摘  要：本鋼7號(hào)高爐爐役后期2#、3#熱風(fēng)爐送風(fēng)效率持續(xù)偏低，借高爐大修機(jī)會(huì)對(duì)熱風(fēng)爐進(jìn)行涼爐檢查，發(fā)現(xiàn)蓄熱室大墻與爐墻夾角處的耐火硅磚出現(xiàn)的三角貫穿孔，由于高爐大修工期短，且無(wú)前期準(zhǔn)備，采用填充耐火球的方式進(jìn)行處理，避免了因蓄熱室“短路”影響風(fēng)溫水平提高。通過制定合理的操作方案，實(shí)現(xiàn)了安全快速的修復(fù)和烘爐。

關(guān)鍵字：高爐，熱風(fēng)爐，涼爐、烘爐

Process Practice of Hot Stove When Heavy Repairing of Benxi Steel's No.7 BF

ZhouYang  Li Yongqiang  Qin Xili

(The Ironworks of Benxi Steel and Iron Group  Liaoning Benxi 117000)

Abstract: Due to the low temperature of the wind of 2#、3# oven in later stage of No.7 furnace, By the opportunity of overhaul the furnace, cooling furnace and inspection, finding the triangular hole between the heat storage chamber wall and the furnace wall, Due to the short duration of the blast furnace overhaul, and no preliminary preparation, the method of filling the refractory ball is adopted.Avoiding the increase of wind temperature due to the “short circuit” of the regenerator. Through a reasonable operation program, safe and rapid repair the hot stove and oven.

Keywords: blast furnace , hot stove, cooling furnace, oven furnace

本鋼七號(hào)高爐配備三座霍戈文內(nèi)燃式熱風(fēng)爐，霍戈文式熱風(fēng)爐具有高效矩形燃燒器、穩(wěn)定的眼鏡型燃燒室、保溫型蘑菇形拱頂結(jié)構(gòu)、高效的蓄熱室和耐高溫送風(fēng)管路等優(yōu)點(diǎn)，并且安裝了高效分離型雙預(yù)熱熱管換熱器。因爐役后期2#、3#熱風(fēng)爐送風(fēng)效率偏低，在拱頂和廢氣溫度相同的情況下，送風(fēng)溫度僅為1120℃，遠(yuǎn)低于正常1200℃水平，所以借高爐大修機(jī)會(huì)進(jìn)行檢修，發(fā)現(xiàn)蓄熱室大墻與爐墻夾角處的耐火硅磚出現(xiàn)的三角貫穿孔，由于高爐大修工期短，且無(wú)前期準(zhǔn)備，采用填充耐火球的方式進(jìn)行處理，避免了因蓄熱室“短路”影響風(fēng)溫水平提高。

當(dāng)熱風(fēng)爐使用的耐火材料溫度發(fā)生變化后，晶格轉(zhuǎn)變引起體積變化會(huì)造成耐材損壞，為避免損壞不進(jìn)行更換的砌體，結(jié)合所用耐材的實(shí)際情況，本次涼爐過程需要10天，烘爐過程需要12天，同時(shí)根據(jù)大修工期對(duì)熱風(fēng)爐檢修進(jìn)度進(jìn)行合理安排。

1 耐火材料性能

熱風(fēng)爐蓄熱室是由硅磚、高鋁磚和粘土磚砌筑，各種耐火材料在受熱后體積膨脹，但不同耐火材料由于成分和礦物組成不同表現(xiàn)出的熱膨脹性不同，高鋁磚和粘土磚的熱膨脹率隨溫度變化呈線性均勻變化，而硅磚因晶型轉(zhuǎn)變膨脹性變化較為復(fù)雜[1]，因此在熱風(fēng)爐涼爐和烘爐過程中，硅磚的體積變化是制定涼爐和烘爐方案的關(guān)鍵。

磚以其重量輕、荷重軟化溫度高、抗高溫蠕變性能好和傳熱性能好等優(yōu)點(diǎn)，常被應(yīng)用于熱風(fēng)爐蓄熱室的上部高溫區(qū)。硅磚是由鱗石英(50％～80％)、方石英(20％～30％)、石英(5％～10％)以及少量的玻璃相組成，除玻璃相外，上述3種石英晶體在升溫或降溫過程中均有晶型轉(zhuǎn)變引起的體積變化，不同石英晶體晶型轉(zhuǎn)變時(shí)的體積變化見下表1。

2 熱風(fēng)爐涼爐操作

耐火材料的膨脹性對(duì)耐火磚的熱穩(wěn)定性影響重大，熱膨脹系數(shù)越大，則耐火磚受熱后內(nèi)部引起的內(nèi)應(yīng)力越大，在溫度急劇改變時(shí)越易遭到破壞。因石英晶體在870℃、573℃和180-270℃的溫度下均有晶型轉(zhuǎn)變引起的體積變化，因此根據(jù)熱風(fēng)爐所用耐火材料的特性制定涼爐步驟如下表：

涼爐曲線以拱頂溫度為準(zhǔn)，兼顧廢氣溫度等各界面溫度，按“前期快、中期平穩(wěn)、后期慢”的原則進(jìn)行涼爐，實(shí)際涼爐曲線。要求涼爐按要求速度連續(xù)進(jìn)行，拱頂溫度波≤2℃，如遇特殊情況不能進(jìn)行涼爐則進(jìn)行燜爐處理。

涼爐前期，拱頂溫度＞250℃時(shí)，采用發(fā)電風(fēng)機(jī)進(jìn)行涼爐，氣流通道為：“發(fā)電風(fēng)機(jī)-冷風(fēng)閥-熱風(fēng)爐-熱風(fēng)閥-倒流閥-大氣”。 當(dāng)拱頂溫度＜250℃時(shí)，由于發(fā)電風(fēng)機(jī)壓縮鼓風(fēng)導(dǎo)致冷風(fēng)溫度為160-170℃，與拱頂溫差較小，改為助燃風(fēng)機(jī)涼爐至常溫，氣流通道為：“助燃風(fēng)機(jī)-空氣燃燒閥-熱風(fēng)爐-煙道閥-大氣”。

3 熱風(fēng)爐檢修中遇到的問題

由上至下清理蓄熱室硅磚至50層時(shí)發(fā)現(xiàn)，2#、3#熱風(fēng)爐蓄熱室火井大墻與爐墻的兩個(gè)夾角處，由于中部高鋁質(zhì)格子磚粉化形成兩個(gè)邊長(zhǎng)為1.5m的三角孔。經(jīng)分析，因蓄熱室中部高鋁磚抗高溫蠕變性能差，燒爐時(shí)高溫?zé)煔庥扇紵疫M(jìn)入蓄熱室后氣流分布不均，存在熱應(yīng)力集中和熱震現(xiàn)象，導(dǎo)致蓄熱室中部的高鋁磚粉化掉落，隨后高鋁磚上部的部分硅磚隨之塌陷，造成蓄熱室“短路”，嚴(yán)重影響燒爐和送風(fēng)效率。

經(jīng)研究計(jì)算，直徑為75mm的球體堆積孔隙度與七孔格子磚一致，因此采用直徑為65mm高輻射覆層球?qū)π顭崾疑喜?2層硅磚以下的三角孔進(jìn)行填充，其上堆砌正常七孔硅磚，見圖2。高輻射覆層技術(shù)是在硅質(zhì)實(shí)心耐火球表面涂覆一層納微米高溫紅外節(jié)能涂料，提高其輻射換熱效率，達(dá)到提高蓄熱能力和風(fēng)溫，節(jié)約煤氣的作用，同時(shí)涂覆高輻射覆層后，蓄熱球的力學(xué)性能改善，由于蓄熱球表面被致密的膜層覆蓋，可阻止有害氣體對(duì)基體的侵害，防止蓄熱球渣化，提高熱風(fēng)爐壽命[2]。

同時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于熱風(fēng)爐蓄熱室高鋁磚粉化，且鼓風(fēng)和燒爐煤氣質(zhì)量差，熱風(fēng)圍管180°方向沉積大量灰塵（三岔口為0°）。在熱風(fēng)圍管內(nèi)，鼓風(fēng)中的雜質(zhì)在耐材表面渣化形成的大量低熔點(diǎn)化合物，受重力作用流動(dòng)至風(fēng)口直管，導(dǎo)致直管部分堵塞，倒流休風(fēng)管下方的6#和12#風(fēng)口尤為嚴(yán)重，見圖3-2、3，嚴(yán)重影響風(fēng)口進(jìn)風(fēng)面積和爐缸內(nèi)氣流初始分布，所以鼓風(fēng)和煤氣質(zhì)量對(duì)耐材的壽命和高爐的順行十分重要。

4 熱風(fēng)爐烘爐操作

由于更換熱風(fēng)爐蓄熱室上部高溫區(qū)硅磚，因此熱風(fēng)爐烘爐方案主要考慮兩個(gè)因素：一是去除熱風(fēng)爐磚體含有的微量物理水；二是防止在升溫過程中由鱗石英、方石英及微量的殘留石英組成的硅磚晶型轉(zhuǎn)變時(shí)導(dǎo)致的體積膨脹，從而制定出合理的烘爐方案，以防烘爐操作不當(dāng)，損壞砌體，影響熱風(fēng)爐使用壽命。具體烘爐步驟見表3。

熱風(fēng)爐烘爐初期拱頂升溫較慢，溫度波動(dòng)范圍要求較高，不能使用熱風(fēng)爐的主燃燒器進(jìn)行加熱，通過內(nèi)置烘烤器的方式進(jìn)行烘烤。內(nèi)置烘烤器具有烘烤能力強(qiáng)，熱量損失少，焦?fàn)t煤氣消耗量少的優(yōu)點(diǎn)。將內(nèi)置烘爐器通過熱風(fēng)爐點(diǎn)火孔插入燃燒室中心并固定好，助燃空氣走正常燒爐管道。要求烘烤器每一個(gè)烘爐燒嘴有足夠的焦?fàn)t煤氣量，最大應(yīng)能提供1600m3/h，以便調(diào)整升溫速率。

烘爐期間，通過調(diào)節(jié)煙道閥、空氣調(diào)節(jié)閥、焦?fàn)t煤氣閥的開度，使各熱風(fēng)爐內(nèi)壓力相同且保持較低的正壓，約0.01kPa，即正壓烘爐。同時(shí)對(duì)照熱風(fēng)爐的烘爐曲線，通過調(diào)節(jié)焦?fàn)t煤氣流量和助燃空氣流量，使實(shí)際的烘爐拱頂溫度按設(shè)定烘爐曲線進(jìn)行，且拱頂溫度波動(dòng)＜5℃。當(dāng)拱頂溫度達(dá)到1200℃后，烘爐結(jié)束，拆除內(nèi)置烘烤器，轉(zhuǎn)保溫狀態(tài)，實(shí)際操作曲線。

4.1烘爐異常情況處理  

（1）烘爐過程中若發(fā)現(xiàn)滅火，關(guān)閉焦?fàn)t煤氣閥門，用助燃空氣吹掃5-10分鐘后重新點(diǎn)燃，以防發(fā)生煤氣爆炸事故。

（2）烘爐過程中拱頂溫度上升過快或過慢，且無(wú)法調(diào)節(jié)到規(guī)定速率時(shí)，停止燃燒，待原因明確并處理后再按曲線烘爐。

（3）熱風(fēng)爐烘爐要連續(xù)進(jìn)行，溫度超前時(shí)，在該溫度下停留至與烘爐曲線重合，再按烘爐曲線進(jìn)行；溫度略低時(shí)，要順延烘爐時(shí)間，不準(zhǔn)趕超規(guī)定溫度。

（4）烘爐過程中確保每個(gè)膨脹節(jié)的保護(hù)拉桿放松或拆卸掉，給予耐火材料膨脹的空間。

參考文獻(xiàn)

[1] 周傳典. 高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊(cè)［M］.北京:冶金工業(yè)出版社,2008.556-561.

[2] 呂定建.孫傳勝.耿磊等.高輻射覆層技術(shù)在日鋼球式熱風(fēng)爐中的應(yīng)用[J].山東冶金,2012.08,34-4.