新钢350m3高炉延长球式热风炉换球周期的实践

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1、冶金之家网站新钢350m3高炉延长球式热风炉换球周期的实践谢振华，陈家武，严晓辉(新钢公司第一炼铁厂)摘要：通过延长新钢二座350m3级高炉球式热风炉换球周期，减少了风温的下降，促进了高炉技术经济指标进步。关键词：高炉；球式热风炉；换球周期1前言由于具有投资省、风温高的显著优点，球式热风炉从70年代开始在我国的小高炉上成功使用后就得到迅速推广。从1987年成钢300m3级高炉采用球式热风炉至今，相继有柳钢、威(远)钢、涟钢、汉钢、南昌钢厂等300m3级高炉采用了球式热风炉，但在使用过程中也暴露出球式热风炉工艺存在耐火球易渣化、孔道易堵塞、球床寿命短等问题(长的3~4年、短的1年)。一般

2、情况下，350m3高炉球式热风炉阻力损失达到0．15MPa左右，烧炉就比较困难，热风炉的送风温能力下降，被迫停烧换球，换球时间长达30天，热风炉工作制由二烧一送改为一烧一送。一烧一送时由于加热时间和送风时间相应减少，从而引起风温大幅度下降，风温要下降200℃以上，造成焦比大幅度上升，产量下降，提高了炼铁运行成本。2原因分析分析认为，换球周期的长短，主要取决于燃烧器工况条件、煤气质量、耐火球的材质品级、耐火球直径、高炉和热风炉操作。燃烧器工况条件差，会使球床横截面上的流场状况和热工状态不均匀，不再是均一稳定的床层，气体阻损会逐渐增加，直到难以为继，便要进行换球；煤气质量差含尘量高会时球床

3、积灰堵塞，阻损增加；材质不过关，耐火球寿命短，容易渣化，产生的碎粒堵塞球床中的孔隙，使球床阻损提高，造成风温水平降低，需要进行“换球”，以恢复球床透气性和改善传热；高炉操作不稳定，炉顶煤气温度高，造成布袋破损，引起煤气含尘量增加；热风炉操作不合理，温降大，耐火球寿命缩短。3延长换球周期技术04年1号、2号高炉大修，热风炉采用顶燃式球式热风炉。每座高炉各配置三座球式热风炉，设计风温1050～1150℃(短期)，热风炉球床结构采用F60mm和F40mm两种高铝质耐火球，1号、2号高炉球式热风炉主要参数，见表1、2。冶金之家网站1号、2号高炉煤气净化的工艺流程为：从高炉排出的煤气，经重力除尘

4、器后，送到除尘布袋器，在除尘布袋器中对煤气进行除尘净化，净化后的煤气通过减压阀组减压后进入热风炉烧炉和煤气管网。1号、2号高炉每小时煤气发生量约为102000m3/h座左右，二座热风炉同时烧炉时煤气用量在52000m3/h，占高炉煤气发生量的51％左右，煤气经减压阀组减压后的压力在10kPa左右，而煤气管网压力约在9kPa左右，因此，1号、2号高炉热风炉烧炉使用的煤气主要来自自产煤气。3．1使用新型短焰陶瓷燃烧器燃烧器是热风炉的重要设备，是在助燃空气配合下燃烧煤气的，燃烧器的工况条件的好坏，对球床热运行效果及其“换球周期”的长短具有重要的影响。现有300m3级高炉球式热风炉燃烧器多采用

5、的是套筒式陶瓷燃烧器，存在工况条件差和燃烧能力不足等问题，每个燃烧器燃烧煤气量只有10000m3/h，在仅使用单一高炉煤气情况下，拱顶温度最高只能达到1280℃，是不能满足1080℃以上风温要求的。为了解决套筒式陶瓷燃烧器，工况条件差和燃烧能力不足的问题，在1号、2号高炉热风炉上，使用新型短焰陶瓷燃烧器(1号、2号高炉热风炉顶部设有二个燃烧器，呈对称布置)，每个燃烧器燃烧煤气量达到13000m3/h以上。实践表明，该新型陶瓷燃烧器提高了燃烧器的工况性能：具有气体流动阻力小，适应煤气压力、流量大幅度波动且不易产生回火的良好特征。煤气从中心喷出，空气从24孔分布帽高速喷出；煤气和空气分流均

6、匀，混合适度，燃烧稳定，能在空气过剩系数为1．02的情况下，实现低热值的高炉煤气完全燃烧；并能在10—15min内将热风炉的拱顶温度升高到规定温度；强化烧炉时没有任何振动产生；传热速度快、高风温、能实现短焰燃烧，以及燃烧效率高特点，改善了拱顶工况，有利于提高热风炉球床寿命。3．2改进热风炉球床结构冶金之家网站300m3级高炉球式热风炉球床结构，下段和上段一般采用Φ30mm、Φ50mm或Φ40mm、Φ50mm直径的耐火球。适宜的耐火球直径要保证热风炉的蓄热面积大和球床阻力损失小的要求。在重量一定的情况下，耐火球越小，蓄热面积越大，各种不同直径耐火球蓄热面积见表3。从表3可看出，Φ30mm

7、的耐火球蓄热面积比Φ60mm的耐火球大一倍。单从蓄热面积看，选择直径小的耐火球有利于增大蓄热面积。但耐火球直径越小，球床阻力损失越大，周期综合传热系数反而小。适宜的耐火球直径应能使蓄热面积够用，而球床阻力小，周期平均传热系数最大。新钢1号、2号高炉球式热风炉改选F40mm和F60mm的耐火球，球床结构比较合理，虽然蓄热面积比F30mm和F50mm的耐火球小，但球床阻力损失减小，在煤气含尘量相同的情况下，堵塞的时间延长了，有利于延长换球周期。3．