旋流顶燃式热风炉在我厂的应用实践

2008年全国炼铁技术交流会论文集1旋流顶燃式热风炉在我厂的应用实践刘秀国(本钢集团公司炼铁厂)摘要：本文从本钢一铁厂对原有内燃式热风炉改造成为旋流顶燃式热风炉入手，分析顶燃式热风炉在我厂的应用效果，对旋流顶燃式存在的优缺点进行深入分析，找出存在的问题，并提出改进建议和方案。关键词：热风炉高炉内燃式旋流顶燃式燃烧器风温焦比1提高风温、降低炼铁工序能耗钢铁工业是能耗大户，而炼铁系统（包括高炉、焦炉、烧结）又是钢铁业的最大耗能用户，约占整个系统的70%左右，炼铁系统能耗高的主要原因一是因为多数生产环节都是高温反应，过程本身耗热多，二是因为生产排放的烟气、煤气、炉渣带走大量热能，湿烧结、焦炭都要经过冷却才能入炉又损失大量热能。因此降低能耗主要有两方面：一是提高工艺能量利用；二是加强余热、余能回收，我厂近年来一些生产技术指标有较大提高，比如高炉利用系数与国内先进水平相差无几，但是能耗却相对较高，造成炼铁成本较高，而提高风温，加强余能、余热回收是降低炼铁工序成本的最有效手段。2改内燃式热风炉为旋流顶燃式高炉鼓风带入的热量是最廉价、利用率最高的能源，提高风温是节能的最有效措施，同时高风温还为喷煤，富氧创造有利条件，实践证明，风温每提高100℃可降低焦比4%—7%，而原有的内燃式热风炉风温一直；较低（950℃左右）为降低焦比提高经济效益，本钢一铁厂根据自身的一些条件，在2001年5月份，根据承德钢铁厂的经验对2#高炉的7#热风炉进行改造大修，将内燃式热风炉改为旋流顶燃式热风炉，于2001年11月份投产使用，投产使用后效果比较显著，风温提高幅度较大，风温达1100℃，而且首末温相差较小，风温曲线平稳，有利于高炉操作，根据7#热风炉改型后的成功经验，此后我厂陆续将5#、4#、2#、3#、6#热炉大修改造为旋流顶燃式，使一铁厂每座高炉配备三座旋流顶燃式热风炉和一座备用内燃式热风炉。3我厂顶燃式热风炉的结构与主要参数结构如图：2008年全国炼铁技术交流会论文集2硅酸盐耐热混凝土烘炉孔及烟道中心线250016400粘土格子砖8100高铝格子砖21791漂珠砖5852漂珠砖35143R1333人孔及热电偶中心线顶燃式热风炉纵剖图热风炉一侧为蓄热室，另一侧为眼睛型热风通道蓄热室上部为高铝格子砖共8100mm。下部粘土格子砖共16200mm，热风炉炉顶圆周方向均匀分布12个燃烧器，每个燃烧器与水平方向成23℃夹角，向下垂直方向成5℃夹角，使燃烧空间的燃烧产物不断向下作旋流运动，不但热量均匀分布，并且避免了火焰直接冲刷拱顶。主要参数：名称数量热风炉全高/mm35143热风炉直径/mm5076蓄热面积/m216200每立方米格子砖蓄热面积m2/m338.03蓄热室断面积/m217.3热风通道面积m20.9高炉容积/m3398燃烧器数量/个12一座热风炉格子砖总重/t1143.722008年全国炼铁技术交流会论文集34顶燃式热风炉的优点4.1顶燃式热风取消了侧面的燃烧室，从根本上消除了内燃式热风炉的致命缺点，避免了由于燃烧室与蓄热室温差过大，引起的燃烧室产生裂缝、掉砖、大墙倾斜、倒塌。4.2顶燃式热风炉拱顶砌砖与大墙砌砖分开，拱顶砌砖坐落在上部炉壳标高不同的两个托砖圈上，拱顶和大墙的砌体可以自由涨落、互不干扰，避免了拱顶裂缝损坏。4.3顶燃式热风炉将燃烧器安装在炉顶，缩小了抽刀断水风通道直径，增加了蓄热室面积，消除了蓄热室死角，使格子砖能构均匀吸热从而提高风温。4.4燃烧器采用短燃烧器，直接在拱顶燃烧，减少了燃烧热损失，拱顶圆周均匀分布的12个烧嘴将空气和煤气较好混合，使燃烧充分进行，换热能力增强，杜绝燃烧时的脉冲现象，从而直接提高风温。我厂改造成顶燃式热风炉风温提高较多，1#高炉风温最高时达到1100℃较内燃式提高100℃左右，但同时，由于我厂的一些自身原因顶燃式热风炉也同时在使用时出现一些问题。5存在问题与改进意见5.1由于我厂有一时期煤气除尘效果不好，改造风热炉初期投入使用时风温较高（3#热风炉最高风温达1148℃）后期下降较快，将热风炉上部人孔打开检查发现上部蓄热室格子砖大部分被灰尘堵死。对上部格子砖进行部分清理更换，风温才有所回升，建议首先提高煤气净化能力（N＜10毫克/m3其次，蓄热室格子砖用带子母槽的锁砖，使砖孔对应，减少灰尘堵塞。5.2两座高炉在热风炉改造后，基本上都使用三座顶燃式热风炉送风，送风方式“两烧一送”风温相比从前内燃式热风炉提高许多，但是基本上都没能达到设计水平（1100℃）主要原因一是煤气含水、含尘过大发热值低，影响热风炉的效率发挥，二是由于烧嘴材质不适应生产环境，损坏严重，建议对湿法煤气安装脱水装置、并在烧炉时适当配加焦炉煤气，增加煤气发热值，烧嘴重新选择耐高温磨损材质。5.3虽然顶燃式热风炉取消了侧面燃烧室，但是仍然发现了热风通道与蓄能室短路现象。原因可能是因为下部烘炉时温差过大造成，改进方法：将热风通道下部盲肠段添死，烘炉在上级部进行。5.4送风时烧嘴温度过高时（规定不能高于450℃）需要进行冷风反吹，导致风温降低，并且顶燃式热风炉不能采取两炉双送，烧嘴温度无法控制。作者简介：刘秀国男生于1970年6月1990年毕业于本溪冶专钢铁冶金专业工程师现在八炉车间任材料员本钢板材股份有限公司炼铁厂工作联系电话：[phone]