旋切式頂燃熱風爐在改造工程中的應(yīng)用旋切式頂燃熱風爐在改造工程中的應(yīng)用旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用

高爐冶煉所需要的熱量，一部分是燃料在爐缸燃燒所釋放的燃燒熱，另一部分是高溫熱風所帶入的物理熱。熱風是高爐煉鐵的廉價能源，熱量主要是用低熱值的高爐煤氣換來的，它占高爐總熱量輸入的17％～19％。熱風帶入高爐的熱量越多，所需要的燃料燃燒熱就越少，亦即燃料消耗就越低。實踐證實，在風溫950~1350℃的范圍內(nèi)，提高風溫100℃可以降低焦比約8~20kg/t。風溫由1000℃提高到1250℃，焦比可降低22.5kg/t。因此，應(yīng)當重視提高風溫的工作。

而在長期的生產(chǎn)實踐中，很多老式設(shè)計的熱風爐生產(chǎn)系統(tǒng)出現(xiàn)了各種各樣的問題，這些問題不僅增加了生產(chǎn)成本，而且嚴重影響高爐生鐵產(chǎn)量，制約高爐生產(chǎn)水平的發(fā)揮，致使高爐生產(chǎn)指標落后，所以有必要對熱風爐進行徹底升級改造。

另外還有一些高爐為了增加鐵水產(chǎn)量要進行擴容大修，其熱風爐也需要改造。在熱風爐的改造過程中，如何在盡可能節(jié)省成本，利用舊有設(shè)備的基礎(chǔ)上對熱風爐系統(tǒng)進行升級改造尤其值得我們關(guān)注。.2旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用高爐冶旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用旋切式頂燃熱風爐的主要技術(shù)特點頂燃式熱風爐克服了內(nèi)燃式熱風爐固有的缺點，而且比內(nèi)燃式投資更少又不像外燃式熱風爐那樣增加投資和占地面積，在現(xiàn)代高爐生產(chǎn)中具有較明顯的優(yōu)勢。中冶京誠工程技術(shù)有限公司開發(fā)的旋切式頂燃熱風爐從熱風爐系統(tǒng)流程、本體結(jié)構(gòu)、送風管道系統(tǒng)、熱風爐控制系統(tǒng)都進行了詳細研究，集成了國內(nèi)外熱風爐的優(yōu)點，形成了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的一系列核心技術(shù)，在提高熱風溫度、延長熱風爐壽命、節(jié)能環(huán)保以及減少占地面積和投資等方面都具有明顯優(yōu)勢。旋切式頂燃熱風爐的核心技術(shù)是燃燒器，燃燒器技術(shù)直接決定著熱風爐的風溫水平和使用壽命。旋切式頂燃熱風爐燃燒器專利技術(shù)，研究了熱風爐燃燒器在多種工況下的燃燒機理，實現(xiàn)了燃燒器的最佳工作效率，可保證在很小的過?？諝庀禂?shù)條件下煤氣完全燃燒，提高燃料利用率的同時還減少了助燃空氣消耗。.3旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用旋切式頂燃熱風爐的主要技術(shù)特旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用旋切式頂燃熱風爐的主要技術(shù)特點旋切式頂燃熱風爐采用的小孔徑高效格子磚，具有良好的熱工性能。格孔直徑Ф28mm，蓄熱面積達到54.93m2/m3，該格子磚活面積較小，單位加熱面積較大。與Ф30mm格子磚相比，在保持格子磚總重量相同的條件下，總的蓄熱面積可增加16.9%左右；相同體積條件下?lián)Q熱面積增加13.1%；在相同蓄熱室斷面積條件下，活面積增加5.8%。小孔徑高效格子磚提高了熱風爐的蓄熱能力和適應(yīng)高溫、短周期的工作能力。

旋切式頂燃熱風爐同時還擁有帶橫梁的多種孔型爐箅子、熱風輸送管道膨脹和拉緊裝置、冷風均勻分配等一系列專利技術(shù)和專有技術(shù)，在整個熱風爐系統(tǒng)都有著優(yōu)化措施，使整個熱風爐系統(tǒng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一，保證了熱風爐的使用效果。完備的熱風爐分析計算體系，也確保了旋切式頂燃熱風爐的技術(shù)優(yōu)勢。旋切式頂燃熱風爐在規(guī)模上分別應(yīng)用到300m3到3200m3等高爐，所有投產(chǎn)高爐都取得了良好使用效果。.4旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用旋切式頂燃熱風爐的主要技術(shù)特旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用應(yīng)用一（寧鋼2＃高爐新增4＃熱風爐）

內(nèi)燃式熱風爐一直不能克服其固有缺陷，如短路現(xiàn)象、隔墻倒塌、拱頂?shù)舸u等，本工程利用現(xiàn)有空地新建一座旋切頂燃式熱風爐，形成3座內(nèi)燃式熱風爐＋1座旋切頂燃式熱風爐模式，為今后大修3座內(nèi)燃式熱風爐提供條件。本工程為我們今后大修內(nèi)燃式熱風爐又提供一個可行方案，值得我們繼續(xù)研究和發(fā)展。

寧鋼2＃高爐（2500m3）內(nèi)燃式熱風爐自2008年5月投產(chǎn)后，同年12月3＃熱風爐出現(xiàn)短路現(xiàn)象，2011年4月1＃熱風爐隔墻倒塌，現(xiàn)在熱風爐送風溫度維持在1150℃左右，熱風爐爐殼局部溫度達到400℃，嚴重影響了熱風爐的安全生產(chǎn)。為了從根本上解決此問題，寧鋼決定在原3座內(nèi)燃式熱風爐邊再新增4＃旋切頂燃式熱風爐，待4＃熱風爐正常生產(chǎn)后再逐步大修3座內(nèi)燃式熱風爐。.5旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用應(yīng)用一（寧鋼2＃高爐新增4＃寧鋼熱風爐.6寧鋼熱風爐.6旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用設(shè)計參數(shù)：

熱風爐系統(tǒng)主要設(shè)計參數(shù)表序號項目名稱單位數(shù)值備注1熱風爐結(jié)構(gòu)形式旋切式頂燃2熱風爐座數(shù)座1（新建）3加熱風量Nm3/min47504冷風壓力MPa0.4～0.475冷風溫度℃~150（最高200）6熱風溫度℃12507助燃空氣預(yù)熱前溫度℃~208高爐煤氣預(yù)熱前溫度℃~459熱風爐燃料高爐煤氣＋轉(zhuǎn)爐煤氣或（高爐煤氣＋焦爐煤氣）.7旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用設(shè)計參數(shù)：序號項目名稱單位數(shù)旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用序號項目名稱單位數(shù)值備注10高爐煤氣發(fā)熱值kJ/Nm3≥316011焦爐煤氣發(fā)熱值kJ/Nm3≥1753012轉(zhuǎn)爐煤氣發(fā)熱值kJ/Nm3≥604813熱風爐工作制度兩燒兩送（或兩燒一送）14送風周期min90（或45）.8旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用序號項目名稱單位數(shù)值備注10旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用熱風爐主要技術(shù)性能表序號項目名稱單位數(shù)值1熱風爐座數(shù)座12熱風爐直徑mmΦ10000/Φ94343熱風爐總高度m~50.6544熱風溫度℃12505拱頂溫度℃~14006混合煤氣預(yù)熱溫度℃1607助燃空氣預(yù)熱溫度℃1508廢氣平均溫度℃3109廢氣最高溫度℃45010一座熱風爐燃燒高爐煤氣流量Nm3/h9600011一座熱風爐燃燒轉(zhuǎn)爐煤氣流量Nm3≥5500.9旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用熱風爐主要技術(shù)性能表序號項目旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用序號項目名稱單位數(shù)值12一座熱風爐燃燒焦爐煤氣流量Nm3≥105013一座熱風爐助燃空氣流量Nm36700014一座熱風爐煙氣流量Nm314900015格子磚形式高效十九孔蜂窩磚16格孔直徑mmΦ3017格子磚加熱面積m2/m348.6118格子磚活面積m2/m20.41519每座熱風爐加熱面積m27354520每座熱風爐格子磚磚重t~195021熱風爐熱效率%85.10旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用序號項目名稱單位數(shù)值12一座旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用實施步驟煙氣管移位

寧鋼新建4#熱風爐項目經(jīng)過現(xiàn)場勘查，原有場地的平面尺寸不能滿足新建熱風爐所需的平面布置，因此需將煙氣換熱器的原煙氣進氣彎管拆除及將約10m長的煙氣主管更換，以便騰出空間，滿足熱風爐的平面布置。

為了在有限空間和限定的時間內(nèi)完成煙氣管道移位工作，特別聘請了同濟大學(xué)機器人公司進行現(xiàn)場施工。2011年9月20日高爐休風后，立即對需要拆除原煙氣管道（直徑為Φ4250mm）進行切割。當切割完成后，由專業(yè)機器人（同步推移液壓設(shè)備）將切割完畢的原煙氣主管在預(yù)先搭設(shè)好的推移鋼結(jié)構(gòu)桁架上推移至距煙氣管道中心1.5m處，現(xiàn)場300t汽車吊將其吊移鋼結(jié)構(gòu)桁架。

.11旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用實施步驟.11旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用

原煙道主管移位施工措施搭設(shè)示意圖

原煙道主管移位現(xiàn)場圖旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用原煙道主管移位施工措施旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用主體結(jié)構(gòu)安裝：1.樁基工程施工

由于本工程作業(yè)面有限，不能影響原3座熱風爐的正常生產(chǎn)，因此新建熱風爐系統(tǒng)工程的樁采用鉆孔灌注樁。

樁編號樁截面尺寸樁長約（m）樁頂標高（m）樁數(shù)單樁豎向極限承載力Quk（KN）P1Ф80063-2.30031≥5200P2Ф80063-2.10010≥5200.14旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用主體結(jié)構(gòu)安裝：旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用2.熱風爐爐殼拼裝和吊裝

熱風爐爐頂標高51.064m，爐體最大內(nèi)徑為11.456m、最小內(nèi)徑為6.836m；板材厚度分為22~36mm不等：經(jīng)優(yōu)化排版后分為26帶。其中L彎、C彎、S彎、球頂?shù)任粔褐撇糠?，其余部分為卷制部分（單帶分為三塊）。組裝選用80t履帶吊及25t汽車吊配合進行，殼體吊裝選用350t履帶吊作為主吊機械。

熱風爐爐殼拼裝為將散片到貨的殼體構(gòu)件在現(xiàn)場已澆筑的2個混泥土專用拼裝平臺和2個型鋼搭焊拼裝平臺上同時組裝成8帶（鉤）吊裝，分別第一鉤：爐底板+工字鋼+R1+R2=42.892T；第二鉤：R3+R4+R5+R6=43.895T；第三鉤：R7+R8+R9+R10=42.549T；第四鉤：R11+R12+R13=45.146T；第五鉤：內(nèi)膽+R14＋R15=54.85T；第六鉤：R16+R17+R18=33.397T；第七鉤：R19+R20+R21+R22+R23=57.508T;第八鉤：R24+R25+R26=33.738T。

.15旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用2.熱風爐爐殼拼裝和吊裝旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用新建熱風爐爐殼拼裝排版圖.16旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用新建熱風爐爐殼拼裝排版圖.1旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用爐殼吊裝選用350噸履帶吊，主臂選桿48m，副臂選桿30m，滿足各帶爐殼吊裝要求，其吊裝性能如表.17旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用爐殼吊裝選用350噸履帶吊，旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用3.耐材砌筑

新增旋切頂燃熱風爐全高50.064m，蓄熱室下部爐殼直徑Φ9434mm，砌筑直徑Φ8448mm、上部爐殼直徑Φ10000mm，砌筑直徑Φ8448mm，拱頂直段爐殼內(nèi)徑Φ11456mm，砌筑直徑Φ9454mm。熱風爐蓄熱室采用孔徑d=30mm的19孔高效格子磚，共計226層，從下到上依次為低蠕變粘土格子磚、高鋁格子磚和硅質(zhì)格子磚。本熱風爐本體耐材砌筑工程量量約計3800t（包括管道耐材量和燃燒器耐材量）。施工順序為先熱風爐本體砌筑，后熱風管道（聯(lián)絡(luò)管，熱風主、支管道和煙道管）砌筑。由于時間緊迫，又趕上農(nóng)歷新年，因此本次砌筑工程采用雙層作業(yè)法。雙層作業(yè)法就是在熱風爐爐內(nèi)約▽29.000m處安裝保護棚，作業(yè)人員可以通過保護棚在爐內(nèi)上、下分層作業(yè)（。正是由于雙層作業(yè)，縮短了耐材砌筑時間，為2012年3月29日的最終熱態(tài)接口留出了充足準備時間。

.18旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用.18旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用熱風爐砌筑耐材垂直運輸示意圖.19旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用熱風爐砌筑耐材垂直運輸示意圖旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用4.熱風管道熱態(tài)接口

新增旋切頂燃熱風爐與原3座內(nèi)燃熱風爐的最關(guān)鍵接口就是熱風主管接口，由于接口時休風時間短，熱風管道內(nèi)溫度高，施工難度大。為了在2012年3月29日當天順利完成熱風主管熱態(tài)接口，早在接口1個月前就開始討論方案，在接口前1周并實際演練方案內(nèi)容，確保接口順利完成。2012年3月29日上午8:10兩名持證人員用割槍沿預(yù)先畫好的割除線從管頂開始朝管底方向割除舊管道堵頭。提前加工好連接包帶（600mm寬），放置在施工現(xiàn)場。

.20旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用4.熱風管道熱態(tài)接口

旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用舊主管堵頭割除完成時間為10:30，現(xiàn)場50t吊車配合將割除下來的堵頭吊移舊熱風主管并放置到地面指定區(qū)域。10:40耐材拆除人員穿上隔熱防護服在確保安全可靠的前提下，采用特制長鉗子風鎬將管道堵頭段的隔墻進行拆除

旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用舊主管堵頭割除完成時旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用12:30穿戴好隔熱防護服的人員進入新增主管內(nèi)將原先準備好的隔熱耐火棉堵滿原熱態(tài)主管，13:30將現(xiàn)場事先準備好的剛包帶在倒鏈的配合下將新舊主管對接管口組織外包。鋼帶調(diào)整就位后，安排兩名持證焊工從新增熱風支管工藝人孔進入主管內(nèi)，在接口處進行內(nèi)口焊縫的焊接。焊接順序從底部開始，兩名焊工分部從管內(nèi)兩方向朝上部施焊。

.22旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用12:30穿戴好隔熱防護服的旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用在接口處砌筑前，需將舊熱態(tài)主管內(nèi)已經(jīng)破損、斷裂的磚全部掏取干凈。砌筑順序先砌筑下半圓，即依次進行輕質(zhì)磚、重質(zhì)管道磚的砌筑，然后支設(shè)拱胎進行上半圓的砌筑，即依次進行重質(zhì)管道磚、輕質(zhì)磚、耐火纖維氈（上方120°位置）。接口處管道磚和門位置設(shè)在600mm寬的包帶上方的Φ300mm和門孔。至2012年3月29日22:20開始熱風管道、冷風管道和均壓管道試壓檢漏，標志著熱風主管熱態(tài)接口順利完成。

.23旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用.23

旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用新舊熱風爐連接

旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用新舊熱風爐連接總結(jié)

2012年4月1日凌晨2時58分寧鋼2＃高爐新增4＃熱風爐順利點火烘爐，標志著本工程順利完成。此次工程時間緊、施工面窄、難度大，對今后類似工程有一定指導(dǎo)意義。工程中的一些技術(shù)難題值得我們?nèi)ド钊胙芯?，尤其是煙氣主管整體推移、爐殼吊裝和熱風主管熱態(tài)接口，為以后大修改造類似熱風爐工程提供一個參考平臺。

旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用總結(jié)旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用應(yīng)用二（球式熱風爐的改造）

球式熱風爐的蓄熱室相比格子磚蓄熱室，球式熱風爐蓄熱室的體積小得多，加上采用頂燃式結(jié)構(gòu)，更加節(jié)省空間，所以球式熱風爐可以節(jié)省大量鋼材和耐火材料，縮短工期，具有制造成本低，熱效率高，經(jīng)濟效益好，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便等優(yōu)點。

基于以上優(yōu)點，球式熱風爐成為前幾年中小高爐熱風爐的主要型式之一。但長期實踐以來，球式熱風爐的不足也日益顯現(xiàn)出來。

（1）球式熱風爐通常設(shè)有兩個燃燒器，2臺燃燒器置于爐頂，再加上熱風出口，拱頂大墻有3個較大的孔洞，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差。為了獲得較大的燃燒空間，燃燒器向上傾斜，拱頂直接受到高溫氣流的沖刷，拱頂溫度高，易損壞。

（2）球式熱風爐球床換熱系數(shù)高，但部分球式熱風爐使用的燃燒器燃燒效果差，不能為球床組織起合理的初始流場和溫度場，氣流和溫度分布不均勻，造成耐火球局部黏結(jié)，阻損增加，傳熱效果變壞，風溫水平降低，特別是小球徑球床的透氣性指標較差

（3）球式熱風爐對煤氣含塵量要求高，煤氣含塵量高，引起球床粘結(jié)、渣化、堵塞，阻損升高，清灰換球周期縮短。

（4）雖然一次性投資低，但后期維護費用高。正常生產(chǎn)時的清灰換球周期一般都在4~6年。若出現(xiàn)其他問題，換球周期更短。

基于生產(chǎn)中出現(xiàn)的諸多問題，所以在合適的機會對球爐進行升級改造就很有必要。

旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用應(yīng)用二（球式熱風爐的改造）旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用以400m3~600m3高爐的球爐改造為例，一般有兩種方案：

方案一：僅將球爐燃燒器及拱頂進行改造，仍采用耐火球蓄熱。即上部采用旋切式頂燃熱風爐的燃燒器和燃燒室，下部蓄熱室不作改動，此方案適用于球爐拱頂損壞或燃燒性能不好的球爐改造。（西林450m3高爐改造工程）

這種改造方式主要具有以下優(yōu)點：

（1）該方案最大程度地利用了原有設(shè)施，改造范圍只限于拱頂和燃燒系統(tǒng)。冷風、熱風、煙道等管道和閥門完全利舊，爐殼約70％以上利舊。

（2）4座熱風爐可以在高爐不停產(chǎn)的情況下，依次進行改造。

（3）充分利用了旋切式頂燃熱風爐燃燒器燃燒效果好、蓄熱室氣流分布均勻、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的優(yōu)勢，并結(jié)合了球式熱風爐球床換熱系數(shù)大、投資低等優(yōu)點，是很經(jīng)濟高效的改造方案。

旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用以400m3~600m3高爐的球爐改造為例，一般有兩種方案：改造前改造后

旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用改造前以400m3~600m3高爐的球爐改造為例，一般有兩種方案：

方案二：為了避免熱風爐過大的阻力損失和較為頻繁的換球，使用小孔徑高效格子磚蓄熱，改善熱風爐的熱交換條件。下部爐殼根據(jù)使用情況考慮是否利舊，中上部爐殼適當加高，頂部按旋切式頂燃熱風爐特點進行改造。改造后的熱風爐蓄熱室比原球式熱風爐高3~5米，即能達到和原球爐一樣的總加熱面積。但一般球爐的風溫水平低，大部分實際風溫都在1100℃~1150℃左右，通過進一步適當加高格子磚高度，增加熱風爐的蓄熱能力，可將風溫提高到1200℃左右。（江陰450m3高爐改造工程）

此方案主要有以下優(yōu)點：

（1）利用原球爐的下部基礎(chǔ)及爐殼，冷風、煙道等管道和閥門完全利舊。

（2）采用格孔直徑為Ф28mm的高效格子磚，提高了熱風爐的蓄熱能力和適應(yīng)高溫、短周期的工作能力。

（3）減少了后期頻繁換球的負擔。

（4）在利用舊有設(shè)施的基礎(chǔ)上進行全面改造，能夠充分發(fā)揮旋切式頂燃熱風爐的優(yōu)勢，為熱風爐獲得高風溫創(chuàng)造條件。

旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用以400m3~600m3高爐的球爐改造為例，一般有兩種方案：改造前改造后

旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用改造前

旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用

球式熱風爐（四座）方案一（四座）方案二（三座）旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用總結(jié)

球式熱風爐改造成功，可為高爐生產(chǎn)帶來巨大的經(jīng)濟效益，每年不光可節(jié)約檢修費用，也可減少因熱風爐檢修對高爐生產(chǎn)造成的經(jīng)濟損失，同時風溫提高更是能夠降低高爐煉鐵的生產(chǎn)成本。因此利用旋切式頂燃熱風爐的優(yōu)勢，在盡可能利用舊有設(shè)備的基礎(chǔ)上對球式熱風爐進行整體改造，以達到1200~1250℃的送風溫度具有很大的投資潛力。

旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用總結(jié)旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用謝謝大家！謝謝大家！旋切式頂燃熱風爐在改造工程中的應(yīng)用旋切式頂燃熱風爐在改造工程中的應(yīng)用旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用

高爐冶煉所需要的熱量，一部分是燃料在爐缸燃燒所釋放的燃燒熱，另一部分是高溫熱風所帶入的物理熱。熱風是高爐煉鐵的廉價能源，熱量主要是用低熱值的高爐煤氣換來的，它占高爐總熱量輸入的17％～19％。熱風帶入高爐的熱量越多，所需要的燃料燃燒熱就越少，亦即燃料消耗就越低。實踐證實，在風溫950~1350℃的范圍內(nèi)，提高風溫100℃可以降低焦比約8~20kg/t。風溫由1000℃提高到1250℃，焦比可降低22.5kg/t。因此，應(yīng)當重視提高風溫的工作。

而在長期的生產(chǎn)實踐中，很多老式設(shè)計的熱風爐生產(chǎn)系統(tǒng)出現(xiàn)了各種各樣的問題，這些問題不僅增加了生產(chǎn)成本，而且嚴重影響高爐生鐵產(chǎn)量，制約高爐生產(chǎn)水平的發(fā)揮，致使高爐生產(chǎn)指標落后，所以有必要對熱風爐進行徹底升級改造。

另外還有一些高爐為了增加鐵水產(chǎn)量要進行擴容大修，其熱風爐也需要改造。在熱風爐的改造過程中，如何在盡可能節(jié)省成本，利用舊有設(shè)備的基礎(chǔ)上對熱風爐系統(tǒng)進行升級改造尤其值得我們關(guān)注。.35旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用高爐冶旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用旋切式頂燃熱風爐的主要技術(shù)特點頂燃式熱風爐克服了內(nèi)燃式熱風爐固有的缺點，而且比內(nèi)燃式投資更少又不像外燃式熱風爐那樣增加投資和占地面積，在現(xiàn)代高爐生產(chǎn)中具有較明顯的優(yōu)勢。中冶京誠工程技術(shù)有限公司開發(fā)的旋切式頂燃熱風爐從熱風爐系統(tǒng)流程、本體結(jié)構(gòu)、送風管道系統(tǒng)、熱風爐控制系統(tǒng)都進行了詳細研究，集成了國內(nèi)外熱風爐的優(yōu)點，形成了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的一系列核心技術(shù)，在提高熱風溫度、延長熱風爐壽命、節(jié)能環(huán)保以及減少占地面積和投資等方面都具有明顯優(yōu)勢。旋切式頂燃熱風爐的核心技術(shù)是燃燒器，燃燒器技術(shù)直接決定著熱風爐的風溫水平和使用壽命。旋切式頂燃熱風爐燃燒器專利技術(shù)，研究了熱風爐燃燒器在多種工況下的燃燒機理，實現(xiàn)了燃燒器的最佳工作效率，可保證在很小的過?？諝庀禂?shù)條件下煤氣完全燃燒，提高燃料利用率的同時還減少了助燃空氣消耗。.36旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用旋切式頂燃熱風爐的主要技術(shù)特旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用旋切式頂燃熱風爐的主要技術(shù)特點旋切式頂燃熱風爐采用的小孔徑高效格子磚，具有良好的熱工性能。格孔直徑Ф28mm，蓄熱面積達到54.93m2/m3，該格子磚活面積較小，單位加熱面積較大。與Ф30mm格子磚相比，在保持格子磚總重量相同的條件下，總的蓄熱面積可增加16.9%左右；相同體積條件下?lián)Q熱面積增加13.1%；在相同蓄熱室斷面積條件下，活面積增加5.8%。小孔徑高效格子磚提高了熱風爐的蓄熱能力和適應(yīng)高溫、短周期的工作能力。

旋切式頂燃熱風爐同時還擁有帶橫梁的多種孔型爐箅子、熱風輸送管道膨脹和拉緊裝置、冷風均勻分配等一系列專利技術(shù)和專有技術(shù)，在整個熱風爐系統(tǒng)都有著優(yōu)化措施，使整個熱風爐系統(tǒng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一，保證了熱風爐的使用效果。完備的熱風爐分析計算體系，也確保了旋切式頂燃熱風爐的技術(shù)優(yōu)勢。旋切式頂燃熱風爐在規(guī)模上分別應(yīng)用到300m3到3200m3等高爐，所有投產(chǎn)高爐都取得了良好使用效果。.37旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用旋切式頂燃熱風爐的主要技術(shù)特旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用應(yīng)用一（寧鋼2＃高爐新增4＃熱風爐）

內(nèi)燃式熱風爐一直不能克服其固有缺陷，如短路現(xiàn)象、隔墻倒塌、拱頂?shù)舸u等，本工程利用現(xiàn)有空地新建一座旋切頂燃式熱風爐，形成3座內(nèi)燃式熱風爐＋1座旋切頂燃式熱風爐模式，為今后大修3座內(nèi)燃式熱風爐提供條件。本工程為我們今后大修內(nèi)燃式熱風爐又提供一個可行方案，值得我們繼續(xù)研究和發(fā)展。

寧鋼2＃高爐（2500m3）內(nèi)燃式熱風爐自2008年5月投產(chǎn)后，同年12月3＃熱風爐出現(xiàn)短路現(xiàn)象，2011年4月1＃熱風爐隔墻倒塌，現(xiàn)在熱風爐送風溫度維持在1150℃左右，熱風爐爐殼局部溫度達到400℃，嚴重影響了熱風爐的安全生產(chǎn)。為了從根本上解決此問題，寧鋼決定在原3座內(nèi)燃式熱風爐邊再新增4＃旋切頂燃式熱風爐，待4＃熱風爐正常生產(chǎn)后再逐步大修3座內(nèi)燃式熱風爐。.38旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用應(yīng)用一（寧鋼2＃高爐新增4＃寧鋼熱風爐.39寧鋼熱風爐.6旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用設(shè)計參數(shù)：

熱風爐系統(tǒng)主要設(shè)計參數(shù)表序號項目名稱單位數(shù)值備注1熱風爐結(jié)構(gòu)形式旋切式頂燃2熱風爐座數(shù)座1（新建）3加熱風量Nm3/min47504冷風壓力MPa0.4～0.475冷風溫度℃~150（最高200）6熱風溫度℃12507助燃空氣預(yù)熱前溫度℃~208高爐煤氣預(yù)熱前溫度℃~459熱風爐燃料高爐煤氣＋轉(zhuǎn)爐煤氣或（高爐煤氣＋焦爐煤氣）.40旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用設(shè)計參數(shù)：序號項目名稱單位數(shù)旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用序號項目名稱單位數(shù)值備注10高爐煤氣發(fā)熱值kJ/Nm3≥316011焦爐煤氣發(fā)熱值kJ/Nm3≥1753012轉(zhuǎn)爐煤氣發(fā)熱值kJ/Nm3≥604813熱風爐工作制度兩燒兩送（或兩燒一送）14送風周期min90（或45）.41旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用序號項目名稱單位數(shù)值備注10旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用熱風爐主要技術(shù)性能表序號項目名稱單位數(shù)值1熱風爐座數(shù)座12熱風爐直徑mmΦ10000/Φ94343熱風爐總高度m~50.6544熱風溫度℃12505拱頂溫度℃~14006混合煤氣預(yù)熱溫度℃1607助燃空氣預(yù)熱溫度℃1508廢氣平均溫度℃3109廢氣最高溫度℃45010一座熱風爐燃燒高爐煤氣流量Nm3/h9600011一座熱風爐燃燒轉(zhuǎn)爐煤氣流量Nm3≥5500.42旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用熱風爐主要技術(shù)性能表序號項目旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用序號項目名稱單位數(shù)值12一座熱風爐燃燒焦爐煤氣流量Nm3≥105013一座熱風爐助燃空氣流量Nm36700014一座熱風爐煙氣流量Nm314900015格子磚形式高效十九孔蜂窩磚16格孔直徑mmΦ3017格子磚加熱面積m2/m348.6118格子磚活面積m2/m20.41519每座熱風爐加熱面積m27354520每座熱風爐格子磚磚重t~195021熱風爐熱效率%85.43旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用序號項目名稱單位數(shù)值12一座旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用實施步驟煙氣管移位

寧鋼新建4#熱風爐項目經(jīng)過現(xiàn)場勘查，原有場地的平面尺寸不能滿足新建熱風爐所需的平面布置，因此需將煙氣換熱器的原煙氣進氣彎管拆除及將約10m長的煙氣主管更換，以便騰出空間，滿足熱風爐的平面布置。

為了在有限空間和限定的時間內(nèi)完成煙氣管道移位工作，特別聘請了同濟大學(xué)機器人公司進行現(xiàn)場施工。2011年9月20日高爐休風后，立即對需要拆除原煙氣管道（直徑為Φ4250mm）進行切割。當切割完成后，由專業(yè)機器人（同步推移液壓設(shè)備）將切割完畢的原煙氣主管在預(yù)先搭設(shè)好的推移鋼結(jié)構(gòu)桁架上推移至距煙氣管道中心1.5m處，現(xiàn)場300t汽車吊將其吊移鋼結(jié)構(gòu)桁架。

.44旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用實施步驟.11旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用

原煙道主管移位施工措施搭設(shè)示意圖

原煙道主管移位現(xiàn)場圖旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用原煙道主管移位施工措施旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用主體結(jié)構(gòu)安裝：1.樁基工程施工

由于本工程作業(yè)面有限，不能影響原3座熱風爐的正常生產(chǎn)，因此新建熱風爐系統(tǒng)工程的樁采用鉆孔灌注樁。

樁編號樁截面尺寸樁長約（m）樁頂標高（m）樁數(shù)單樁豎向極限承載力Quk（KN）P1Ф80063-2.30031≥5200P2Ф80063-2.10010≥5200.47旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用主體結(jié)構(gòu)安裝：旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用2.熱風爐爐殼拼裝和吊裝

熱風爐爐頂標高51.064m，爐體最大內(nèi)徑為11.456m、最小內(nèi)徑為6.836m；板材厚度分為22~36mm不等：經(jīng)優(yōu)化排版后分為26帶。其中L彎、C彎、S彎、球頂?shù)任粔褐撇糠?，其余部分為卷制部分（單帶分為三塊）。組裝選用80t履帶吊及25t汽車吊配合進行，殼體吊裝選用350t履帶吊作為主吊機械。

熱風爐爐殼拼裝為將散片到貨的殼體構(gòu)件在現(xiàn)場已澆筑的2個混泥土專用拼裝平臺和2個型鋼搭焊拼裝平臺上同時組裝成8帶（鉤）吊裝，分別第一鉤：爐底板+工字鋼+R1+R2=42.892T；第二鉤：R3+R4+R5+R6=43.895T；第三鉤：R7+R8+R9+R10=42.549T；第四鉤：R11+R12+R13=45.146T；第五鉤：內(nèi)膽+R14＋R15=54.85T；第六鉤：R16+R17+R18=33.397T；第七鉤：R19+R20+R21+R22+R23=57.508T;第八鉤：R24+R25+R26=33.738T。

.48旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用2.熱風爐爐殼拼裝和吊裝旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用新建熱風爐爐殼拼裝排版圖.49旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用新建熱風爐爐殼拼裝排版圖.1旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用爐殼吊裝選用350噸履帶吊，主臂選桿48m，副臂選桿30m，滿足各帶爐殼吊裝要求，其吊裝性能如表.50旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用爐殼吊裝選用350噸履帶吊，旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用3.耐材砌筑

新增旋切頂燃熱風爐全高50.064m，蓄熱室下部爐殼直徑Φ9434mm，砌筑直徑Φ8448mm、上部爐殼直徑Φ10000mm，砌筑直徑Φ8448mm，拱頂直段爐殼內(nèi)徑Φ11456mm，砌筑直徑Φ9454mm。熱風爐蓄熱室采用孔徑d=30mm的19孔高效格子磚，共計226層，從下到上依次為低蠕變粘土格子磚、高鋁格子磚和硅質(zhì)格子磚。本熱風爐本體耐材砌筑工程量量約計3800t（包括管道耐材量和燃燒器耐材量）。施工順序為先熱風爐本體砌筑，后熱風管道（聯(lián)絡(luò)管，熱風主、支管道和煙道管）砌筑。由于時間緊迫，又趕上農(nóng)歷新年，因此本次砌筑工程采用雙層作業(yè)法。雙層作業(yè)法就是在熱風爐爐內(nèi)約▽29.000m處安裝保護棚，作業(yè)人員可以通過保護棚在爐內(nèi)上、下分層作業(yè)（。正是由于雙層作業(yè)，縮短了耐材砌筑時間，為2012年3月29日的最終熱態(tài)接口留出了充足準備時間。

.51旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用.18旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用熱風爐砌筑耐材垂直運輸示意圖.52旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用熱風爐砌筑耐材垂直運輸示意圖旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用4.熱風管道熱態(tài)接口

新增旋切頂燃熱風爐與原3座內(nèi)燃熱風爐的最關(guān)鍵接口就是熱風主管接口，由于接口時休風時間短，熱風管道內(nèi)溫度高，施工難度大。為了在2012年3月29日當天順利完成熱風主管熱態(tài)接口，早在接口1個月前就開始討論方案，在接口前1周并實際演練方案內(nèi)容，確保接口順利完成。2012年3月29日上午8:10兩名持證人員用割槍沿預(yù)先畫好的割除線從管頂開始朝管底方向割除舊管道堵頭。提前加工好連接包帶（600mm寬），放置在施工現(xiàn)場。

.53旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用4.熱風管道熱態(tài)接口

旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用舊主管堵頭割除完成時間為10:30，現(xiàn)場50t吊車配合將割除下來的堵頭吊移舊熱風主管并放置到地面指定區(qū)域。10:40耐材拆除人員穿上隔熱防護服在確保安全可靠的前提下，采用特制長鉗子風鎬將管道堵頭段的隔墻進行拆除

旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用舊主管堵頭割除完成時旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用12:30穿戴好隔熱防護服的人員進入新增主管內(nèi)將原先準備好的隔熱耐火棉堵滿原熱態(tài)主管，13:30將現(xiàn)場事先準備好的剛包帶在倒鏈的配合下將新舊主管對接管口組織外包。鋼帶調(diào)整就位后，安排兩名持證焊工從新增熱風支管工藝人孔進入主管內(nèi)，在接口處進行內(nèi)口焊縫的焊接。焊接順序從底部開始，兩名焊工分部從管內(nèi)兩方向朝上部施焊。

.55旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用12:30穿戴好隔熱防護服的旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用在接口處砌筑前，需將舊熱態(tài)主管內(nèi)已經(jīng)破損、斷裂的磚全部掏取干凈。砌筑順序先砌筑下半圓，即依次進行輕質(zhì)磚、重質(zhì)管道磚的砌筑，然后支設(shè)拱胎進行上半圓的砌筑，即依次進行重質(zhì)管道磚、輕質(zhì)磚、耐火纖維氈（上方120°位置）。接口處管道磚和門位置設(shè)在600mm寬的包帶上方的Φ300mm和門孔。至2012年3月29日22:20開始熱風管道、冷風管道和均壓管道試壓檢漏，標志著熱風主管熱態(tài)接口順利完成。

.56旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用.23

旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用新舊熱風爐連接

旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用新舊熱風爐連接總結(jié)

2012年4月1日凌晨2時58分寧鋼2＃高爐新增4＃熱風爐順利點火烘爐，標志著本工程順利完成。此次工程時間緊、施工面窄、難度大，對今后類似工程有一定指導(dǎo)意義。工程中的一些技術(shù)難題值得我們?nèi)ド钊胙芯浚绕涫菬煔庵鞴苷w推移、爐殼吊裝和熱風主管熱態(tài)接口，為以后大修改造類似熱風爐工程提供一個參考平臺。

旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用總結(jié)旋切式頂燃熱風爐改造工程中的應(yīng)用應(yīng)用二（球式熱風爐的改造）

球式熱風爐的蓄熱室相比格子磚蓄熱室，球式熱風爐蓄熱室的體積小得多，加上采用頂燃式結(jié)構(gòu)，更加節(jié)省空間，所以球式熱風爐可以節(jié)省大量鋼材和耐火材料，縮短工期，具有制造成本低，熱效率高，經(jīng)濟效益好，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便等優(yōu)點。

基于以上優(yōu)點，球式熱風爐成為前幾年中小高爐熱風爐的主要型式之一。但長期實踐以來，球式熱風爐的不足也日益顯現(xiàn)出來。

（1）球式熱風爐通常設(shè)有兩個燃燒器，2臺燃燒器置于爐頂，再加上熱風出口，拱頂大墻有3個較大的孔洞，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差。為了獲得較大的燃燒空間，燃燒器向上傾斜，拱頂直接受到高溫氣流的沖刷，拱頂溫度高，易損壞。

（2）球式熱風爐球床換熱系數(shù)高，但部分球式熱風爐使用的燃燒器燃燒效果差，不能為球床組織起合理的初始流場和溫度場，氣流和溫度分布不均勻，造成耐火球局部黏結(jié)，阻損增加，傳熱效果變壞，風溫水平降低，特別是小球徑球床的透氣性指標較差

（3）球式熱風爐對煤氣含塵量要求高，煤氣含塵量高，引起球床粘結(jié)