阀偏重造成管道变形ꎮ2㊀新型顶燃式热风炉烘炉
㊀㊀河钢承钢对3#热风炉进行了凉炉ꎬ之后将3#热风炉改建为新型顶燃式热风炉ꎬ2017年11月进行了烘炉作业ꎮ改造后的热风炉高温区同样采用硅砖内衬ꎬ因硅砖在270~310ħ和570~610ħ晶格转变体积膨胀的特点ꎬ所以硅砖热风炉在烘炉过程中温度必须控制精确[3ꎬ4]ꎮ
2.1㊀烘炉的目的
㊀㊀(1)缓慢驱赶热风炉砌体内的水分ꎬ避免因温度急剧变化ꎬ使砌体水分突然大量蒸发ꎬ造成耐火材料损坏ꎻ使耐火砖均匀㊁缓慢而又充分膨胀ꎬ避免砌体耐火材料因热应力集中或晶格转变造成损坏ꎬ延长其使用寿命ꎮ
㊀㊀(2)使3#热风炉蓄热室格子砖积蓄足够的热量ꎬ投用后能够为高炉提供高风温ꎮ
63
河北冶金㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2019年第1期
2.2㊀硅砖热风炉烘炉原则
㊀㊀(1)3#热风炉烘炉过程中ꎬ以左㊁右拱侧温度作为升温的参考依据ꎬ兼顾废气温度和硅砖界面温度进行烘炉ꎮ
㊀㊀(2)耐火材料性质差别大ꎬ烘炉时严格按烘炉曲线烘炉ꎬ通过调节煤气㊁空压风流量ꎬ使实际烘炉的拱顶温度曲线尽量接近烘炉曲线中相对应数值ꎮ拱顶温度在100~700ħ区间时ꎬ温度偏差应控制在ʃ2ħꎻ拱顶温度超过700ħ时ꎬ温度偏差应控制在ʃ3ħ[5ꎬ6]ꎮ
㊀㊀(3)烘炉连续进行ꎬ严禁中断ꎬ如果因故不能正常烘炉ꎬ需进行保温ꎮ
㊀㊀(4)烘炉过程中ꎬ注意控制烟道温度ꎬ避免因控制不当导致烟道温度上升过快ꎬ使顶部高温区不能按烘炉要求的温度进行控制ꎮ
㊀㊀(5)烘炉结束ꎬ封闭烘炉人孔ꎬ引高炉煤气通过烧嘴正常烧炉ꎬ煤气转换过程时间不要太长ꎬ引高炉煤气时拱侧温度不低于900ħ[7-9]ꎮ
2.3㊀烘炉前准备工作
㊀㊀(1)3#热风炉砌筑完成ꎬ按质量标准验收合格ꎬ现场清理整洁ꎬ安全设施恢复齐全ꎮ
㊀㊀(2)所有检测仪表运行准确ꎬ冷却系统冷却水压力㊁水流量正常ꎮ
㊀㊀(3)3#热风炉烘炉前各阀门液压㊁电器系统调试完成ꎬ进行联动试车ꎬ具备手动和自动运行条件ꎮ㊀㊀(4)炉用的混合煤气管道及阀门安装调试完毕ꎬ开关灵活ꎬ将混合煤气㊁空压风引到热风炉烘炉人孔阀门前(混合煤气管道打压试漏㊁提前对眼镜阀进行调试)ꎬ该工作于2017年11月17日前完成ꎮ㊀㊀(5)在烘炉人孔大墙前2000mm正前方位置圆周铺设两层粘土格子砖ꎬ每层面积约8m2ꎬ格子砖前增设挡火墙ꎬ墙体高度为800mmꎬ在铺设的粘土格子砖表面铺设2mm铁板ꎬ铁板每隔150mm均匀割10mm小孔ꎮ
㊀㊀(6)制作烘炉烧嘴2支ꎬ将烘炉烧嘴通过拱侧人孔插入到燃烧室内ꎬ插入长度为2500mm(即从人孔的法兰面到烧嘴头中心线的距离)ꎻ制作DN50mm点火1支ꎮ人孔设遮挡板或使用耐火砖进行遮挡ꎬ以防止大量空气进入热风炉ꎬ在板上割开50mm窥视孔或临时砖墙上留50mm窥视孔ꎬ用来目测火焰ꎮ
㊀㊀(7)烘炉前期燃烧阀外法兰盲板不拆除(当拱侧温度达到900ħ后ꎬ拆除盲板引入高炉煤气进行烘炉)ꎮ㊀㊀(8)在热风炉拱侧及硅砖界面安装烘炉使用的临时热电偶2支ꎮ
㊀㊀(9)拆除3#热风炉冷风支管㊁烟道支管㊁热风出口安全防护墙及遮挡板ꎮ
㊀㊀(10)具备烘炉条件后ꎬ开烟道阀㊁空气阀㊁空气调节阀ꎬ对3#热风炉进行反吹ꎬ使蓄热室气流通畅ꎮ反吹后ꎬ关闭空气阀及空气调节阀ꎬ将烟道关至烘炉所需控制位ꎬ做好烘炉准备工作ꎮ
2.4㊀新型顶燃式硅砖热风炉烘炉操作
㊀㊀3#热风炉烘炉采用混合煤气作为燃烧介质ꎬ压缩空气作为助燃介质ꎬ并计划于11月21日15时开始按硅砖特性分成不同升温阶段进行烘炉ꎮ2.4.1㊀烘炉温度控制要求
㊀㊀(1)20~200ħ升温期5天ꎬ升温速度1.5ħ/hꎻ200ħ恒温5天ꎮ
㊀㊀(2)200~300ħ升温为4天ꎬ升温速度1.0ħ/hꎻ300ħ恒温5天ꎮ
㊀㊀(3)300~600ħ升温期为10天ꎬ升温速度1.25ħ/hꎻ600ħ恒温6天ꎮ
㊀㊀(4)600~800ħ升温期为4天ꎬ升温速度2ħ/hꎻ800ħ恒温2天ꎮ
㊀㊀(5)800~1000ħ升温期为1天ꎬ然后转高炉煤气正常烧炉ꎬ使热风炉整体进一步完成烘烤ꎬ温度持续均衡升高ꎬ达到高炉所需的风温水平ꎮ
㊀㊀(6)整个烘炉过程按烘炉曲线进行ꎮ根据顶温变化仔细调节煤气量ꎬ每隔2~4h调节1次ꎮ2.4.2㊀烘炉温度过程控制
㊀㊀实际烘炉时间与温度控制见图2ꎬ实际烘炉时间为39天ꎮ烘炉结束后封闭烘炉人孔ꎬ对热风炉进行打压试验ꎬ合格后3#热风炉投入生产
图2㊀硅砖热风炉烘炉计划和实际进度
Fig.2㊀Firingfurnaceplanandthe
actualprogressofsilicabrickhotblaststove
胸章制作2.5㊀硅砖热风炉烘炉操作注意事项
㊀㊀(1)烘炉当中要求按烘炉曲线升温ꎮ
㊀㊀(2)点火烘炉前热风炉烟道阀处于开启状态ꎬ
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氢键受体
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其他阀门均处于关闭状态ꎮ烘炉期间ꎬ热风炉内需保持较低的负压(根据烟气温度和顶部抽力调整烟道阀开度)ꎬ点火初期使用点火升温ꎬ可将一个烟道阀完全关闭ꎬ调节另一个烟道阀开度ꎮ
㊀㊀(3)煤气管网压力低时ꎬ要及时联系调度ꎬ保证煤气供应ꎬ避免中途停烘热风炉ꎮ
㊀㊀(4)烘炉操作人员要经常观察烘炉烧嘴的煤气燃烧情况ꎮ因烘炉初期耐火材料水分大ꎬ会造成烟道
抽力小ꎬ使混合煤气燃烧器火焰燃烧极不稳定ꎬ较难控制ꎬ应密切观察ꎮ一旦熄火应立即关掉混合煤气及空压风ꎬ5~10min后ꎬ检查确认炉内残留煤气排净后ꎬ重新点火ꎮ
㊀㊀(5)按烘炉曲线调整煤气及空气流量时ꎬ不要连续调节ꎮ煤气量需仔细按照拱侧温度指示调节ꎻ在调整煤气量时要稳ꎬ不要过快ꎬ避免温度控制变化过大ꎮ当拱侧温度低时ꎬ适当增加煤气流量ꎬ分几次增加ꎬ不要一次增大ꎻ当拱侧温度过高时ꎬ适当减少煤气流量ꎬ不要减量过大ꎮ每次调整要适当调节空气和煤气比率ꎬ保证拱顶到达理想的温度ꎮ
㊀㊀(6)如发生电器或机械等突发事故ꎬ影响到烘炉时ꎬ应迅速关闭烘炉烧嘴上煤气㊁空气及其他阀门ꎬ待事故处理后继续烘炉ꎮ
水过滤芯
㊀㊀(7)如烘炉温度因仪表计量出现问题ꎬ立即修理ꎬ此时要保持烘炉煤气量㊁助燃风量不变ꎻ等待仪表修好后ꎬ如果温度超过或低于计划值ꎬ应根据烘炉曲线升温速度进行调整ꎻ当温度低于计划值时应延长烘炉时间ꎻ高于计划值进行恒温ꎬ等待与制定的烘炉曲线时间重合后ꎬ再继续升温ꎮ
㊀㊀(8)根据烘炉时间和烟道温度调整烟道阀开度ꎬ烘炉结束后ꎬ100ħ<;废气温度ɤ400ħꎮ
宿主化
㊀㊀(9)烘炉过程中ꎬ随时检查热风炉本体新改造部位膨胀情况ꎬ做好标记ꎮ
㊀㊀(10)烘炉中出现较大异常情况ꎬ及时通知有关领导ꎬ并做好保温工作ꎮ
㊀㊀(11)高炉生产中ꎬ其他3座热风炉在换炉放废气前ꎬ提前通知现场烘炉人员ꎬ注意观察3#热风炉燃烧器燃烧情况ꎻ在排放废气时要缓慢排放ꎬ避免烟气倒流入3#热风炉影响烘炉ꎮ
㊀㊀(12)拆除3#煤气支管盲板时ꎬ高炉提前做准备ꎬ切煤气后进行吹扫ꎬ对煤气管道煤气及氧含量进行检测ꎬ检测合格后方可通知施工人员作业(盲板拆除作业时间计划6~8h完成)ꎮ
2.6㊀硅砖热风炉烘炉操作安全注意事项
㊀㊀(1)烘炉前进行全面安全检查ꎬ除拱侧烘炉人孔外其余开口必须有效封堵ꎮ
㊀㊀(2)拆除盲板和砖墙前要办理危险作业安全许可证ꎮ
㊀㊀(3)新接煤气管道在引煤气前做打压试验ꎬ检查焊口是否有泄漏ꎮ
钙粉加工生产线
㊀㊀(4)引煤气时严格按操作规程进行作业ꎬ点火前做爆发合格试验ꎮ
㊀㊀(5)中途出现灭火ꎬ岗位要按重新点火时的操作顺序进行确认ꎬ煤气区禁止单人作业ꎬ必须携带煤气报警器ꎮ
㊀㊀(6)3#热风炉转高炉煤气烧炉时ꎬ在拆除燃烧阀盲板时要做好煤气防护措施ꎮ
3㊀结语
㊀㊀河钢集团承钢公司A高炉3#热风炉原为旋流顶燃式硅砖热风炉ꎮ2017年4月ꎬ河钢承钢对3#旋流顶燃式热风炉进行了凉炉ꎬ凉炉用时19天ꎮ之后将3#热风炉改建为新型顶燃式硅砖热风炉ꎬ2017年11月ꎬ对新型顶燃式热风炉进行了烘炉ꎬ烘炉用时39天ꎮ实践证明ꎬ3#热风炉的凉炉和烘炉是成功的ꎮ
参考文献
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