高炉热风炉修补焊接方案

第一篇：高炉热风炉修补焊接方案

2#高炉热风炉焊缝裂纹修复及挖补施工方案

一、工程概述

京唐2#高炉1#-4#热风炉主体焊缝发现多处漏点，焊缝问题均发现在炉壳的第十三带、十四带、十五带等热变形较大的区域内。主体母材材质Q345C，板材厚度36mm、45mm、60mm。属于中厚板焊接，焊接应力大，另外清除裂纹过程中，裂纹有可能继续延展，造成裂纹扩大，处理难度很大。另外1#热风炉现有三处因炉壳温度较高本体现已变型，需要进行挖补更换。为确保返修质量，特编制处理方案如下，要求返修人员必须严格按返修工艺执行，最终按质按量完成返修。

二、焊缝裂纹施工方法及步骤

1、对各焊缝裂纹的处理，首先通过超声波检测，确定各焊缝裂纹源的长度及深度，在裂纹源前10mm-20mm处打Φ10mm左右的止裂孔，如现场钻孔有困难，可采用碳弧气刨在焊缝裂纹端源处起往回进行清根，可以防止裂纹扩展。如裂纹长度较长，可将裂纹分段，然后分段进行处理裂纹。

2、利用热风炉运转停风时间进行处理，具体施工时间与京唐炼铁部热风炉点检员协商。充分利用停炉时间抓紧施工，确保每条处理焊缝合格。

3、用碳弧气刨分段清根，裂纹必须清除干净，清理时如发现微裂纹向厚度方向发展，可先焊一层，利用焊条的熔深将微裂纹融化，再进行清根，否则即使焊接时不裂，裂纹以后仍将产生。

4、用碳弧气刨清理坡口表面沟痕，清理止裂孔端部，坡口1:6圆滑过渡，无明显的沟痕，然后用磨光机打磨，表面进行着色(也可用超声波探伤)检验，检查无裂纹缺陷后方可进行下部工序。

5、如果焊缝裂纹开裂到母材最根部，考虑到焊接只能在热风炉外侧进行，可把焊缝处母材用碳弧气刨或用气焊工具清理到最根部，焊接前在根部加设厚度3mm的焊接垫板或12mm直径的圆钢（上述两种钢材一定要和母材材质相匹配），以便于施工焊接并可以保证焊接焊缝焊透。

6、焊接前用履带式电加热片或气焊预热，预热温度≥100℃。（建议100～150℃）

7、焊条选用E5016,（或E5015）使用前350℃~400℃烘干1~2小时，降至100℃~150℃保温。焊接使用时保温筒盛装，随用随取。

8、焊条采直径Φ3.2mm，焊接电流100A~130A。

9、前三层用焊条手工电弧焊焊接，（窄焊道，薄焊层，焊道宽度小，是焊条直径的三倍，焊层厚度不大于5mm）其余各层可采用二氧化碳气保焊焊接,采用多层多道焊接，焊丝牌号H08Mn2SiA（也可用H04MnSiAlTiA），焊丝直径Φ1.2mm，焊接电流160~220A，焊接电压22~25V。

10、焊接时四周要用彩条布围好，确保焊接质量。

11、除打底层外，每层焊缝要用锤击消除应力后进行下一层焊接。

12、整个焊接过程中层间温度不得小于预热温度。（层间温度≤400℃）

13、焊缝表面处理，着色（超声）检测合格后进行局部火焰热处理，采用两盘割枪局部火焰烘烤，温度580~620℃（建议600~640℃）用保温被保温2小时后缓冷，升降温速度为125℃／h。局部热处理后，焊缝进行100%超声波探伤，达到GB11345-89Ⅰ级合格，焊缝表面100％着色检验，不允许有裂纹缺陷。(12小时内进行热处理)

三、炉壳挖补施工方法及步骤 1、1#热风炉第十五带两处及十八带一处因炉壳温度过高，造成炉壳板过烧现已变型，经现场实际测量确定出需挖补位置（见上图）

2、第十五带需挖补两处为球瓣体，钢板板厚36mm,材质Q345C,第十八带挖补一处为锥带，钢板板厚45mm、材质Q345C,需出厂外委压型后现场净尺进行装配。

2.1利用10#槽钢、角钢50*50及花纹板分别根据需要挖补位置尺寸，提前制作好两处检修平台，施工平台宽度1.2米、长度2.5米，平台周边设置高度不小于1.2米的护栏，平台上表面铺设厚度5mm的花纹板。在未停炉时利用160吨汽车吊进行安装。平台骨架与壳体焊接牢固，下部用槽钢设置加强牛腿，因检修平台与上下层平台距离约6米高，需提前制作好爬梯才便于施工，平台上搭设的施工架子与木跳板捆绑牢固。

2.2 根据炉壳板变型实际情况画出需挖补区域的切割线，采用气焊切割掉后用160吨汽车吊焊吊耳吊出，对切割部位开设单面坡口，坡口角度15°，在压好的挖补料上根据实际尺寸切割好待装的炉壳板，并周边也切割单面坡口，为了保证焊接要求，新装的挖补板与原炉壳板之间留10mm间隙，底部加设垫板(见下图)，垫板厚度-3mm，宽度30mm,以此保障焊缝焊透。

3.挖补板装配合格后采用50*50角钢搭设架子，四周用彩条布围好，确保焊接质量，具体焊接与探伤要求与焊缝裂纹处理的技术要求相同。

四、施工进度计划

焊缝裂纹处理可根据热风炉平时每次停风时间逐一进行处理。两处挖补准备在4月份年修期间进行施工更换，每处需计划工期 3天，共计施工6天。另外一处安排在平时停炉期间进行更换，挖补用的两处检修平台在停炉前一次安装完毕。施工时各工序应紧凑组织，必须严格工艺纪律，以施工质量为主，合理安排施工进度，如进度与施工质量冲突时应与业主协商保证质量。

五、安全生产措施

1、工作地点处于40多米高空要搭建牢固的工作平台，防止施工人员坠落。

2、参加施工的人员要熟知本工种的安全技术操作规程，在操作中严格执行。应坚守工作岗位，严禁违章作业。

3、起重工、焊工、电工等必须持证上岗。

4、高空作业必须使用安全带，上下交叉作业必须采取防护措施，设置安全网防护。

5、安全员和施工技术人员负责现场安全检查，发现问题及时处理和整改。

6、手持电动工具的电源线、插头、插座应完好。工具的外绝缘应完好维修、角向磨光机要有防护罩，必须按规定穿戴和配备好相应的防护用品。

7、高空作业区域必须设置禁区并设置围栏禁止行人、闲人通行闯入。

8、此工作处于高空，高煤气区域，操作时必须佩戴煤气报警仪，提前办理好气体防护工作申请及动火申请。

京唐检修分公司

第二篇：热风炉和高炉技术个人工作总结

一、加强学习，不断提高自身业务水平

现代社会知识日新月异，高新技术层出不穷，作为电气行业，随着半导体和微电子技术的发展，电气设备的自动化程度越来越高，因此对电气工作人员的要求也越来越高。因此我报名参加了“莱钢冶金自动化控制新技术充电班”培训学习，学习了交、直流传动、wincc、网络通信等电气专业新技术，极大地提高了自身的业务水平。

二、积极进行各种技术改造与创新

针对实际工作中遇到的各种问题，我积极思考解决的办法，发现设备上存在的隐患及缺陷，我积极思考，提出对设备进行改造，通过一系列的改造措施，极大地降低了设备的故障率，保证了设备的正常稳定运行。其中几个主要的改造措施如下：

1、热风炉操作系统改造

热风炉操作系统原设计包括三种控制方式：半自动方式、操作台方式、机旁操作方式。其中操作台方式在日常中作中反映出了一些问题，主要包括以下几个方面：操作不方便，故障率高，维修人员维修量大，和半自动方式相比，操作台方式不直观、不方便。鉴于以上问题，同时通过与岗位人员协商讨论，决定去掉操作台操作方式，将操作台拆除，保留半自动方式和机旁方式，而像倒流休风阀等没有半自动方式的阀门重新设计，增加半自动操作方式。利用6#炉大修期间，将逐步完成此次改造，改造方案如下：与自动化部联系，增加一个新的plc柜，将倒流休风阀等阀门的半自动操作放在此新的plc柜内，同时自动化部要编制新的程序，制作新的监控画面；

冷风放风阀的电源改为eps电源，电源由eps柜内引入，这样即使在市电停电时，岗位人员仍能操作冷风放风阀，减少了停电对高炉造成的损失。将预热器系统的电动蝶阀的控制移到plc柜内，增加控制程序和监控画面，将开关控制信号和到位信号都通过继电器引入到plc内。将热风炉各阀门的操作台控制方式取消，配合自动化部将原操作台的选择开关移到plc中，有电脑进行操作，包括选择半自动、机旁操作方式开关、解除煤气阀连锁开关等，同时对原线路对照图纸进行修改。

2、1080m3高炉重要电气设备加避雷器

炼铁厂银前两座1080高炉位于山区环绕之中，受气候影响，夏季雷雨较多，因其地势较高，易引起雷击，将直接影响电气设备的运行。选用新型soule系列pu40400型避雷器，该避雷器具有元件少、效果可靠、便于安装等优点。当发生雷击过电压和雷电侵入波时，在电气线路及控制开关点上产生一个很强烈的电压，此时接在线路避雷器上的电压达到一定数值时，避雷器的阀片被击穿而放电，此时避雷器的电阻值变得很小，使雷电流对地放电，将雷电流泄放掉，当雷电压消失后，在灭弧电压下，其阻值又增大，恢复到平时运行状态。

通过安装避雷器，在生产中取得良好效果，今年春夏季节雷雨较往年增多，但未发生过一起因雷击损害电气设备的事故，有效地保护了高炉的电气设备，保证了高炉的稳产顺行。

第三篇：我国高炉热风炉新技术应用及展望

我国高炉热风炉新技术应用的回顾与展望

近20年以来，随着我国经济的高速发展，高炉炼铁技术进步非常之快，高炉热风炉大型化、多样化、高效化，大大缩小了我们与世界先进水平的差距，一大批炼铁及相关科技工作者开发出了一系列世界水平的具有自主知识产权的领先技术，填补国内外热风炉技术的空白，引起世人关注。主要表现在：霍戈文高风温热风炉的引进、大型外燃式热风炉或大型外燃式热风炉加辅助小热风炉的组合、顶燃式热风炉（俄卡鲁金顶燃式的引进、球式顶燃式、逆旋流顶燃式的开发）、大型外燃式热风炉自身预热式在大型高炉上的成功应用、高炉热风炉烟气余热预热助燃空气和煤气技术及其附加加热换热技术组合等等。所有这些，都取得了高风温的实效。热风炉设计的系统优化，自主设计、制造不同类型的高炉热风炉，各交叉口采用的组合砖都能自主设计、制造和砌筑。高炉热风炉烘炉技术、凉炉与保温技术,耐火材料和耐火涂料的研发大大推动了热风炉的技术成熟与发展。

在高炉热风炉的理论研究方面也取得了骄人的业绩。例如，计算机技术的应用，数值模拟仿真技术开发，高效燃烧器及冷态、热态实验，冷风与烟气分配技术也有我国自己的专利，高炉热风炉燃烧、流动与传热三大理论与实验研究。实现高风温的主要技术路线有:利用低热值煤气获得高风温的工艺方法;热工设备的组合;工艺技术材料优化与创新;国内也有人提出了1400℃超高风温的设想。

2005年我国重点大中型钢铁企业高炉平均风温1084℃，虽有较大提高，但比国际先进水平低100~150℃。同时，高炉煤气放散率仍有9.51%。这不仅浪费了大量的二次能源，而且严重污染了大气环境。随着炼铁燃料消耗所占炼铁制造成本翻番地增长，高风温对于富氧喷煤强化炼铁，推动炼铁技术进步、降低成本和增加经济效益显得越来越重要。

高温空气燃烧技术的应用

利用低热值煤气获得高风温的工艺方法主要有：（1）高炉煤气富化法；（2）金属换热器法；（3）自身预热法；（4）富氧助燃法；（5）掺入热风法；（6）辅助热风炉法等等。其中最具典型意义的两种：金属换热器法和热风炉自身预热法基本上代表了当今高温空气燃烧技术在利用低热值煤气获得高风温方面的发展新趋势。高温空气燃烧技术在国内的兴起

高温空气燃烧技术（High Temperature Air Combustion-HTAC）是20世纪90年代开发成功的一项燃料燃烧领域中的新技术。HTAC包括两项基本技术手段：一是燃烧产物显热最大限度回收（或称极限回收）；二是燃料在低氧气氛下燃烧。燃料在高温下和低氧空气中燃烧，燃烧和体系内的热工条件与传统的（空气为常温或低于600℃以下，含氧不小于21%）燃烧过程有明显区别。这项技术将对世界各国以燃烧为基础的能源转换技术带来变革性的发展。

1999年10月在北京中国科技会堂召开的高温空气燃烧技术（HTAC）技术研讨会上开始了第一次与世界各地开展此项技术的交流。很快诸如北京神雾、北京北岛能源技术开发公司、北科大赛能杰、山东博大等推出一系列蓄热式热回收技术，应用于工业化生产。就高炉热风炉而言，热风炉自身预热法和热风炉附加加热换热系统都属于高温空气燃烧技术在高炉热风炉上的应用。

附加加热换热系统—金属换热器法应用良好

德国迪林根（Dilingen）罗尔5号高炉（2220m3）采用附加加热换热系统（Additional Preheating Heat-exchange System）。

在罗尔5号高炉采用的附加加热换热系统中，建有两台金属换热器、1座燃烧炉，利用循环的废气可将助燃空气预热到500℃，同时把煤气预热到250℃，用单一的低热值（3000kJ/m3）高炉煤气可把风温提高到1285℃。

这种金属换热器法是一种热工设备的组合，具有较高的灵活性，独立于热风炉而存在，可以根据高炉状态的变化灵活地调节空气和煤气的预热温度，从而提高或降低热风温度，减少或增加预热空气和煤气量。实用新型专利“带有附加燃烧炉的热风炉预热装置”（专利号ZL96225818.0）在鞍钢11号高炉（2580m3），邯钢1#、3#、6#，山西临汾、太钢3#、4#，山东淄博、青钢3#、4#、临沂，宝钢梅山2#（1280m3），辽宁北台等厂的高炉都先后应用此工艺技术，效果显著。

高炉热风炉自身预热法发展成熟

高炉热风炉自身预热法（self-preheatingprocess）是我国首创。到目前为止，还没有检索到国外的有关文献。该工艺方法于1966年7月在我国山东济南铁厂3号高炉（100m3）由吕鲁平首先采用，并获得国家发明专利。发明至今，已走过整整40年不平凡的历程。大体上可划分为三个阶段：（1）发明、原始创新阶段；（2）理论探索、改进阶段；（3）工艺改进、大高炉应用阶段。这期间不少炼铁、热工科技人员进行了大量研究。

鞍钢先后在3座2580m3高炉上，10号（1994年）、7号（2002年）和将来的新4号（2006年）都应用这种具有自主知识产权的热风炉自身预热工艺技术。随着这一技术的发展与应用，相应的理论探索也取得了重要进展。通过计算机数值模拟，验证了这一技术独特的优越性和耐火材料的合理性。

辅助热风炉法发展方兴未艾

用两座辅助小型热风炉，燃烧过剩的高炉煤气，交替预热大热风炉的助燃空气，经调温后供大热风炉燃烧用。大幅度提高助燃空气物理热，实现1200℃以上高风温。此工艺技术可节省大量的高热值煤气，多利用高炉煤气，经济效益显著。鞍钢新建的两座3200m3高炉采用这种辅助热风炉法。德国和日本某些高炉也曾用蓄热式热风炉来预热助燃空气。

这几种工艺技术在理论上具有如下特点：

（1）破除了低温余热回收传统观念，大幅度地提高燃烧介质预热温度。虽然在系统中增加了一定的能量和投资，但综合分析总能耗和效益的关系，产出远远大于投入。

（2）以利用劣质燃料为基本点，经工艺转化后以低价值的高炉煤气获取高价值的高温热量。节省昂贵的高热值煤气供给更急需的部门，达到能源合理配置，创造更大的经济效益和社会效益，是真正的“资源节约型”工艺技术。

（3）燃烧介质预热后带入的物理热比同样数量的化学热更有用。这是因为燃烧介质预热后烟气温度下降，热效率提高，或者烟气带走的热量与不预热时相同，回收的热量更有价值。

热风炉的大型化、多样化、高效化

顶燃式热风炉的跨越式发展

近10年来，顶燃式热风炉在我国的广泛应用突飞猛进，一方面，在总结过去经验的基础上，自主研制开发出了多种多样的结构形式，大胆应用；另一方面，引进国外先进技术，都取得了可喜的结果。顶燃式热风炉具有诸多优点被人认同。

80年代初，我国首钢新2#高炉（1327m3）4座顶燃式热风炉的工业应用，在国内引起不小的震动。邯钢、石家庄高炉十几座顶燃式热风炉，湖南冷水江3号高炉有1座新型顶燃式热风炉。个别小厂也有采用顶燃式热风炉。后来的球式热风炉把顶燃式推进了一大步，国内一些钢铁厂看准了它的潜质，纷纷采用并自主研究开发。目前球式热风炉已成功地应用在1327m3级的高炉上。现在，多种多样的顶燃式热风炉在我国得到了广泛采用。

1）卡鲁金顶燃式热风炉迅猛发展这种结构的热风炉已在俄罗斯和乌克兰冶金工厂的1386～3200m3的高炉上建造使用。俄罗斯卡鲁金（Kalugin）顶燃式热风炉在我国迅速得以应用。例如，莱钢750m3、1880m3，济钢3座1750m3，淮钢两座450m3，青钢两座500m3，迁安连城两座480m3，国丰两座1800m3，首秦1160m3、2200m3，天钢3200m3，湘钢2200m3，安钢2800m3，唐钢3200m3和重钢高炉热风炉都采用此结构形式的热风炉。鞍钢2580m3和首钢曹妃甸5500m3高炉热风炉拟采用俄罗斯卡鲁金顶燃式热风炉。

2）球式热风炉的普遍应用球式热风炉也可划为顶燃式热风炉的一种，球式热风炉的体积小，结构简单，材料用量大大少于内燃式热风炉，从而大大节省了投资。在河北新丰、广西柳钢、江苏兴澄和四川威远等许许多多中小高炉得到很好的应用。目前球炉已成功地应用在1327m3级的高炉上。

3）其他顶燃式热风炉的崛起在国内，武汉宏图、承德鸿博、中冶全泰、新兴铸管等也开发出了具有自主知识产权的旋流、旋切流顶燃式热风炉，得到了很好的应用。

达涅利霍戈文高风温长寿热风炉的应用

达涅利霍戈文（Hoogovens）热风炉集多项科学技术研究成果与一身，自1969年问世以来，迄今为止已在十几个国家的几十座高炉推广应用。该热风炉具有结构合理、投资省、占地少、热效率高、风温高、寿命长等优点。

国内20世纪70年代开始研究开发，称之为高温改造内燃式。限于当时的技术水平和耐火材料的成本，没有很好地解决燃烧器、隔墙和送风系统等问题而“搁浅”。当时进行的1300℃高风温试验也是短期的，付出的代价是昂贵的。刮了一阵“高温改造内燃式”风之后，不得不重新考虑引进真正的“霍戈文高温长寿热风炉”。

武钢4号2200m3（2001年）、5号3200m3（1991年）、6号3200m3、7号3200m3，鞍钢11号2580m3（2001年）、鞍钢新1号3200m3（2001年）、唐钢2560m3（1998年）、2000m3、首钢1726m3、太钢1200m3、攀钢1260m3（1996年）和上钢一厂2500m3（1999年）、邯钢新建两座3200m3（2006年）等高炉均采用此种结构形式热风炉。平均风温达到1150～1200℃。

大型外燃式热风炉稳定运行

外燃式热风炉是内燃式热风炉的进化与发展。本钢5号高炉热风炉为地得式。鞍钢6号高炉热风炉（AW-Ⅰ），实际为通常所说的马琴——派根司特（MartinandPagenstecher）外燃式，鞍钢7号（AW-Ⅱ）、10号高炉、宝钢所有热风炉都是新日铁式（NSC：NipponSteelCorporation）外燃式。

值得一提的是，鞍钢6号高炉（1050m3）热风炉（AW-Ⅰ）1976年投产，是我国第一座外燃式热风炉，虽然经过几次凉炉、再生产和更换燃烧器、格子砖，但确切地讲，双拱顶及连接管，大墙与炉壳，至今已工作整整30年，可谓是我国的长寿热风炉。后来不久，鞍钢自主研究开发的7号高炉（2580m3）热风炉（AW-Ⅱ）参照新日铁外燃式也的确早于宝钢，也一直沿用至今。20世纪80年代初，宝钢引进了真正的新日铁外燃式。虽然应用了大量的高热值煤气等不利因素，但确实长时间地实现了1200℃以上的高风温和长寿，已引起国人的关注。鞍钢10号高炉（2580m3）、太钢4350m3、马钢两座3600m3等大型高炉热风炉都仍然采用新日铁式外燃热风炉。鞍钢鲅鱼圈新建4038m3高炉拟采用PW公司大型地得外燃式热风炉。

热风炉的烘炉、保温与凉炉技术

高炉和热风炉的烘炉技术

鞍钢6号高炉硅砖热风炉是我国第一座硅砖热风炉，当时采取的烘炉方式是成功的。后来国内陆续采用的硅砖热风炉的烘炉都取得了成功，探索出非常宝贵的操作和维护经验。由天津长冶热能设备有限公司研制开发成功的内燃式烘炉器是近10年来广泛采用的一种烘炉专用设备。用于高炉、热风炉、加热炉和其它工业炉窑的烘烤。该烘炉器使用油或燃气，烘炉时火焰不直接接触耐火砌体。经配风，调节温度后喷入炉窑，确保烘炉曲线的完整性。结合用户的需要，采用烘炉器烘炉已经取得了较好的经济效益和社会效益。通过与启动高炉鼓风机烘炉比较，该方法是既节约大量电费又获得高质量的好方法，近10年来，采用该方法为国内外各大钢铁公司烘烤（128～2500m3）高炉及热风炉已达百余座。

目前，各种不同类型的炉子，各种不同种类的耐火材料，各种不同类型的燃烧介质都能够很好地解决烘炉问题。硅砖热风炉的长周期保温技术

热风炉的保温，重点是硅砖热风炉的保温，是在高炉停炉或热风炉需要检修时。如何保持硅砖砌体温度不低于600℃，而废气温度又不高于400℃。根据停炉时间的长短与检修的部位和设备，可采用不同的保温方法。鞍钢首先采用的这种燃烧加保持炉顶温度、送风冷却、控制废气温度的作法称之为“燃烧加热、送风冷却”保温法。这种保温方法是硅砖热风炉保温的一项有效措施。不管高炉停炉时间多长，这种方法都是适用的。

鞍钢10号高炉（1994年）新旧高炉转换，停炉期间，对硅砖热风炉采用“燃烧加热/送风冷却”方法,保温138天，效果非常好。宝钢1号高炉热风炉也成功地进行了硅砖热风炉的长周期保温。

硅砖热风炉凉炉再生产技术

硅砖热风炉的凉炉：硅砖具有良好的高温性能和低温（600℃以下）的不稳定性。过去，硅砖热风炉一旦投入生产，就不能再降温到600℃以下，否则会因突然收缩，造成硅砖砌体的溃破和倒塌。经国内外大量的试验研究，硅砖热风炉的凉炉，大体上有两种方法：自然缓慢凉炉和快速凉炉。

砖热风炉用自然缓冷凉炉是成功的，但由于工期的关系，自然缓冷来不及，还要做快速凉炉的尝试。鞍钢1985年在6号高炉硅砖热风炉上进行了快速凉炉的试验，用14天将炉子成功地凉下来。并成功地反复再生产。快速凉炉是非常成功的，打破了“硅砖热风炉一命货”的论点，说明硅砖热风炉快速凉炉是可行的，预示了“硅砖热风炉跨代使用”的可能性和必然性。

关行业的进步起到了助推作用

冶金设备制造技术的进步

冶金设备制造技术的进步为热风炉技术的发展起到了关键性的助推作用。高温热风阀的引进、研发和推广应用解决了高风温热风炉阀门的寿命问题。各种不同类型的波纹膨胀器的应用，解决了热风管道膨胀问题。抗晶间应力腐蚀钢板的研制成功为高风温创造了有利条件。

耐火材料的大幅度进步

具有自主知识产权的各种不同类型、不同材质的耐火材料给热风炉按不同温度区间选择不同材质的耐火材料提供了广泛的选择空间和可靠保证。

各种不同类型结构形式的热风炉高温区采用的硅砖和低蠕变高铝砖，重要部位所需的堇青石、莫来石砖，各交叉口采用的组合砖都能自主设计、制造和砌筑，并达到一个相当高的水平。

耐火砌体涂覆高辐射材料

最近，济南慧敏科技开发的新型高辐射材料——微纳米高温远红外节能涂料在各种工业炉窑上广泛应。该高辐射新材料工作温度：300～1810℃；适合燃气、煤、油、电等各种燃料种类，可缩短升温时间；降低排烟温度；提高炉温及炉温均匀度，燃料燃烧充分；提高热效率，提高工效5%～15%；保护炉衬，延长炉窑使用寿命；节能5%～20%。可用于锅炉、工业电炉、均热炉、陶瓷窑炉、石油化工行业的加热炉、裂解炉、冶金热风炉、球团竖炉、轧钢加热炉等各种工业炉窑的节能。

这种远红外涂料具有节能作用自20世纪50年代就被专家确定；70年代国外有产品面世；80年代国内有产品面世；半个世纪没有得到全面推广，其原因是施工工艺没有得到良好解决。该材料发射率0.91～0.93；耐火度大于1800℃；附着力2级以上；抗热振性1200℃；室温10次以上无脱落；粒度25～780nm。该项新材料自发明问世以来，迅速在各种炉窑上应用，如济钢、莱钢、邯钢、青钢、长治、鞍钢。经检验部门检测及用户使用，该产品粘接力强，高温使用不易开裂、脱落，使用寿命长，主要技术指标达到了国际先进水平。

基础理论与应用研究起到了支撑作用

2005年9月“高风温长寿热风炉研讨会”在秦皇岛召开，知名教授、博士以及从事热风炉研究和操作的专家学者聚集一堂，一致认为，提高我国风温水平是使我国由炼铁大国向强国转变的重要标志之一。并提出热风炉的设计和操作应首先把1250℃的风温作为近期目标，把1400℃的风温作为我们进入强国的研究目标。目前，一大批科研人员长期不懈的努力，解决了众多不同层面的技术关键和研究开发出了具有国际先进水平和实用价值的新工艺、新技术、新材料，都取得了显著的经济效益。

热风炉传热过程数学模型的发展

在我国，对热风炉蓄热室传热模型的研究与应用方兴未艾。一些文献从不同侧面对热风炉操作与控制进行了积极探索，其中，有些模型已应用于实践。张宗诚、苏辉煌应用热风炉不稳定态传热的数学模型较准确地计算出了热风炉内格子砖和气体沿着高度方向随时间变化的温度分布。从而为预测热风温度、废气温度、送风时间和热效率，以及分析各种不同操作制度下的热工特征和选择最佳的设计与操作制度提供了可靠的手段。张建来根据热平衡方程及若干经验公式建立了热风炉热量控制燃烧数学模型，其要点是以热量控制热风炉的燃烧，根据下一周期的加热风量、风温来确定所需要的煤气化学热，以达到最佳燃烧。数学模型的建立为计算机有效控制燃烧提供了基础模型。根据不同的送风模型进行送风调节，获得了满意的结果。此外，热风炉换炉的自动控制系统、自寻最优化控制都是建立在不同的数学模型基础上的。宝钢高炉热风炉数学模型应用20年的实践证明，用数学模型控制热风炉燃烧及有关操作制度，选择合理的热工参数，及时调整控制变量，可以达到节约能源、提高风温的效果。由此可见，可靠的数学模型对于热风炉的自动化操作和节能增效是十分有益的。燃烧器冷态、热态模型实验研究

热风炉由于空气预热温度较高，使陶瓷燃烧器工作条件恶化，且易产生脉动燃烧。为解决这个问题鞍山钢铁学院的教授们与现场结合专门进行了陶瓷燃烧器的冷态、热态试验。在热态模型上测量了不同燃烧能力、不同空气预热温度时燃烧室内温度分布、废气成分、火焰长度及燃烧稳定性等。为开发能适应热风炉不同工况下陶瓷燃烧器提供了依据并找到了解决燃烧振动的方法。并利用这一热态模型为上钢一厂、昆钢等做了专项试验研究，取得成功。

烟气和冷风均配技术

气流在热风炉内的行为，早已引起人们的注意。20世纪70年代初，前苏联与前联邦德国分别对此做了模拟试验研究。近年来，我国也做了大量工作，并已着手采取措施改善气流在蓄热室内的分布。20世纪80年代，武汉冶金建筑研究所研制成功“热风炉冷风均匀配气装置”。它是由气流整流器和数个阻流导向板组成。气流整流器安装在冷风入口的内侧，其作用是整流和均匀分流，阻流导向板安装在蓖子下空间，通过阻挡和导向破坏涡流，均匀分布气流。这一技术已成功地应用于攀钢3号高炉和鞍钢9号高炉，收到了良好效果。

北京科技大学、包头钢铁学院的许多研究人员采用计算机模拟的方法也成功地解析了热风炉气流分布不均的实际状况，并提出了解决问题的方法，得以应用。生态热风炉与绿色热风炉的建设

在利用冶金工厂产生的二次能源，大力推动循环经济的同时，努力建设“资源节约型、环境友好型”社会。在控制温室气体排放方面，热风炉还有大量工作要做[7。生态热风炉与绿色热风炉的主要特征为：（1）使用低热值煤气作为主要燃料，经工艺转化后以低价值的高炉煤气获取高价值的高温热量。减少煤气的放散量，节省昂贵的高热值煤气供给更急需的部门，达到能源合理配置，创造更大的经济效益和社会效益，真正做到“资源节约型”工序；（2）实现系统优化、合理燃烧；（3）烟气余热尽最大努力回收利用，如首先采用金属换热器预热煤气和助燃空气；其次，还是这部分烟气供煤粉车间作为干燥、惰化气；再次，供解冻库作为热气源用等；（4）开发减排温室气体总量的有效措施和相关技术。

结语

随着高炉炼铁技术的快速发展，高炉热风炉的选择范围越来越大。大型化、多样化、高效化，大大缩小了我们与世界先进水平的差距。一大批炼铁及相关专业科技工作者开发出了一系列世界水平的具有自主知识产权的领先技术，填补了国内外热风炉技术的空白，引起世人关注。1200℃高风温热风炉技术的进步与发展，是20多年来广大高炉热风炉工作者不懈努力的结果。霍戈文高风温热风炉的引进、大型外燃式热风炉（地得式、新日铁式）或大型外燃式热风炉加辅助小热风炉的组合、顶燃式热风炉（俄卡鲁金顶燃式的引进、球式顶燃式、旋流、旋切顶燃式的开发）、大型外燃式热风炉自身预热式在大型高炉上的成功应用、高炉热风炉烟气余热预热助燃空气和煤气技术及其附加加热换热技术组合等都取得了高风温的实效。

第四篇：热风炉维修施工方案

加工厂燃烧炉维修施工技术方案

（一）工程名称： 国投罗钾加工厂热风炉检修工程

（二）工程概况：、四个热风炉基本相似，一次燃烧室前拱损坏

。风口部 份拆除重新砌筑，情况严重的可全部拆除重砌。二次燃烧室右上角裂缝，一次升降室和二次升降室隔墙及顶部均有不同程度开裂，个别地方较严重，（三）工程地点；若羌县罗布泊镇

（四）工程特点

一次燃烧室前拱损坏较严重无法进行修复，必须全部拆除重新砌筑。出风口、四个热风炉基本相似，为了减少费用可采用部份拆除，重新砌筑，情况严重的可全部拆除重砌。

二次燃烧室右上角裂缝，因拆除有一定难度可采用耐火塑料捣打填充修补。

一次升降室和二次升降室隔墙及顶部均有不同程度开裂，个别地方较严重，但不宜拆除，均采用可塑耐火料捣打填充修补。

炉窑部分，采用耐火材料及保温材料进行砌筑。砌筑质量的好坏，直接影响到企业经济效益的好坏。因此施工中采用先进的施工方法和完善的检测手段、严格控制每道工序的施工质量，保证工程质量。（.五）、施工准备工作：

1、所要筑炉的设备的安装、工序都要完工并验收合格，要和建设单位办交接手续，2、要和电气专业和各环节操作工做好协调工作。

.3、由架子工搭设筑炉施工脚手架，并做好脚手架的全检查工作。

4、要求每到一批耐火材料必需具有产品质量证书或出厂合格证，检查其

规格、尺寸、性能等技术指标要符合设计文体的规定。

5、施工前耐火材料从仓库运至现场分类堆放，并做好防雨、防潮措施。

6、清除须筑炉的设备内外的灰尘及积灰等，.（六）； 砌筑前的准备工作

1、挑选耐火砖，环砌时，以选砖的长度为主。

2、材料及工机具准备

a、干砌用接缝钢板，厚度为1.0—1.2毫米，要求不卷边，不扭曲。无

毛刺、平整，每块板宽应小于砖约10毫米，数量按设计要求。

b、厚度为3毫米纸板，数量与砌砖数量相同。

c、固定用窑撑、方木、木楔、木槌、大锤、跳板、灰浆槽、切砖机架杆等到。

d、撑模的加工制作、在砌筑拱型炉墙必须根据图纸要求用金属材料加工成拱模，以备砌筑用。E、人员组织；

砌筑工4名；小工6名；泥浆工4名

（七）、砌筑

1、耐火砖砌筑

.a、砖层间、内外层间、砖与筒壁间部位应使用耐火泥。每块砖砌好后都立即用木槌敲 打，挤出多余的泥浆，控制砖缝为2~3毫米。敲打时要轻，避免挤坏内层隔热砖。

b、砖缝要匀、直，上下砖和内外层之间要相错缝，工作面力求平整，在火泥完全硬化前，应刮去多的火泥。

c、在设计中预留的膨缝，应予以保证。

d、在砌筑中凡需加工的耐火砖，应使用切砖机加工规整。

e、拱型墙在砌筑前须先将预先加工好的胎膜按图纸要求支好，再用规定的异型砖砌筑。

2、高铝砖、粘土砖和耐碱砖隔热砖的砌筑

a、在砖与砖之间、砖与窑体外壳之间充分填充2毫米厚的火泥进行砌筑。

b、砌筑用的耐火泥的化学成份，应与所砌筑的耐火砖化学成份相适应，调制泥浆时要称量准确，搅拌均匀，不得在调好的泥浆内任意加水及胶结剂。

C、湿砌时炉窑各部位砖缝的允许厚度

纵向缝 ≤2毫米

横向缝 ≤3毫米

（八）、修补浇注

1、浇注面积不应太大，一般为1.5-2平方，大于2平方应分块浇注,并留一道膨胀缝。

2、在浇注前一定要将所要修补的面清理干净、在浇注时，为保证浇注致密均匀，避免出现死角，应采用机械振捣，在拆模时，要认真检查，如有严重缺损，必须采取补救措施

3、膨胀缝留设

图纸中注明的膨胀缝，要按图纸规定留设，图纸无要求者，执行规范要求规定。

（九）、砌筑施工的检查

1、工程质量检查应在施工过程中按规程随时进行，发现不合格现象必需

随时纠正，严重的要返工。

2、查砖缝厚度用塞尺，塞尺宽15毫米、长100毫米。厚度分别为1、1.5、2、3毫米四种。塞尺插入深度≤20毫米者为合格。每50平方米砌体表面，任意检查10处。比规定深度大50℅以内的砖缝，在一类、二类砌体中不超过四处，在三类、四类砌体中不超过五处，在一类、二类砌体中不超过两处，在三类、四类砌体中不超过三者为优良。

3、检查水平度用L=500水平尺，检查垂直度用0、5公斤线坠，检查斜度用万能尺，选砖检查用钢板尺和角尺。

4、检查表面平整度用L=2000毫米木靠尺。

5、浇注料内衬每20立方米工程量留设试块一组，检查其强度等主要性能。

6、凡被复盖的隐蔽性工程，应在隐蔽性工程验收后方可进入下一道工序。应填写隐蔽工程验收单，并经甲方签证认可。

7、分部分项工程完工后，应进行中间交工验收，检查项目如下；

a、砌体的外形尺寸、衬厚和中心线

b、材料使用情况

c、膨胀缝、砖缝、水平度和垂、表面平整度

d、工艺设施及孔洞

e、外观检查

分部分项工程检查后，应填写分项工程交工验收单，至经甲方签证认可。

（十）安全及文明施工

1、脚手架搭设完经安全检查后方可使用。

2、高空作业必须带安全带、安全帽。严禁穿拖鞋上班。

3、做好夏季施工的防暑降温工作，严格确保炉内空气畅通。

4、工程施工完工后,在清理完现场的施工垃圾，并按甲方的要求堆放。

（十一）施工进度计划及工期保证措施

1、本工程根据甲方要求工期，工期天数为40天。

我公司可根据自己实际工作效率及能力，进度计划作如下安排：

人员设备就位1天，现场及材料准备4天，胎膜加工制作4天。拆除清理8天；砌筑16天、现场清理验收2天、共计35天。

第五篇：济钢高炉热风炉应用高辐射覆层技术

2011年全国炼铁低碳技术研讨会论文集

高辐射覆层技术在济钢2#、3#1750m3高炉热风炉应用效果研究

高贤成1，李丙来1，王连杰1，周惠敏2, 田凤军2, 孙传胜2，翟延飞

2（1.山东钢铁济钢集团有限公司 山东济南 25010

12.山东慧敏科技开发有限公司 山东济南 250100）

摘要：济钢炼铁厂于2005年建造的2#、3#1750m3高炉热风炉上使用了山东慧敏科技开发有限公司自主研发的高辐射覆层技术。为研究高辐射覆层的长期应用效果，投产后，我们对热风炉的运行数据进行了跟踪。本文对4年来3#高炉3座热风炉（有覆层）与1#高炉3座热风炉（无覆层）的热风温度，和5年来2#高炉2#热风炉（有覆层）与2#高炉1#热风炉（无覆层）的过渡区格子砖温度进行了对比，对其效益进行了分析研究。

关键词：高炉热风炉，高辐射覆层技术，“杰能王”纳微米高辐射覆层

1.概述

由山东慧敏科技开发有限公司研究开发，并在济钢2#、3#1750m3高炉热风炉进行应用效果研究的纳微米高辐射覆层技术是通过界面处理和粉体超细化技术，将高发射率材料涂覆在物体表面，形成厚度约0.3mm的均匀覆层，使物体表面具有很强的热辐射吸收和辐射能力，辐射传热效率提高的新型节能技术。高辐射覆层通过强化辐射换热，提高物体表面温度，增加物体内外温度梯度，使物体升温期吸热速度和吸热量增加，降温期放热速度和放热量也增加。在蓄热体上应用高辐射覆层是一项高效蓄热技术，是在高炉热风炉格子砖表面涂覆 “杰能王”纳微米高温红外节能涂料，使格子砖表面具有更强的吸收和辐射热量的能力，大大提高格子砖的热交换效率，从而使热风炉的工作效率提高，达到提高风温的目的。

济钢集团公司炼铁厂于2005年建造的2#、3#1750m3高炉热风炉上采用了高辐射覆层技术。2#高炉2#热风炉蓄热室上部30层硅质格子砖及拱顶和3#高炉3座热风炉蓄热室上部30层硅质格子砖上使用“杰能王”纳微米高温红外节能涂料。为研究高辐射覆层的长期应用效果，我们对热风炉的运行数据进行了跟踪。2 高辐射覆层技术应用效果研究

2.1 2#1750m3高炉热风炉应用效果研究

比较格子砖表面温度是研究高辐射覆层技术应用效果的一种方式。通过对比位于1#和2#热风炉高度17.62米处同平面等弧3点测试的过渡区格子砖表面温度，比较有覆层格子砖与无覆层格子砖的表面蓄放热量情况。图

1、图2分别是1#、2#热风炉投产一个月时过渡区格子砖的温度曲线图。

无覆层的热风炉格子砖温度曲线起伏小，吞吐热量少

图12005年1#热风炉过渡区格子砖温度图

图1中1#热风炉过渡区格子砖（无覆层）的温度在加热阶段升温缓慢，曲线斜率小,升温幅度小。说明

吸热速度慢，蓄热量小。图2中2#热风炉过渡区格子砖的温度在加热阶段升温

快，曲线斜率大，升温幅度大。说明吸热速度快，蓄热量大。

有覆层的热风炉格子砖温度曲线起伏大，吞吐热量多

图22005年2#热风炉过渡区格子砖温度图

图

1、图2中2005年1#和2#热风炉格子砖的温度统计数据见表1。

1#热风炉过渡区格子砖（无覆层）燃烧期终点温度为947.33℃，2#热风炉过渡区格子砖（有覆层）燃烧期终点温度为998.87℃，采用高辐射覆层后，2#热风炉过渡区格子砖的终点温度提高了51.54℃。1#热风炉过渡区格子砖（无覆层）的温差平均值为137.08℃，2#热风炉过渡区格子砖（有覆层）的温差平均值为223.75℃，采用高辐射覆层后，2#热风炉过渡区格子砖（无覆层）温差增大了86.67℃。

表12005年1、2热风炉格子砖温度

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够吸收更多的能量，从而达到较高的终点温度，送风期能够释放更多的能量，传递更多的能量给冷风。格子砖的温差增大也证明了格子砖吸收热量增多，释放的热量也增大，提高了热风炉的工作效率和热效率。

投产3年后（2008年），1#、2#热风炉的过渡区格子砖温度曲线见图

3、图4；投产4年后（2009年），1#、2#热风炉的过渡区格子砖温度曲线见图

5、图6；投产5年后（2010年），1#、2#热风炉的过渡区格子砖温度曲线见图

7、图8；投产6年后（2011年），1#、2#热风炉的过渡区格子砖温度曲线见图

9、图10。

图32008年9月20日1#热风炉图42008年9月20日2#热风炉

图52009年4月26日1#热风炉图62009年4月26日年2#热风炉

图72010年2月21日1#热风炉图82010年2月21日2#热风炉

图92011年1月17日1#热风炉图102011年1月17日2#热风炉

从图中可以看出，2#热风炉格子砖（有覆层）温度比1#热风炉格子砖（无覆层）温度高，并且在燃烧期，升温快，顶点温度高，蓄热量高；送风期，降温快，放热量高。

图

3、图4中2008年1#和2#热风炉格子砖的温度统计数据见表2。

由图5、6可以看出，在燃烧期，2#热风炉升温速度快，平均温度（895.64℃）比1#热风炉的平均温度（821.29℃）高74.35℃。在统计周期内，2#热风炉烧炉终点温度平均值与送风结束时的最低温度平均值的温差值远高于1#热风炉，可达147.7℃。2#热风炉送风结束时的温度低，燃烧终点温度高，温度振幅大的特征，说明覆层使格子砖热量交换效率大幅提高。由于相同的时间内吞吐的热量大，可使送风温度高，而且平稳。这对高炉生产是非常有利的。

图

7、图8中2010年1#和2#热风炉格子砖温度统计数据见表4。

由图9、10可以看出，2#热风炉应用高辐射覆层技术6年后，比未使用此

技术的1#热风炉的温度曲线起伏大，吞吐的热量多，高辐射覆层具有长期有效性。

2#1750m3高炉在应用5年后（2010年），燃烧期过渡区格子砖终点温度与2005年的温度数值比较如表5所示。

表2投产3年后（2008年）1#、2#热风炉格子砖温度

图

5、图6中2009年1和2热风炉格子砖的温度统计数据见表3。

表3投产4年后（2009年）1#、2#热风炉格子砖温度

高辐射覆层技术的1#热风炉；1#热风炉格子砖的烧炉终点温度降低了97.20℃，2#热风炉格子砖的烧炉终点温度仅降低了36.51℃，温差逐步增大。这证明HM-HRC高辐射覆层具有长效性，并且对格子砖具有良好的保护作用，延长格子砖的使用寿命。

表45年后（2010年）

1、2热风炉格子砖温度

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表52010年1、2热风炉格子砖烧炉终点温度与2005年对比

送风期，格子砖温度比1年前的温度数值略有降低。但相比较2#1750m3高炉1#热风炉的格子砖温度在燃烧期和送风期两个阶段数值进一步接近，说明1#热风炉蓄放热量的能力降低，而2#热风炉的蓄放热量的能力要好于1#热风炉。2#1750m3高炉在应用6年后（2011年），2#热风炉的蓄放热量的能力要好于1#热风炉。2.2 3#1750m3高炉热风炉应用效果研究

3#1750m3高炉3座热风炉与同一设计未使用覆层技术的1#1750m3高炉3座热风炉

平均风温比较。

使用1年后，比较3#高炉3座热风炉与同一设计的1#高炉3座热风炉平均风温。1#高炉热风炉混风前

送风温度平均值是1192.2℃，3#高炉热风炉混风前送风温度平均值是1221.3℃。3#高炉热风炉比1#高炉热风炉混前风温平均提高29.1℃。

使用2年后，1#高炉热风炉平均混前送风温度为1190℃；3#高炉热风炉平均混前送风温度为1215.3℃。3#高炉热风炉混前送风温度提高了25.3℃。

使用3年后，1#高炉热风炉混前送风温度平均为1200.7℃，3#高炉热风炉混前送风温度平均是1221.4℃，3#高炉热风炉比1#高炉热风炉混前风温平均提高20.7℃。

使用4年后，1#高炉热风炉混前送风温度平均是1201.5℃，3#高炉热风炉混前送风温度是1220.7℃。3#高炉热风炉比1#高炉热风炉混前送风温度平均高19.2℃。运行4年后，效果明显，炉体未发现不良影响。高炉热风炉应用高辐射覆层技术经济效益分析

3.1 3#高炉增产节焦效益

炼铁生产是一个复杂的系统工程，在同样的工况情况下，提高热风炉的热风温度可以提高炼铁产量降低焦比，也是增加喷煤的必要条件。热风炉风温每提高100℃，可节约焦炭20kg/吨铁，增产3%，增加喷煤量40kg/吨铁，减少1吨焦炭可减少排放2.4吨CO2。

济钢3#高炉和1#高炉在基本相同的工况下，3#高炉的热风炉上部30层格子砖和拱顶刷涂了“杰能王”涂料。4年后，3#高炉混前风温比1#高炉平均每年提高23.6℃。3#高炉的利用系数平均2.5，按年360生产日，年产157.5万吨铁，计算如下：提高风温23.6℃——可节约焦炭4.72kg/吨铁，增产0.708%，增加喷煤9.44kg/吨铁。（山东冶金焦炭：约为1600元/吨，喷吹煤：900~950元/吨，按每增产1吨铁利润200元计算，没有管理成本）3.1.1 年节约焦炭

每年减少焦炭消耗：4.72kg/吨铁×157.5万吨/年=7434吨/年 每年可节省资金：1600元/吨×7434吨=1189.44万元 3.1.2 年增产效益

每年增加产量：157.5万吨×0.708%=11151吨 每年可增产效益：200元/吨×11151吨=223.02万元 3.1.3 年喷煤效益

每年增加喷煤用量：9.44kg/吨铁×157.5万吨/年 =14868吨/年 增加喷煤代替焦炭的节省效益：(1600×0.8-925)元/吨×14868=527.81万元 3.1.4 年节能增产效益

三项效益合计：(1189.44万元+223.02万元+527.81万元)= 1940.27万元 3.2 3#高炉减少CO2排放量效益

减少1吨焦炭消耗可减少排放2.4吨CO2。每年减少CO2排放量：年节焦量×2.4=7434吨/年×2.4 =1.78万吨结论

（1）投产5年后，2#1750m3高炉2#热风炉（有覆层）比1#热风炉（无覆层）燃烧期过渡区格子砖终点温度提高112.23℃，格子砖温差增大了139.99℃，高辐射覆层有效提高了2#热风炉的工作效率和热效率，并有效保护了格子砖，延长了格子砖的使用寿命，证明了高辐射覆层技术的长期有效性。

（2）投产5年后，3#1750m3高炉热风炉效果稳定，混风前风温比1#1750m3仍提高19.2℃，同时生产中未见覆层对热风炉有不利影响，设备运行良好。

（3）3#1750m3高炉比1#1750m3综合年节焦增产经济效益1940.27万元，年节省焦炭7434吨/年，年CO2排放量减少1.78万吨。

综上所述，高辐射覆层技术降低了济钢高炉热风炉的煤气消耗，减少了CO

2的排放，致密的膜层可以提高基体的物理力学性能，对高炉热风炉无不利影响，是一种投资少、回收期短、无运行成本的可提高热风炉的热转换效率、又可延长蓄热体生命周期的新型原创性技术，效果长期有效，为济钢的节能降耗工作起到积极显著作用。