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1、高炉热风炉及其工艺介绍,炼铁部 吴泽峰,目 录,高炉热风炉种类公司热风炉介绍三 热风炉工艺流程四 热风炉操作要点难点,一 高炉热风炉种类 1 热风炉简介,历史：古代就有鼓风炼铁技术（风箱），到了1828年开始使用热风炼铁。热管换热热风炉（1857年，考贝）提高风温效益：降焦、增产、提高生铁质量和喷吹燃料的效率。,一 高炉热风炉种类 1 热风炉简介,热风炉：间歇式：,连续式和间歇式连续式缺点：高温陶瓷换热器技术不成熟。蓄热式，为高炉热风炉采用，工作必须两座以上。,一 高炉热风炉种类 2 高炉热风炉分类,结构区分：一般区分：发展历程：,外燃式 内燃式（侧燃式、顶燃式）外燃式、内燃式、顶燃式内燃式外
2、燃式顶燃式,一 高炉热风炉种类 2.1 内燃式热风炉,1-煤气管道2-煤气阀；3-燃烧器；4-燃烧室；5-热风管道；6-热风阀；7-大墙；8-炉壳；9-拱顶；10-蓄热室；11-隔墙；12-冷风管道；13-冷风阀；14-烟道阀；15-炉箅子和支柱,一 高炉热风炉种类 2.2 内燃式热风炉特点,优点：缺陷：,结构比较简单，能够得到高温热风。煤气短路或直联（短路现象）。香蕉效应。燃烧室砖体、热风管拱门和热风炉燃烧器很容易变形和受损。燃烧产物分布不均。脉冲燃烧。温度波动损伤。,一 高炉热风炉种类,外燃式热风炉,2.3,外燃式热风炉结构特征,一 高炉热风炉种类 2.3 外燃式热风炉,外燃式热风炉最重要
3、的改进是把燃烧室外置。燃烧室自身具有外壳，改进后的热风炉更加可靠，运行更加稳定。这种改进虽然消除了“短路”和“香蕉效应”两个缺陷。使热风炉的构造更加复杂。这不但使得建造和设备的成本提高了1535%，而且需要占用更多空间。,一 高炉热风炉种类 2.4 顶燃式热风炉,顶燃式热风炉又称为无燃烧室热风炉。特点是将煤气和空气直接引入拱顶空间内燃烧。1978年于首钢建设了第一座投入实用顶燃式热风炉，苏联卡鲁金博士于1982年将顶燃式热风炉推广到大型高炉。,一 高炉热风炉种类 2.4 第一代卡鲁金顶燃式热风炉,一 高炉热风炉种类 2.4 顶燃式热风炉,一 高炉热风炉种类 2.5 卡鲁金式热风炉,一 高炉热风
4、炉种类 2.6 卡鲁金热风炉优点,1 煤气和空气喷射涡流式混合系统可使煤气燃烧比较充分。2 热风炉没有短路的现象。3 燃烧产物均匀供给蓄热室(95-97%)，提高了热风炉利用系数。4 可承受煤气和空气预热到500-600。5 温度在拱顶、蓄热室、内层和外壳上对称分布。降低了温度剧变，改善了热风炉的稳定性。,一 高炉热风炉种类 2.7 两种顶燃式热风炉实物,二 公司热风炉介绍,公司采用卡鲁金顶燃式热风炉。热风炉采用一列式布置，先建设3座热风炉，在换热器和热风炉之间预留4 号热风炉基础。,二 公司热风炉介绍 热风炉炉衬,热风炉砌筑各通道口采用组合砖，针对不同的温度区域选择耐火材料。高温区采用硅砖；
5、中温区采用低蠕变高铝砖；下部低温区采用低蠕变粘土砖。在耐火材料外侧，根据各部位不同的工作条件，分别选取不同牌号轻质高铝砖和轻质粘土砖，作为隔热材料。在隔热砖外侧还采用隔热性能好的硅酸铝棉毯，以保证热风炉具有很好的保温及吸收热膨胀性能。,二 公司热风炉介绍 热风炉常用耐火砖,预 燃 室,煤气入口组合砖,助燃空气入口组合砖,红柱石质热风出口组合砖,烟道出口组合砖,冷风入口组合砖,硅质燃烧室组合砖,高铝质隔热砖,粘土质隔热砖,人孔组合砖,硅质格子砖,硅质墙砖,高铝保温砖,粘土保温砖,低蠕变高铝质格子砖,低蠕变粘土质格子砖,低蠕变粘土质墙砖,粘土保温砖,低蠕变高铝质墙砖,高铝保温砖,红柱石堇青石质球顶
6、组合砖,高铝质隔热砖,粘土质隔热砖,热风炉内衬,二 公司热风炉介绍 热风炉炉衬,1、燃烧室 顶燃式热风炉的燃烧室采用圆柱-锥台砌筑结构，砖衬由内向外分别采用：硅砖、高铝隔热砖、粘土隔热砖及硅酸铝棉毯砌筑，钢壳内表面喷涂一层耐火喷涂料。2、蓄热室 采用19孔格子砖，孔径30mm。不同高度的格子砖因所处的温度区域不同，所采用材质也不同，从上到下依次为硅质、低蠕变高铝质、低蠕变黏土质格子砖砌筑。蓄热室耐火砖衬从上到下依次采用硅砖、低蠕变高铝砖和低蠕变黏土砖砌筑。耐火工作层之外为高铝保温砖和黏土保温砖。,二 公司热风炉介绍 热风炉炉衬,3、组合砖 热风炉本体主要进、出口均采用组合砖砌筑，其中热风出口采
7、用红柱石质组合砖。4、管道 热风竖管、热风总管、热风支管均采用低蠕变高铝砖和隔热砖砌筑，管壳内表面喷涂不定型耐材，上方砖衬与喷涂料之间充填硅酸铝棉毯。烟气管道不砌砖，管壳内表面喷涂不定型耐材。,二 公司热风炉介绍 十九孔格子砖特性,蓄热室采用高效19 孔格子砖，每立方米格砖的加热面积49.27m2，单位炉容加热面积：90.28m2/m3。,二 公司热风炉介绍 炉箅子、托梁及支柱,炉箅子采用托梁式结构，炉箅子、托梁及支柱材质均采用中硅耐热球铁RQTSi4Mo，可长期在废气温度 400工作。炉箅子采用三孔连通梅花型炉箅子。,二 公司热风炉介绍 炉箅子、托梁及支柱,公司炉箅子,其他炉箅子,二 公司热
8、风炉介绍 热风炉大墙,大墙砖蓄热室和燃烧室结合部采用迷宫结构，防止两部分大墙间的串风。燃烧室大墙采用多层次独立托圈。这种形式结构简单，施工简便，使用寿命长。其主要特点是热风炉上部的高温区和下部蓄热室低温区的大墙砌砖相脱离，使上、下两部分的膨胀互不影响，从而有效地防止了由于耐火砖的膨胀对大墙的破坏。,二 公司热风炉介绍 燃烧装置,陶瓷燃烧器：采用新型顶燃燃烧器，置于热风炉的顶部。优点：煤气和空气充分混合完全燃烧 气体混合均匀，空气过剩系数小，可提高燃烧温度。燃烧气体向上喷出，不再冲刷隔墙，延长了隔墙的寿命，同时改善了气流分布。,二 公司热风炉介绍 燃烧装置,二 公司热风炉介绍 阀门,（1）、闸式
9、阀 阀门的开闭方向和气流方向垂直，主要用于切断洁净气体的阀叫闸式阀。如热风阀、冷风阀等。,（3）、蝶式阀 阀板可以在阀体内旋转，常用于调节气体流量，严密性较差，不宜用于切断部位的阀叫蝶式阀。如空气调节阀、煤气调节阀、混风调节阀等。,（2）、球阀 主要用于切断含尘气体，如煤气放散阀。,二 公司热风炉介绍 热风炉主要阀门,二 公司热风炉介绍 助燃风机,两台助燃风机集中供风（1 用 1备）,二 公司热风炉介绍 煤气、助燃空气预热,烟气余热回收系统，利用烟气的余热，采用整体式热管换热器预热煤气及助燃空气，使助燃空气和煤气的温度均达到190，换热器安装后没有任何运行成本，它不但回收了烟气的余热，而且可以
10、提高热风温度，降低了生产成本。整体型热管换热器技术性能,二 公司热风炉介绍 热风炉主要参数,三 热风炉工艺流程,高炉,高炉混风竖管,热风炉,鼓风机,助燃风机,1#,2#,高炉煤气,预热器,烟囱,富氧管,放风阀,1#,2#,3#,倒流休风管,首矿大昌一号热风炉工艺流程图,烟囱,DN500,DN300,DN3600,DN1600,DN1800,DN1800,DN2200,煤气,空气,热风炉烟气,1920制粉 or 水渣细磨,预热器,煤气总管,空气总管,鼓风机,高炉,混风竖管,热风总管,助燃空气总管,煤气总管,烟道,冷风总管,冷风均压阀,冷风阀,混风切断阀,温度调节阀,倒流休风阀,热风阀,放风阀,烟
11、道阀,空气燃烧阀,煤气切断阀,氮气阀,N2,煤气调节阀,空气调节阀,煤气燃烧阀,废风阀,三 热风炉工艺流程 热风炉上下工序,上游工序 1 干法等煤气处理部门事故：处理不好，引另一高炉煤气或者官网煤气；热风炉停风 2 助燃风机事故：换备用风机；停风 3 鼓风机事故：换备用风机；停风下游工序 热风炉停风 没有热烟气 制粉系统、水渣细磨烟气炉互相影响 热风炉 高炉,四热风炉操作控制,1、热风炉的送风制度 热风炉的送风制度主要是“二烧一送”，有热风炉检修时采用“一烧一送”的送风制度。送风温度由混风调节阀控制。2、热风炉的燃烧控制 热风炉燃烧控制主要是调节煤气量和助燃空气比。燃烧初期设定煤气量及合适的助
12、燃空气比。达到拱顶温度管理区后调节煤气量和空气比值，保持拱顶温度。达到废气温度管理区后，逐步降低煤气量直到燃烧过程结束。,热风炉的换炉操作,燃烧状态送风状态,选择好正确的炉号。关闭煤气调节阀。关闭空气调节阀(剩3%不关死)。关闭煤气切断阀。打开氮气吹扫阀。关闭煤气燃烧阀（煤气小放散阀自动打开）。关闭空气燃烧阀。关闭两台烟道阀。开启冷风均压阀（为热风炉均压）。待均压完毕后，开启热风阀。开启冷风阀，关闭冷风均压阀。根据要求用混风调节阀调节入炉风温。,送风状态燃烧状态,选择好正确的炉号。关闭冷风阀。关闭热风阀。开启废气阀（为炉内放风）。待炉内废气放净后，开启两台烟道阀。关闭废气阀。开启空气燃烧阀。开
13、启煤气燃烧阀（煤气小放散阀自动关闭）。打开氮气阀（10-30秒）后，关闭氮气阀。开启煤气切断阀。开空气调节阀。开煤气调节阀，点火。点着火后，调节煤气空气的配比量，保证风温所需要的最佳燃烧量。,隔断操作：为统一操作和为实现自动化创造条件，将停止燃烧和停止送风的操作均称为隔断操作。燃烧隔断热风炉按照“燃烧送风”程序走到第8步为止，保持烟道阀开启位置。送风隔断热风炉按照“送风燃烧”程序走到第5步为止，保持烟道阀开启位置。隔断转恢复操作：隔断燃烧热风炉均“送风燃烧”程序，从第6步开始，至完成操作。隔断送风热风炉均“燃烧送风”程序，从第9步开始，至完成操作。,停气操作,停烧、闷炉,关总煤气切断阀,切断阀
14、通氮气,开总煤气放散,据需要，开盲板阀,动火检修，吹扫操作,关预热器旁通阀,开预热器后端放散阀,开20分钟后,开预热器旁通阀,依3、2、1炉开煤气 支管放散阀,开预热器前端放散阀,吹扫,关闭所有氮气（和蒸气）截门,通风，检测合格方可进入,停风操作,完成停气,风压降低到0.05Mpa时，关闭混风切断阀,接到高炉停风指令,关闭热风阀,关闭冷风阀,开烟道阀,倒流休风,接到工长指令,打开倒流休风阀,将冷风管道末端的冷风阀打开,停风时间超过15分钟或高炉风机停机时,送气操作,将管道各部人孔盖好,开煤气管道氮气(或蒸汽),15分钟后，煤气送气,沿气流前进方向关闭煤气管道各部放散阀和氮气(或蒸汽),根据煤气
15、压力的大小，部分或全部将停烧的炉子转为燃烧,送风操作,待风压恢复到0.05Mpa以上，打开混风切断阀，并调节风温达到指定数值,关放风阀,停止倒流操作,选定好送风的炉号,走“隔断送风”程序,关放风阀,紧急停风,关闭混风切断阀,关闭通风炉热风阀（自动程序走“送风隔断”程序）,燃烧炉全部停烧,打开通风炉烟道阀和预热器烟气旁通阀,如高炉风机停机或风压下降过急时应将通风炉冷风阀打开,紧急停电,全厂大停电：,关混风切断阀,关煤气切断阀,打开氮气阀(10-30秒)后关闭氮气阀,关燃烧炉煤气燃烧阀,关通风炉热风阀，打开烟道阀和预热器旁通阀,打开倒流休风阀,其他善后工作，如关闭空气燃烧阀等,恢复生产准备,助燃风机停电:,关闭燃烧炉煤气切断阀,打开氮气阀(10-30秒)后，关闭氮气阀,打开助燃风机放散阀，关闭助燃风机切断阀,关闭煤气和空气燃烧阀,打开预热器旁通阀,查明原因，（或倒机）恢复生产,紧急停电,鼓风机站停电：,立即关闭混风切断阀,高炉放风阀打开后，关闭通风炉热风阀，打开烟道阀和预热器旁通阀,接到指令开倒流休风阀,燃烧炉全部停烧,做好送风准备,谢 谢,2014年7月,
