《热风炉保温与凉炉》PPT课件.ppt

第六讲热风炉的保温与凉炉 刘全兴博士Dr LiuQuanxing 什么叫热风炉的保温 答 热风炉的保温 重点是硅砖热风炉的保温 是在高炉停炉或热风炉需要检修时 如何保持硅砖砌体温度不低于600 而废气温度又不高于400 根据停炉时间的长短与检修的部位和设备 可采用不同的保温方法 鞍钢的经验是 1 高炉6d以内的休风 热风炉又有较多的检修项目 在休风前将热风炉烧热 将炉顶温度烧到允许的最高值即可 2 高炉10d以内的休风 热风炉又没有什么检修项目 在高炉休风前将热风炉送凉 特别是将废气温度压低 保温期间炉顶温度低于700 就烧炉 可以保持10d废气温度不超过400 3 如果是长时间 大于10d 的保温 则须采取炉顶温度低于750 就烧炉加热 废气温度高于350 就送风冷却 热风由热风总管经倒流排放大气中 为了不使热风窜到高炉影响施工 在倒流休风管和高炉之间的热风管内砌一道挡墙 当热风炉炉顶温度降到750 时 就强制燃烧烧炉 再次烧炉时间为0 5 1 0h 炉顶温度达到1100 1200 当废气温度达到350 就送风冷却 冷风量约为100 300m3 min 风压为5kPa 冷风由其它高炉调拨或安装通风机 操作程序和热风炉正常工作程序一致 各座热风炉轮流燃烧送风 每个班每座热风炉约换炉一次 这种燃烧加保持炉顶温度 送风冷却 控制废气温度的作法 称之为 燃烧加热 送风冷却 保温法 这种保温方法是硅砖热风炉保温的一项有效措施 不管高炉停炉时间多长 这种方法都是适用的 如何实现硅砖热风炉的长周期保温 答 硅砖在600 以下体积稳定性不好 不能反复冷热 因此在高炉较长期休风停止使用硅砖热风炉时 要求保持热风炉硅砖不低于此温度 鞍钢6号高炉中修一个月 对硅砖热风炉采用 燃烧加热 送风冷却 方法 即当炉顶温度低于750 就烧炉加热 废气温度高于350 就送风冷却 热风由热风总管经倒流排放大气中 为了不使热风窜到高炉影响施工 在倒流休风管和高炉之间的热风管内砌一道挡墙 做到成功保温 案例 鞍钢10号高炉 2580m3 新旧高炉转换 停炉期间 对硅砖热风炉采用 燃烧加热 送风冷却 方法 保温138天 效果非常好 宝钢1号高炉 4063m3 停炉期间 对硅砖热风炉保温 3什么叫热风炉的凉炉 答 热风炉的凉炉与烘炉一样 不同的耐火材料和不同的停炉方式 应用不同的凉炉方法 高铝砖 粘土砖热风炉的凉炉 1 高炉正常生产时 热风炉组中有一座热风炉的内部砌体需进行检修时的凉炉 首钢的凉炉经验如下 设1号热风炉待修炉 在最后一次送风时 使其炉项温度降至1000 1050 然后换炉 换炉后关闭混风阀 利用1号热风炉做混风炉 其冷风阀当做风温调节阀 不许全闭 在1号炉做混风的过程中 其余两座热风炉轮流送风 经过3个周期后 将风温降至比正常风温低200 高炉相应减负荷 1号继续做混风使用 当1号炉顶温度降至250 时 停止做混风炉 关闭其冷 热风阀 打开废风阀 烟道阀 然后启动助燃风机 继续强制凉炉 拱顶温度由250 降到70 后停助燃风机 凉炉完毕 整个凉炉过程约需时5 6d 2 热风炉组全部检修的凉炉 该法多用于高炉大修 中修时热风炉的凉炉 鞍钢的凉炉经验如下 在高炉停炉过程中 尽量将热风炉送凉 在高炉允许的情况下尽是降低其炉顶温度和废气温度 用助燃风机强制凉炉 直至废气温度升高到允许的最高值 停助燃风机凉炉 打开炉顶人孔用其它高炉拨的冷风继续凉炉 或由通风机由箅子下人孔通风代替其它高炉拨风 被加热的冷风由炉顶人孔排入大气中 当热风炉炉顶温度不再下降与高炉冷风温度持平后 再开助燃风机强制凉炉 一直凉到炉顶温度低于60 为止 这种凉炉方法 需时8 9d 用此法凉炉须注意以下几点 在整个凉炉过程中 烟道的废气温度不得高于规定值 350 以免将炉箅子 支柱烧坏 用高炉冷风凉炉时 风量不要过大 以免将炉顶人孔烧变形 在用助燃风凉炉时 应注意鼓风马达的电流情况 如过大应关小吸风口的调风板 以免将鼓风马达烧坏 硅砖的体积变化是考虑的关键 在热风炉砌体升降温过程中 硅砖的体积变化是考虑的关键 硅砖是由鳞石英 50 80 方石英 20 30 石英 5 10 以及少量的玻璃相所组成 除玻璃相外 上述三种石英晶体晶型转变时的体积变化不同 由于硅砖各晶体随温度变化的可逆性 使得硅砖热风炉凉炉成为可能 高炉热风炉硅砖区域的工作温度在850 1350 硅砖的主要化学组成为SiO2 在不同的温度下以不同的晶型存在 烧成后硅砖的主要矿物组成是 鳞石英 方石英及少量残余的 石英 鳞石英的 变体间转化温度在117 163 转化时体积变化在0 2 0 28 方石英的 变体间转化温度在180 270 转化时体积变化在2 8 左右 石英的 变体间转化温度在573 转化时体积变化在0 82 由于硅砖相变时体积变化的特点 因此 硅砖热风炉凉炉应制定严格的凉炉降温曲线 4硅砖热风炉凉炉操作有何特点 答 硅砖热风炉的凉炉硅砖具有良好的高温性能和低温 600 以下 的不稳定性 过去 硅砖热风炉一旦投入生产 就不能再降温到600 以下 否则会因突然收缩 造成硅砖砌体的溃破和倒塌 经国内外大量的试验研究 硅砖热风炉的凉炉 大体上有两种方法 1 自然缓慢凉炉日本福山厂3号高炉和小仓厂1号高炉的硅砖热风炉 分别用150d和120d成功地凉下来 日本小仓1号高炉2号热风炉是硅砖内燃式热风炉 希望供两代高炉使用 作了以冷却代替保温的试验 400 以上燃烧冷却 400 以下自然冷却 凉炉温度曲线如图16 1 在收缩度较大的温度 500 恒温8d 500 以下的晶格变化点降温更缓慢 计划凉炉110d 实测温度如图1所示 凉炉中及凉炉完毕调查 隔墙 拱顶 格子砖均完好无大损 格孔贯通度良好 认为有再使用的可能 调查结果列入表1 图1凉炉温度曲线 表1日本小仓高炉硅砖热风炉凉炉调查 部位调查结果拱顶砖龟裂17处 长度共约58m 宽度共约200mm 认为大概是升温时即已造成相对于缓凉开始时 下沉30 50mm 格子砖相对筑炉时 下沉60mm用照明法检测 冷却后格孔贯通率83 隔墙无龟裂 变形等损伤 阻损变化阻损有若干增加 但操作时煤气量可充分保证 2 快速凉炉 硅砖热风炉用自然缓冷凉炉是成功的 但由于工期的关系 自然缓冷来不及 还要做快速凉炉的尝试 鞍钢1985年在6号高炉硅砖热风炉上进行了快速凉炉的试验 用14d将炉子成功的凉下来 它采用的凉炉曲线如图 所示 基本上是烘炉曲线的倒置 只是速度加快了些 这与后来卡鲁金 KALUGIN 顶燃式硅砖热风炉凉炉曲线 如图 所示 完全一致 3 凉炉操作 1 在高炉停炉空料线期间 热风炉不再烧炉 逐渐将炉顶温度由1350 降到900 2 高炉停炉休风后 采用高炉送风的流程 注意热风阀不开 将其它高炉的冷风拨入热风炉 用陶瓷燃烧器上人孔排放 3 在凉炉期间要严格按凉炉曲线降温 可以用拨风量的大小和高炉放散阀的开度来控制凉炉的总进度 利用各热风炉的冷风阀的开度和排风口人孔盖的开启度来调节各座热风炉的降温速度 4 在拱顶按规定凉炉曲线不断降温时 要特别注意硅砖与黏土砖 或高铝砖 交界面的温度变化 如果与炉顶温度的差值太大 可适当的降低热风炉凉炉速度和增加恒温时间 图 鞍钢6号高炉硅砖热风炉凉炉曲线 图 卡鲁金 KALUGIN 顶燃式硅砖热风炉凉炉曲线 4 凉炉后对硅砖砌体调查 1 调查情况如下 3座热风炉的拱顶 连接管 燃烧室基本完好无损 没发现任何裂纹 惟3号炉连接管两人孔碹有轻微破损 分析原因是该人孔在生产中曾几次漏风 曾打开人孔盖补砌 捣打耐火材料 突然降温所致 2 蓄热缩口部分 1号炉有三条纵向裂纹 北侧一条长1 6m 宽8 西侧一条长1 5m 缝宽9mm 东南侧一条长1 2m 缝宽7 2号炉有4条裂纹 3号炉有两条裂纹 裂纹的长度均在1 0 2 0m之间 缝宽5 10 经探测是龟裂 不是穿透性裂纹 推断是凉炉时产生的 再烘烤时还能密合 经有关专家鉴定 3座热风炉的大墙 拱顶 连接管 缩口 燃烧室全部可以继续使用 这次快速凉炉是非常成功的 它打破了 硅砖热风炉一命货 的论点 说明硅砖热风炉快速凉炉是可行的 预示了 硅砖热风炉跨代使用 的可能性和必然性 鞍钢6号高炉这组硅砖热风炉 从1976年投产到目前整整给高炉服务28年 现仍在使用 中间换了一次格子砖 可以说是长寿的 3 热风炉凉炉操作 热风炉本体降温采用三台同时进行 热风炉降温方法 采用三阶段不同工艺流程对热风炉系统进行缓慢降温凉炉 第一阶段 热风炉初期采用热风炉助燃风机凉炉 拱顶温度降到900 控制废气温度不超过400 其工艺流程为 助燃风机空气调节阀空气切断阀热风炉烟道阀烟囱 第二阶段 热风炉的凉炉中期采用高炉鼓风机作为风源 其工艺流程为 高炉鼓风机冷风均压阀炉箅子空气调节阀蓄热室格子砖热风炉拱顶 燃烧器热风出口热风阀热风总管倒流阀排入大气 第三阶段 热风炉凉炉后期采用热风炉助燃风机作为风源 其工艺流程为 助燃风机炉箅子空气调节阀蓄热室格子砖热风炉拱顶 燃烧器热风出口热风阀热风总管倒流阀排入大气 热风炉降温凉炉计划 项目降温速度 h降温时间 h900 660 380660 580 180580 300 2 5112300 120 1180合计452 18 8天 有关 热风炉的保温与凉炉技术 方面发表的论文与著作 1 鞍钢10号高炉硅砖热风炉烘炉实践 炼铁 1996 2 46 472 鞍钢2580m3高炉热风炉长周期保温操作 炼铁 1996 5 45 463 鞍钢2580m3高炉硅砖热风炉烘炉的改进 1996年辽宁省金属学会炼铁学术年会论文集 本溪 116 1184 卡鲁金顶燃式硅砖热风炉的烘炉操作及其改进 炼铁 2005 2 7 10 5 我国高炉热风炉的发展 钢铁产业 2006 10 34 516