高风温顶燃式热风炉在水钢4号高炉上的应用

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1、·10·钢铁技术2013年第1期高风温顶燃式热风炉在水钢4号高炉上的应用１２２２张少魁杨勇王贤罗志红（１．中冶赛迪上海工程技术有限公司上海，200940２．中冶赛迪工程技术股份有限公司炼铁事业部重庆，401122）【摘要】介绍了水钢4号高炉顶燃式热风炉及其前置燃烧炉预热工艺；描述了投产后考察使用效果的辅助测试方案。投产运行后风温长期稳定在1250℃以上，烟气残氧含量小于0.5%，烟气残CO含量小于100ppm，达到了用低热值煤气实现高风温的设计目标。【关键词】顶燃式热风炉低热值煤气高风温１概述置前置燃烧炉+高温板式换热器的预热系统，提高

2、水钢4号高炉设计炉容2380m3，年产炼钢生铁空、煤气带入燃烧室的物理热，来满足高风温需求。200万t，高炉寿命20年（一代炉龄无中修），热风与此同时，采用集成了赛迪交错旋流型陶瓷燃烧器炉寿命30年。热风炉系统由3座顶燃式热风炉及和高效、稳定蓄热室的顶燃式热风炉技术，能够确预热装置组成。整个热风炉系统采用了赛迪交错旋保在较高拱顶温度的条件下，热风炉砌体可以稳定流型大功率顶燃式陶瓷燃烧器技术、合理稳定的蓄的工作，并保持较高的燃烧效率和蓄热室利用率。热室结构设计，并采用板式换热器预热高炉煤气、2.1燃烧室前置燃烧炉+高温板式换热器预热助燃空

3、气，在全（1）陶瓷燃烧器烧高炉煤气的情况下，实现为高炉输送1250℃以上本次采用的赛迪交错旋流型大功率陶瓷燃烧的风温要求。器，是经过数值仿真分析、冷热态模型试验反复论证过的一种高效稳定陶瓷燃烧器。它具有燃烧效率２设计高、预燃室温度波动小、气流分布均匀、燃烧稳定、为适应“高效、高风温、大喷煤”的高炉炼铁结构简单等诸多优点。技术发展方向，达到“降本增效”和“节能减排”在燃烧性能上，该型燃烧器不仅继承了传统的的目的，水钢4号高炉热风炉的设计风温大于1250旋流燃烧器的优点，而且在燃烧效率、燃烧稳定性、℃，送风量为5080Nm3/h。由于水钢全

4、厂高热值煤气流分布均匀性等方面还优于传统的旋流燃烧器。气短缺，热风炉只能通过单烧高炉煤气来满足烧炉例如，与传统旋流燃烧器相比，交错旋流型大功率要求。i陶瓷燃烧器通过提高空煤气混合位置，使得燃烧反目前业内提高风温水平途径主要有两种，一种应在空煤气进入预燃室不久即开始进行，从而提高是掺烧高热值的富化煤气，如掺烧焦炉煤气、转炉预燃室耐材在燃烧期的温度（约1000℃），避免了煤气等，通过提高燃烧室的理论燃烧温度，进而提燃烧期与送风期预燃室（即陶瓷燃烧器及喉口）耐高送风温度；另一种是单纯使用低热值高炉煤气，材温差波动过大，从而保证砌体耐材的寿命。

5、其他通过高温预热系统，将助燃空气和煤气预热到较高性能对比见表1。的温度水平，通过向热风炉带入更多的物理热，来达到提高理论燃烧温度和风温水平的目的。水钢4号高炉热风炉的设计采用后者，通过配2013年第1期钢铁技术·11·表1交错旋流型陶瓷燃烧器与传统旋流燃烧器性球台拱顶，拱顶坐落在燃烧室直段大墙上，通过砖能对比托直接作用在炉壳上，与蓄热室大墙相互独立。燃项目类别交错旋流型传统型烧室大墙采用高温性能稳定的硅砖，配合轻质硅砖和轻质粘土砖进行隔热。每环砌砖均匀布置膨胀流场类型弱旋流流场强旋流流场缝，在大墙与炉壳之间，还设计了陶瓷纤维板和隔燃烧效

6、率好好热纤维棉，以保证耐材的热膨胀能够有效吸收。这格砖表面烟气分布均匀性均匀均匀种结构设计和耐材配置，能够确保燃烧室在1450着火点位置高低℃温度下保持长期稳定工作，有效避免拱顶窜风、火焰长短较长长耐材坍塌事故的发生。2.2蓄热室燃烧状态下预混室温度较高低蓄热室采用高效19孔Φ30mm孔径蜂窝状格子2砖。蓄热室总高22.08m，蓄热室断面积61.01m。赛迪交错旋流型大功率陶瓷燃烧器的工作原根据温度从高到低的梯度变化，蓄热室上部采用高理是：预热后的助燃空气和高炉煤气通过陶瓷燃烧温性能良好的硅砖，中部采用低蠕变高铝砖过渡，器的交错喷口，以

7、特定的旋切角度喷入预燃室进行下部采用低蠕变粘土砖。蓄热室设计参数见表2。混合燃烧，见图1。空、煤气喷口交错布置，可以提高空、煤气混合效率，保证在最短的时间内混合表2蓄热室设计参数均匀并开始燃烧。旋切喷入方式，可以提高空、煤项目数值气在燃烧室中的运动轨迹长度、保证煤气有充分的燃烧时间。混合后的空、煤气以螺旋运动的方式，蓄热室高度22.08m在锥形燃烧室大拱顶中燃烧，释放出大量的化学2蓄热室断面积61.01m热，瞬间达到理论燃烧温度。格子砖型式19孔23格子砖加热面积48m/m格子砖当量厚度25.4mm格孔直径Φ302每座热风炉总蓄热面积6

8、4660m每座热风炉格砖重量1673t与格子砖配置相适应，蓄热室大墙砖从上到下依次为硅砖、低蠕变高铝砖、低蠕变粘土砖。上部属于高温区，由内向外分别采用硅砖、轻质硅砖、粘土质隔热砖；中部中温区分别采用低蠕变高