《熱風(fēng)爐保溫與涼爐》PPT課件.ppt

第六講熱風(fēng)爐的保溫與涼爐 劉全興博士Dr LiuQuanxing 什么叫熱風(fēng)爐的保溫 答 熱風(fēng)爐的保溫 重點(diǎn)是硅磚熱風(fēng)爐的保溫 是在高爐停爐或熱風(fēng)爐需要檢修時(shí) 如何保持硅磚砌體溫度不低于600 而廢氣溫度又不高于400 根據(jù)停爐時(shí)間的長短與檢修的部位和設(shè)備 可采用不同的保溫方法 鞍鋼的經(jīng)驗(yàn)是 1 高爐6d以內(nèi)的休風(fēng) 熱風(fēng)爐又有較多的檢修項(xiàng)目 在休風(fēng)前將熱風(fēng)爐燒熱 將爐頂溫度燒到允許的最高值即可 2 高爐10d以內(nèi)的休風(fēng) 熱風(fēng)爐又沒有什么檢修項(xiàng)目 在高爐休風(fēng)前將熱風(fēng)爐送涼 特別是將廢氣溫度壓低 保溫期間爐頂溫度低于700 就燒爐 可以保持10d廢氣溫度不超過400 3 如果是長時(shí)間 大于10d 的保溫 則須采取爐頂溫度低于750 就燒爐加熱 廢氣溫度高于350 就送風(fēng)冷卻 熱風(fēng)由熱風(fēng)總管經(jīng)倒流排放大氣中 為了不使熱風(fēng)竄到高爐影響施工 在倒流休風(fēng)管和高爐之間的熱風(fēng)管內(nèi)砌一道擋墻 當(dāng)熱風(fēng)爐爐頂溫度降到750 時(shí) 就強(qiáng)制燃燒燒爐 再次燒爐時(shí)間為0 5 1 0h 爐頂溫度達(dá)到1100 1200 當(dāng)廢氣溫度達(dá)到350 就送風(fēng)冷卻 冷風(fēng)量約為100 300m3 min 風(fēng)壓為5kPa 冷風(fēng)由其它高爐調(diào)撥或安裝通風(fēng)機(jī) 操作程序和熱風(fēng)爐正常工作程序一致 各座熱風(fēng)爐輪流燃燒送風(fēng) 每個(gè)班每座熱風(fēng)爐約換爐一次 這種燃燒加保持爐頂溫度 送風(fēng)冷卻 控制廢氣溫度的作法 稱之為 燃燒加熱 送風(fēng)冷卻 保溫法 這種保溫方法是硅磚熱風(fēng)爐保溫的一項(xiàng)有效措施 不管高爐停爐時(shí)間多長 這種方法都是適用的 如何實(shí)現(xiàn)硅磚熱風(fēng)爐的長周期保溫 答 硅磚在600 以下體積穩(wěn)定性不好 不能反復(fù)冷熱 因此在高爐較長期休風(fēng)停止使用硅磚熱風(fēng)爐時(shí) 要求保持熱風(fēng)爐硅磚不低于此溫度 鞍鋼6號高爐中修一個(gè)月 對硅磚熱風(fēng)爐采用 燃燒加熱 送風(fēng)冷卻 方法 即當(dāng)爐頂溫度低于750 就燒爐加熱 廢氣溫度高于350 就送風(fēng)冷卻 熱風(fēng)由熱風(fēng)總管經(jīng)倒流排放大氣中 為了不使熱風(fēng)竄到高爐影響施工 在倒流休風(fēng)管和高爐之間的熱風(fēng)管內(nèi)砌一道擋墻 做到成功保溫 案例 鞍鋼10號高爐 2580m3 新舊高爐轉(zhuǎn)換 停爐期間 對硅磚熱風(fēng)爐采用 燃燒加熱 送風(fēng)冷卻 方法 保溫138天 效果非常好 寶鋼1號高爐 4063m3 停爐期間 對硅磚熱風(fēng)爐保溫 3什么叫熱風(fēng)爐的涼爐 答 熱風(fēng)爐的涼爐與烘爐一樣 不同的耐火材料和不同的停爐方式 應(yīng)用不同的涼爐方法 高鋁磚 粘土磚熱風(fēng)爐的涼爐 1 高爐正常生產(chǎn)時(shí) 熱風(fēng)爐組中有一座熱風(fēng)爐的內(nèi)部砌體需進(jìn)行檢修時(shí)的涼爐 首鋼的涼爐經(jīng)驗(yàn)如下 設(shè)1號熱風(fēng)爐待修爐 在最后一次送風(fēng)時(shí) 使其爐項(xiàng)溫度降至1000 1050 然后換爐 換爐后關(guān)閉混風(fēng)閥 利用1號熱風(fēng)爐做混風(fēng)爐 其冷風(fēng)閥當(dāng)做風(fēng)溫調(diào)節(jié)閥 不許全閉 在1號爐做混風(fēng)的過程中 其余兩座熱風(fēng)爐輪流送風(fēng) 經(jīng)過3個(gè)周期后 將風(fēng)溫降至比正常風(fēng)溫低200 高爐相應(yīng)減負(fù)荷 1號繼續(xù)做混風(fēng)使用 當(dāng)1號爐頂溫度降至250 時(shí) 停止做混風(fēng)爐 關(guān)閉其冷 熱風(fēng)閥 打開廢風(fēng)閥 煙道閥 然后啟動助燃風(fēng)機(jī) 繼續(xù)強(qiáng)制涼爐 拱頂溫度由250 降到70 后停助燃風(fēng)機(jī) 涼爐完畢 整個(gè)涼爐過程約需時(shí)5 6d 2 熱風(fēng)爐組全部檢修的涼爐 該法多用于高爐大修 中修時(shí)熱風(fēng)爐的涼爐 鞍鋼的涼爐經(jīng)驗(yàn)如下 在高爐停爐過程中 盡量將熱風(fēng)爐送涼 在高爐允許的情況下盡是降低其爐頂溫度和廢氣溫度 用助燃風(fēng)機(jī)強(qiáng)制涼爐 直至廢氣溫度升高到允許的最高值 停助燃風(fēng)機(jī)涼爐 打開爐頂人孔用其它高爐撥的冷風(fēng)繼續(xù)涼爐 或由通風(fēng)機(jī)由箅子下人孔通風(fēng)代替其它高爐撥風(fēng) 被加熱的冷風(fēng)由爐頂人孔排入大氣中 當(dāng)熱風(fēng)爐爐頂溫度不再下降與高爐冷風(fēng)溫度持平后 再開助燃風(fēng)機(jī)強(qiáng)制涼爐 一直涼到爐頂溫度低于60 為止 這種涼爐方法 需時(shí)8 9d 用此法涼爐須注意以下幾點(diǎn) 在整個(gè)涼爐過程中 煙道的廢氣溫度不得高于規(guī)定值 350 以免將爐箅子 支柱燒壞 用高爐冷風(fēng)涼爐時(shí) 風(fēng)量不要過大 以免將爐頂人孔燒變形 在用助燃風(fēng)涼爐時(shí) 應(yīng)注意鼓風(fēng)馬達(dá)的電流情況 如過大應(yīng)關(guān)小吸風(fēng)口的調(diào)風(fēng)板 以免將鼓風(fēng)馬達(dá)燒壞 硅磚的體積變化是考慮的關(guān)鍵 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 硅磚是由鱗石英 50 80 方石英 20 30 石英 5 10 以及少量的玻璃相所組成 除玻璃相外 上述三種石英晶體晶型轉(zhuǎn)變時(shí)的體積變化不同 由于硅磚各晶體隨溫度變化的可逆性 使得硅磚熱風(fēng)爐涼爐成為可能 高爐熱風(fēng)爐硅磚區(qū)域的工作溫度在850 1350 硅磚的主要化學(xué)組成為SiO2 在不同的溫度下以不同的晶型存在 燒成后硅磚的主要礦物組成是 鱗石英 方石英及少量殘余的 石英 鱗石英的 變體間轉(zhuǎn)化溫度在117 163 轉(zhuǎn)化時(shí)體積變化在0 2 0 28 方石英的 變體間轉(zhuǎn)化溫度在180 270 轉(zhuǎn)化時(shí)體積變化在2 8 左右 石英的 變體間轉(zhuǎn)化溫度在573 轉(zhuǎn)化時(shí)體積變化在0 82 由于硅磚相變時(shí)體積變化的特點(diǎn) 因此 硅磚熱風(fēng)爐涼爐應(yīng)制定嚴(yán)格的涼爐降溫曲線 4硅磚熱風(fēng)爐涼爐操作有何特點(diǎn) 答 硅磚熱風(fēng)爐的涼爐硅磚具有良好的高溫性能和低溫 600 以下 的不穩(wěn)定性 過去 硅磚熱風(fēng)爐一旦投入生產(chǎn) 就不能再降溫到600 以下 否則會因突然收縮 造成硅磚砌體的潰破和倒塌 經(jīng)國內(nèi)外大量的試驗(yàn)研究 硅磚熱風(fēng)爐的涼爐 大體上有兩種方法 1 自然緩慢涼爐日本福山廠3號高爐和小倉廠1號高爐的硅磚熱風(fēng)爐 分別用150d和120d成功地涼下來 日本小倉1號高爐2號熱風(fēng)爐是硅磚內(nèi)燃式熱風(fēng)爐 希望供兩代高爐使用 作了以冷卻代替保溫的試驗(yàn) 400 以上燃燒冷卻 400 以下自然冷卻 涼爐溫度曲線如圖16 1 在收縮度較大的溫度 500 恒溫8d 500 以下的晶格變化點(diǎn)降溫更緩慢 計(jì)劃涼爐110d 實(shí)測溫度如圖1所示 涼爐中及涼爐完畢調(diào)查 隔墻 拱頂 格子磚均完好無大損 格孔貫通度良好 認(rèn)為有再使用的可能 調(diào)查結(jié)果列入表1 圖1涼爐溫度曲線 表1日本小倉高爐硅磚熱風(fēng)爐涼爐調(diào)查 部位調(diào)查結(jié)果拱頂磚龜裂17處 長度共約58m 寬度共約200mm 認(rèn)為大概是升溫時(shí)即已造成相對于緩涼開始時(shí) 下沉30 50mm 格子磚相對筑爐時(shí) 下沉60mm用照明法檢測 冷卻后格孔貫通率83 隔墻無龜裂 變形等損傷 阻損變化阻損有若干增加 但操作時(shí)煤氣量可充分保證 2 快速涼爐 硅磚熱風(fēng)爐用自然緩冷涼爐是成功的 但由于工期的關(guān)系 自然緩冷來不及 還要做快速涼爐的嘗試 鞍鋼1985年在6號高爐硅磚熱風(fēng)爐上進(jìn)行了快速涼爐的試驗(yàn) 用14d將爐子成功的涼下來 它采用的涼爐曲線如圖 所示 基本上是烘爐曲線的倒置 只是速度加快了些 這與后來卡魯金 KALUGIN 頂燃式硅磚熱風(fēng)爐涼爐曲線 如圖 所示 完全一致 3 涼爐操作 1 在高爐停爐空料線期間 熱風(fēng)爐不再燒爐 逐漸將爐頂溫度由1350 降到900 2 高爐停爐休風(fēng)后 采用高爐送風(fēng)的流程 注意熱風(fēng)閥不開 將其它高爐的冷風(fēng)撥入熱風(fēng)爐 用陶瓷燃燒器上人孔排放 3 在涼爐期間要嚴(yán)格按涼爐曲線降溫 可以用撥風(fēng)量的大小和高爐放散閥的開度來控制涼爐的總進(jìn)度 利用各熱風(fēng)爐的冷風(fēng)閥的開度和排風(fēng)口人孔蓋的開啟度來調(diào)節(jié)各座熱風(fēng)爐的降溫速度 4 在拱頂按規(guī)定涼爐曲線不斷降溫時(shí) 要特別注意硅磚與黏土磚 或高鋁磚 交界面的溫度變化 如果與爐頂溫度的差值太大 可適當(dāng)?shù)慕档蜔犸L(fēng)爐涼爐速度和增加恒溫時(shí)間 圖 鞍鋼6號高爐硅磚熱風(fēng)爐涼爐曲線 圖 卡魯金 KALUGIN 頂燃式硅磚熱風(fēng)爐涼爐曲線 4 涼爐后對硅磚砌體調(diào)查 1 調(diào)查情況如下 3座熱風(fēng)爐的拱頂 連接管 燃燒室基本完好無損 沒發(fā)現(xiàn)任何裂紋 惟3號爐連接管兩人孔碹有輕微破損 分析原因是該人孔在生產(chǎn)中曾幾次漏風(fēng) 曾打開人孔蓋補(bǔ)砌 搗打耐火材料 突然降溫所致 2 蓄熱縮口部分 1號爐有三條縱向裂紋 北側(cè)一條長1 6m 寬8 西側(cè)一條長1 5m 縫寬9mm 東南側(cè)一條長1 2m 縫寬7 2號爐有4條裂紋 3號爐有兩條裂紋 裂紋的長度均在1 0 2 0m之間 縫寬5 10 經(jīng)探測是龜裂 不是穿透性裂紋 推斷是涼爐時(shí)產(chǎn)生的 再烘烤時(shí)還能密合 經(jīng)有關(guān)專家鑒定 3座熱風(fēng)爐的大墻 拱頂 連接管 縮口 燃燒室全部可以繼續(xù)使用 這次快速涼爐是非常成功的 它打破了 硅磚熱風(fēng)爐一命貨 的論點(diǎn) 說明硅磚熱風(fēng)爐快速涼爐是可行的 預(yù)示了 硅磚熱風(fēng)爐跨代使用 的可能性和必然性 鞍鋼6號高爐這組硅磚熱風(fēng)爐 從1976年投產(chǎn)到目前整整給高爐服務(wù)28年 現(xiàn)仍在使用 中間換了一次格子磚 可以說是長壽的 3 熱風(fēng)爐涼爐操作 熱風(fēng)爐本體降溫采用三臺同時(shí)進(jìn)行 熱風(fēng)爐降溫方法 采用三階段不同工藝流程對熱風(fēng)爐系統(tǒng)進(jìn)行緩慢降溫涼爐 第一階段 熱風(fēng)爐初期采用熱風(fēng)爐助燃風(fēng)機(jī)涼爐 拱頂溫度降到900 控制廢氣溫度不超過400 其工藝流程為 助燃風(fēng)機(jī)空氣調(diào)節(jié)閥空氣切斷閥熱風(fēng)爐煙道閥煙囪 第二階段 熱風(fēng)爐的涼爐中期采用高爐鼓風(fēng)機(jī)作為風(fēng)源 其工藝流程為 高爐鼓風(fēng)機(jī)冷風(fēng)均壓閥爐箅子空氣調(diào)節(jié)閥蓄熱室格子磚熱風(fēng)爐拱頂 燃燒器熱風(fēng)出口熱風(fēng)閥熱風(fēng)總管倒流閥排入大氣 第三階段 熱風(fēng)爐涼爐后期采用熱風(fēng)爐助燃風(fēng)機(jī)作為風(fēng)源 其工藝流程為 助燃風(fēng)機(jī)爐箅子空氣調(diào)節(jié)閥蓄熱室格子磚熱風(fēng)爐拱頂 燃燒器熱風(fēng)出口熱風(fēng)閥熱風(fēng)總管倒流閥排入大氣 熱風(fēng)爐降溫涼爐計(jì)劃 項(xiàng)目降溫速度 h降溫時(shí)間 h900 660 380660 580 180580 300 2 5112300 120 1180合計(jì)452 18 8天 有關(guān) 熱風(fēng)爐的保溫與涼爐技術(shù) 方面發(fā)表的論文與著作 1 鞍鋼10號高爐硅磚熱風(fēng)爐烘爐實(shí)踐 煉鐵 1996 2 46 472 鞍鋼2580m3高爐熱風(fēng)爐長周期保溫操作 煉鐵 1996 5 45 463 鞍鋼2580m3高爐硅磚熱風(fēng)爐烘爐的改進(jìn) 1996年遼寧省金屬學(xué)會煉鐵學(xué)術(shù)年會論文集 本溪 116 1184 卡魯金頂燃式硅磚熱風(fēng)爐的烘爐操作及其改進(jìn) 煉鐵 2005 2 7 10 5 我國高爐熱風(fēng)爐的發(fā)展 鋼鐵產(chǎn)業(yè) 2006 10 34 516