宮文壘

(萊鋼集團銀山型鋼有限公司煉鐵廠)

摘  要  對萊鋼1880m3高爐熱風(fēng)爐烘爐設(shè)備及烘爐操作經(jīng)驗進(jìn)行了總結(jié)。通過烘爐前充分的準(zhǔn)備工作、制定合理烘爐曲線等措施，熱風(fēng)爐運行情況良好，達(dá)到烘爐預(yù)定目標(biāo)，為硅磚熱風(fēng)爐烘爐提供了重要參考。

關(guān)鍵詞  高爐  熱風(fēng)爐  硅磚  烘爐曲線

1  前言

萊鋼2號1880m3高爐熱風(fēng)爐于2018年3月停爐進(jìn)行大修，大修之后的高爐有效容積為1880m3，配有3座“卡魯金”頂燃式熱風(fēng)爐，采用陶瓷燃燒器，設(shè)計風(fēng)量4000-5000m3/min，采用兩燒一送工作模式。由于大修重建熱風(fēng)爐耐材，因此制定烘爐目標(biāo):①緩慢去除熱風(fēng)爐砌體中的水分，尤其是拱頂硅磚、熱風(fēng)出口部位，避免水分突然大量蒸發(fā)而破壞耐火砌體。②使耐火磚均勻、緩慢而又充分地膨脹，避免砌體因熱應(yīng)力集中或晶格轉(zhuǎn)變造成損失。③使熱風(fēng)爐內(nèi)逐漸地蓄積足夠的熱量，保證高爐烘爐和開爐所需的風(fēng)溫。

2  烘爐準(zhǔn)備

2.1  準(zhǔn)備條件 

由于熱風(fēng)爐烘爐期間高爐還在施工，為了防止煤氣竄入高爐威脅人身安全，烘爐期間熱風(fēng)爐處于倒流休風(fēng)狀態(tài)，即把冷風(fēng)閥、熱風(fēng)閥關(guān)閉，倒流休風(fēng)閥打開。烘爐必須具備如下條件:①熱風(fēng)爐的砌筑工作全部完成，并達(dá)到質(zhì)量要求。②所屬換熱系統(tǒng)達(dá)到正常生產(chǎn)要求。③熱風(fēng)爐系統(tǒng)各閥門聯(lián)合、聯(lián)鎖試車驗收合格。④各機電設(shè)備運轉(zhuǎn)正常，試車成功。⑤各冷卻水系統(tǒng)通水正常，壓力、水量、水質(zhì)達(dá)到正常生產(chǎn)要求。⑥各計量儀表必須正常運轉(zhuǎn)。

2.2  烘爐要求

烘爐以拱頂溫度為溫度的控制依據(jù)，同時兼顧廢氣溫度≤320℃。烘爐過程必須嚴(yán)格按照烘爐溫度曲線進(jìn)行升溫烘爐。測量并記錄好熱風(fēng)爐初始爐頂溫度，作為升溫基礎(chǔ)。烘爐必須連續(xù)進(jìn)行，禁忌時烘時停，尤其是600℃前的關(guān)鍵階段，以免砌體產(chǎn)生裂縫。若必須停止烘爐時，要燜爐保溫，恢復(fù)烘爐后，應(yīng)在當(dāng)時溫度的基礎(chǔ)上重新按規(guī)定升溫速度升溫，切不可因停烘延誤了時間而加快升溫速度。

由于烘爐廢氣中含有大量的水，在低溫區(qū)會冷凝水析出積聚，故應(yīng)從煙道閥、熱風(fēng)閥等處的排水閥排水，要求每2h做1次記錄。

3  烘爐曲線設(shè)計

3.1  設(shè)計原理

在熱風(fēng)爐砌體升降溫過程中，硅磚的體積變化是考慮的關(guān)鍵。硅磚的主要礦物組成是γ-鱗石英、β-方石英及少量殘余的β-石英。麟石英的α、β、γ變體間轉(zhuǎn)化溫度在117~163℃，轉(zhuǎn)化時體積變化在0.2%~0.28%；方石英的α、β變體間轉(zhuǎn)化溫度在180~270℃，轉(zhuǎn)化時體積變化在2.8%左右；石英的α、β變體間轉(zhuǎn)化溫度在573℃，轉(zhuǎn)化時體積變化在0.82%[1]。根據(jù)硅磚相變時體積變化的特點確定熱風(fēng)爐烘爐原則:①350℃之前升溫最慢，應(yīng)控制在≤1℃/h。②570-800℃為較大膨脹期，升溫速度控制在≤2℃/h。③800℃以上可快速升溫。④根據(jù)涼爐操作效果，烘爐操作設(shè)置恒溫區(qū)。

3.2  制定曲線

在烘爐曲線設(shè)計上，根據(jù)前文分析，570℃之前的升溫段升溫速度按照1℃/h進(jìn)行，見表1。設(shè)3段恒溫區(qū)，分別對應(yīng)鱗石英、方石英及石英相變的臨界溫度，從而確保整體硅磚體積變化平穩(wěn)可控。

3.3  曲線說明

硅磚熱風(fēng)爐的烘爐曲線是最復(fù)雜的一種(見圖1)，這些不同升溫階段的作用如下。

1)在160℃恒溫48h，目的是排除砌體中的機械附著的水分，防止水分急劇氣化，膨脹破壞砌體結(jié)構(gòu)。

2)在260-570℃13d，有利于繼續(xù)排除砌體深處的水分。此外，在這個溫度附近在磚中可能存

β-方石英向α-方石英的轉(zhuǎn)化，伴隨著產(chǎn)生較大的體積膨脹，緩慢升溫時間長可以減少砌體厚度方向上的溫度差，避免砌體損壞[2]。

3)在570-800℃5d，可以適應(yīng)磚中可能殘存的β-石英向α-石英的轉(zhuǎn)化。同時，可使距離高溫面較遠(yuǎn)的結(jié)晶水析出，并可使SO2完成晶形轉(zhuǎn)化。

圖1  熱風(fēng)爐烘爐設(shè)計曲線

4  烘爐操作

4.1  烘爐操作過程

烘爐初期使用啟動燃燒器,采用焦?fàn)t煤氣作燃料。嚴(yán)格控制煙道溫度,當(dāng)拱頂溫度達(dá)到900℃后，點燃主燃燒器，采用高爐煤氣作燃料，關(guān)閉啟動燃燒器。

1)熱風(fēng)爐烘爐必須連續(xù)進(jìn)行，嚴(yán)禁時烘時停，以免磚墻產(chǎn)生裂縫,若因故必須停止烘爐時,要設(shè)法保溫?；謴?fù)烘烤后,應(yīng)在已有溫度基礎(chǔ)上重新按規(guī)定升溫速度控制，切不可因停烘延誤時間而加速升溫速度。2)烘爐期間應(yīng)定期取樣分析廢氣成分及水分,并注意觀察記錄砌體膨脹情況。3)注意控制煙道廢氣溫度不得超過正常允許范圍。4) 當(dāng)熱風(fēng)爐頂溫達(dá)900℃以上時,可加快升溫速度，達(dá)到1200℃以上即可開始使用。

4.2  單爐烘爐的主要參數(shù)

烘爐過程中確保焦?fàn)t煤氣壓力:0.004-0.006 MPa;焦?fàn)t煤氣耗量:400~800m/h;助燃空氣流量:500-7000m/h;主燃燒器拱頂1200℃，廢氣溫度300℃。

4.3  烘爐結(jié)果

 本次熱風(fēng)爐烘爐共用35d，通過分析對比，實際烘爐溫變過程與設(shè)計結(jié)果一致。7月21日2號1880m3高爐開爐，經(jīng)過一段時間的達(dá)產(chǎn)操作。熱風(fēng)爐運行平穩(wěn)，實現(xiàn)1210℃以上的風(fēng)溫，其表面爐殼溫度完全滿足設(shè)計要求，證明本次烘爐是成功的。

5  結(jié)語

1)硅磚熱風(fēng)爐烘爐要求非常嚴(yán)格，烘爐時間長，必須制定嚴(yán)格的烘爐升溫曲線，遵循前期、中期慢，后期快的原則，是烘爐好壞的關(guān)鍵所在。

2)硅磚拱頂?shù)臒犸L(fēng)爐烘爐，盡可能多設(shè)置熱電偶，并參考廢氣溫度，提高烘爐數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3)熱風(fēng)爐運行實踐表明,本次烘爐曲線的制定是科學(xué)合理的。

6  參考文獻(xiàn)

[1]  孟凡雙,周振龍,張洪宇,等.2580m3高爐卡魯金頂燃式熱風(fēng)爐烘爐實踐[J].鞍鋼技術(shù),2010(3):74.

[2]  劉俊強.天鐵2800m3高爐開爐實踐[J].天律治金,2009（6）：6.