柳钢750m~3高炉球式热风炉应用实践

　　1200C，使球式热风炉在中型以上高炉使用取得新的突破。

　　1概述近年来，我国高炉炼铁生产技术不断进步，热风炉风温水平也有了明显的提高。高炉获取高风温的主要技术措施有：①使用改进内燃式霍戈文热风炉；②使用外燃式热风炉；③采用各种预热技术、富化烧炉煤气、自动烧炉技术等；④新型耐火材料应用硅砖和高温低蠕变砖、刚玉球等）⑤使用冷风分配以及热风分配技术；⑥采用顶燃式球式热风炉。柳钢6号高炉（750m）2003年9月10日投产，结合柳钢几年来使用球式热风炉的经验和国内先进技术，按照“高效、实用、长寿、节省”原则，经过多次论证，首次在中型高炉上采用球式热风炉，运行至今，在高炉利用系数达到30以上时，可以为高炉提供1200C以上的风温水平，目前热风炉运行良好。

　　2球式热风炉的设计特点顶燃球式热风炉与内燃式热风炉的区别在于：可降低热风炉高度，可节省耐火材料40%~50%；冷风和烟气分布均匀不均匀度为3% ~5%）热利用效率高。在大型高炉上难以推广的原因有：①煤气质量不稳定，含尘量高，容易造成球床孔隙堵塞；②材质不过关，蓄热用球寿命短，容易粉化，黏结成块，换球周期短，达不到两代炉龄要求；③拱顶温度高，大型化拱顶砌筑技术要求高；⑤大型燃烧器在球式热风炉上使用在国内是一项空白；⑤球床烟气阻损高，各项配套设备要求高。

　　针对球式热风炉大型化存在的问题，柳钢6号高炉热风炉结合近年采用球式热风炉的成功经验，采取了以下措施。

　　21使用具有自身预热功能的大功率无焰燃烧器中型高炉顶燃球式热风炉燃烧器形式为切圆式布局的两个短焰小型燃烧器，燃烧煤气量只有19000m/h加燃烧口务必会给拱顶砌筑稳定性带来难度。而实践表明，柳钢目前中小高炉使用的燃烧器在仅使用单一高炉煤气情况下，拱顶温度*高只能达到1 320C是不能满足1 200C以上风温要求的。柳钢与武汉冶金建筑研究院合作，研制出具有自身预热和冷却功能的大功率多孔无焰燃烧器，设计煤气燃烧量达到45000m/h整个燃烧器置于热风炉顶部，内部有煤气和空气预热环道，使得燃烧器在送风期具有蓄热功能，而在燃烧期具有预热空气和煤气功能。实践表明，该燃烧器具有燃烧效率高、拱顶燃烧室温度不高的特点，改善了拱顶工作状况，有利于提高热风炉寿命。

　　22使用热管式换热器柳钢高炉球式热风炉烟气温度在200 ~350C.为了充分利用好热风炉烟气余热，采用热管换热器对助燃空气进行预热，可以将助燃空气温度提高到150C以上。因使用煤气为干法除尘煤气，温度高，无需使用热管换热器对煤气进行预热。

　　23使用干法除尘煤气2001年通过技术改造，柳钢高炉将煤气湿法除尘全部改为干法布袋除尘，有效地提高了煤气质量。2003年1号高炉3号热风炉因燃烧阀漏水停炉检查，发现由于漏水，上层Mg-A球粉化率达30%~40%；1996年4号高炉热风炉因布袋除尘效果差，含尘量高，格子砖渣化严重，热风温度大幅度下降。通过对干法除尘系统进行技术改造，目前，柳钢高炉布袋除尘可保证3年才更换布袋，高炉煤气含尘量低于5mg/m，含水量大大降低，在不预热情况下，入炉煤气温度可达到150C以上，保证了球式热风炉的正常使用。实践表明，含尘量与含水量是球式热风炉延长寿命的关键，使用干法煤气烧炉可比湿法煤气提高风温约80C 24设计参数及结构特点（1用球式热风炉，可比其他形式热风炉节省投资30%~40%而设计上设置4座热风炉，有利于今后维护使用。

　　安单位炉容占有球量己不能真实反映实际情况，按单位鼓风量占有球量比较真实。本座高炉球式热风炉单位鼓风量占有球量为286kgirf/mi）单位鼓风量蓄热面积达35m“rf得较高蓄热面积，有利于提高风温。

　　由于采用独特顶燃式燃烧器，热风炉拱顶不再显得庞大，仍采取悬链线拱顶结构，相比之下，这次热风炉拱顶底部直径比380m高炉小40%，提高了拱顶结构稳定性。燃烧器倒置于顶部，出口是堆台逐步扩大形式，有利于烟气均匀分布。

　　球床采用三段式结构，分别放置不同直径的镁铝球和高铝球合理分配了热气流，提高了热利用率。

　　25耐火材料选择特点250C风温进行设计，耐火材料选择具有以下特点：炉墙拱顶燃烧器部分不采用硅砖，而使用低蠕变高铝砖。主要原因是硅砖烘炉时间太长，达30天以上，一般要40天，浪费太多生产时间，日后难以维护；低蠕变高铝砖烘炉仅用10~12天。选用材料除考虑价格外，还应该考虑综合效益。

　　拱顶球床温度高，镁铝球加高铝球结构方式己不能满足高顶温要求，随着造球技术和材料的发展，表层选用了性能更好的耐火球（见表1）。

　　表1 750m3高炉热风炉主要耐火球理化性能指标项目高铝球镁铝球刚玉球其他成分，耐压强度，N/个耐火度，C荷重软化温度，C热震稳定性，气孔率，26独立的烘炉技术大功率燃烧器，在煤气量低和温度低的情况下是难以实现燃烧和控制的，用传统方式难以对热风炉进行烘烤，为此制定了独立的热风炉烘炉方案及新规程，使用焦炉煤气和小型燃烧器，对热风炉进行整体烘炉，将热风炉按要求烘烤结束后，方投入大功率燃烧器。该烘炉技术，操作方便，控制灵活，升温误差可控制在5C以内，末期温度可提高到1000C以上，保证了大功率燃烧器投用后热风炉的使用寿命。

　　3热风炉运行情况31使用效果2003年9月10日高炉开炉，热风炉投入正常运行，至今一直运行良好。在高炉利用系数达到30的情况下，拱顶温度*高可达1 430C废气温度*高可达320C可为高炉提供1 200C以上风温，为高炉强化冶炼提供了保证。2004年3月，柳钢技术中心对6号高炉球式热风炉进行了热平衡初次测试。从测试情况看，在开混风阀30%、风温1181C的情况下，热风炉整体热利用率可达78%以上；保温效果好，拱顶高温区炉壳表面温度只有60C燃烧器炉壳表面温度只有71C隔热效果比原球式热风炉明显提高；燃烧期球床压差为3920Pa阻损低，透气性好；废气分析表明，C）含量只有04%，O含量只有02%，说明燃烧器有良好的混合及燃烧效果。

　　32存在问题由于风口送风装置设计制作不合理，使用高风温后，金属包覆膜垫片发红漏风，膨胀节发红，影响热风的正常使用。

　　操作仍然采用半自动烧炉，如果使用自动烧炉技术，可进一步提高燃烧效果和风温水平。

　　助燃风机设计使用高压风机，额定风量为/h实际烧炉开度只有40%浪费资源。

　　耐火材料的寿命能否达到预期效果，尚待实践检验。

　　4结语球式热风炉在中型高炉上的应用是成功的，能满足中型高炉高风温的要求。

　　吏用新型燃烧器解决了拱顶大型化存在的诸多问题，有利于延长热风炉寿命。

　　单一高炉煤气和煤气贫化条件下，仅使用热管换热技术，使顶温达到1400C以上是可以实现的。

　　（545002）广西壮族自治区柳州市柳州钢铁公司炼铁厂：2004―