宫文垒

(莱钢集团银山型钢有限公司炼铁厂)

摘  要  对莱钢1880m3高炉热风炉烘炉设备及烘炉操作经验进行了总结。通过烘炉前充分的准备工作、制定合理烘炉曲线等措施，热风炉运行情况良好，达到烘炉预定目标，为硅砖热风炉烘炉提供了重要参考。

关键词  高炉  热风炉  硅砖  烘炉曲线

1  前言

莱钢2号1880m3高炉热风炉于2018年3月停炉进行大修，大修之后的高炉有效容积为1880m3，配有3座“卡鲁金”顶燃式热风炉，采用陶瓷燃烧器，设计风量4000-5000m3/min，采用两烧一送工作模式。由于大修重建热风炉耐材，因此制定烘炉目标:①缓慢去除热风炉砌体中的水分，尤其是拱顶硅砖、热风出口部位，避免水分突然大量蒸发而破坏耐火砌体。②使耐火砖均匀、缓慢而又充分地膨胀，避免砌体因热应力集中或晶格转变造成损失。③使热风炉内逐渐地蓄积足够的热量，保证高炉烘炉和开炉所需的风温。

2  烘炉准备

2.1  准备条件 

由于热风炉烘炉期间高炉还在施工，为了防止煤气窜入高炉威胁人身安全，烘炉期间热风炉处于倒流休风状态，即把冷风阀、热风阀关闭，倒流休风阀打开。烘炉必须具备如下条件:①热风炉的砌筑工作全部完成，并达到质量要求。②所属换热系统达到正常生产要求。③热风炉系统各阀门联合、联锁试车验收合格。④各机电设备运转正常，试车成功。⑤各冷却水系统通水正常，压力、水量、水质达到正常生产要求。⑥各计量仪表必须正常运转。

2.2  烘炉要求

烘炉以拱顶温度为温度的控制依据，同时兼顾废气温度≤320℃。烘炉过程必须严格按照烘炉温度曲线进行升温烘炉。测量并记录好热风炉初始炉顶温度，作为升温基础。烘炉必须连续进行，禁忌时烘时停，尤其是600℃前的关键阶段，以免砌体产生裂缝。若必须停止烘炉时，要焖炉保温，恢复烘炉后，应在当时温度的基础上重新按规定升温速度升温，切不可因停烘延误了时间而加快升温速度。

由于烘炉废气中含有大量的水，在低温区会冷凝水析出积聚，故应从烟道阀、热风阀等处的排水阀排水，要求每2h做1次记录。

3  烘炉曲线设计

3.1  设计原理

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。硅砖的主要矿物组成是γ-鳞石英、β-方石英及少量残余的β-石英。麟石英的α、β、γ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α、β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α、β变体间转化温度在573℃，转化时体积变化在0.82%[1]。根据硅砖相变时体积变化的特点确定热风炉烘炉原则:①350℃之前升温最慢，应控制在≤1℃/h。②570-800℃为较大膨胀期，升温速度控制在≤2℃/h。③800℃以上可快速升温。④根据凉炉操作效果，烘炉操作设置恒温区。

3.2  制定曲线

在烘炉曲线设计上，根据前文分析，570℃之前的升温段升温速度按照1℃/h进行，见表1。设3段恒温区，分别对应鳞石英、方石英及石英相变的临界温度，从而确保整体硅砖体积变化平稳可控。

3.3  曲线说明

硅砖热风炉的烘炉曲线是最复杂的一种(见图1)，这些不同升温阶段的作用如下。

1)在160℃恒温48h，目的是排除砌体中的机械附着的水分，防止水分急剧气化，膨胀破坏砌体结构。

2)在260-570℃13d，有利于继续排除砌体深处的水分。此外，在这个温度附近在砖中可能存

β-方石英向α-方石英的转化，伴随着产生较大的体积膨胀，缓慢升温时间长可以减少砌体厚度方向上的温度差，避免砌体损坏[2]。

3)在570-800℃5d，可以适应砖中可能残存的β-石英向α-石英的转化。同时，可使距离高温面较远的结晶水析出，并可使SO2完成晶形转化。

图1  热风炉烘炉设计曲线

4  烘炉操作

4.1  烘炉操作过程

烘炉初期使用启动燃烧器,采用焦炉煤气作燃料。严格控制烟道温度,当拱顶温度达到900℃后，点燃主燃烧器，采用高炉煤气作燃料，关闭启动燃烧器。

1)热风炉烘炉必须连续进行，严禁时烘时停，以免砖墙产生裂缝,若因故必须停止烘炉时,要设法保温。恢复烘烤后,应在已有温度基础上重新按规定升温速度控制，切不可因停烘延误时间而加速升温速度。2)烘炉期间应定期取样分析废气成分及水分,并注意观察记录砌体膨胀情况。3)注意控制烟道废气温度不得超过正常允许范围。4) 当热风炉顶温达900℃以上时,可加快升温速度，达到1200℃以上即可开始使用。

4.2  单炉烘炉的主要参数

烘炉过程中确保焦炉煤气压力:0.004-0.006 MPa;焦炉煤气耗量:400~800m/h;助燃空气流量:500-7000m/h;主燃烧器拱顶1200℃，废气温度300℃。

4.3  烘炉结果

 本次热风炉烘炉共用35d，通过分析对比，实际烘炉温变过程与设计结果一致。7月21日2号1880m3高炉开炉，经过一段时间的达产操作。热风炉运行平稳，实现1210℃以上的风温，其表面炉壳温度完全满足设计要求，证明本次烘炉是成功的。

5  结语

1)硅砖热风炉烘炉要求非常严格，烘炉时间长，必须制定严格的烘炉升温曲线，遵循前期、中期慢，后期快的原则，是烘炉好坏的关键所在。

2)硅砖拱顶的热风炉烘炉，尽可能多设置热电偶，并参考废气温度，提高烘炉数据的准确性。

3)热风炉运行实践表明,本次烘炉曲线的制定是科学合理的。

6  参考文献

[1]  孟凡双,周振龙,张洪宇,等.2580m3高炉卡鲁金顶燃式热风炉烘炉实践[J].鞍钢技术,2010(3):74.

[2]  刘俊强.天铁2800m3高炉开炉实践[J].天律治金,2009（6）：6.