热风炉烘炉方法与流程

1.本发明涉及炼铁技术领域，尤其涉及一种热风炉烘炉方法。


背景技术：

2.热风炉是为高炉提供热风以助燃的设备，其工作原理简单来说就是通过燃烧煤气加热热风炉内部的格子砖，主风机过来的冷风通过这些高温格子砖被加热成为高温热风提供给高炉。新建、大修或长期停止使用的热风炉，投产之前必须进行烘炉，缓慢地去掉炉衬中的物理水和结晶水，以增加砌筑砖衬的固结强度，避免水汽逸出过快使砖衬产生爆裂或膨胀而损坏，其次缓慢加热炉体，为生产创造必要条件。
3.在烘炉过程中，烘炉烟气持续通过炉箅子支柱进入废气管中，最后排入烟囱。整个烘炉过程中，炉箅子支柱温度不能过高，否则就可能因烧坏炉箅子支柱导致炉箅子板及蓄热室的格子砖垮塌，发生整个蓄热室报废的恶性事故。由于热风炉的体积较大，烘炉烧嘴安装位置离格子砖表面的高度差较大，经常发生热风炉拱顶温度未达到目标温度时，炉箅子支柱温度已经过高，使热风炉烘炉无法达到预期效果，对热风炉的寿命造成严重影响。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种热风炉烘炉方法，解决热风炉烘炉过程中炉箅子支柱温度容易过高的问题，使热风炉烘炉达到预期效果。
5.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
6.提供一种热风炉烘炉方法，在热风炉和烟囱之间临时安装排气管道，所述排气管道内设置残氧仪和阀门，在烘炉过程中，通过调整空燃比及所述阀门的开度，使所述残氧仪检测到的烟气氧含量小于0.5％，使大气压力与炉内压力之间的差值维持在0～0.5千帕。
7.作为本发明的一种优选方案，在拱顶中设置第一热电偶，在蓄热室的格子砖中设置第二热电偶，在烘炉的升温阶段，当所述拱顶的温度达到700℃时，所述第二热电偶检测到的温度应小于400℃。
8.作为本发明的一种优选方案，在炉箅子支柱上设置第三热电偶，在烘炉的升温阶段，当所述拱顶的温度超过700℃后，若所述第三热电偶检测到的温度低于控制标准，将空燃比提高0.01～0.02，调整所述阀门的开度，使大气压力与炉内压力之间的差值为0～0.3千帕。
9.作为本发明的一种优选方案，在烘炉的恒温阶段，当所述拱顶的温度小于700℃时，调整所述阀门的开度，使大气压力与炉内压力之间的差值为0～0.3千帕。
10.作为本发明的一种优选方案，在烘炉的恒温阶段，当所述拱顶的温度等于700℃时，调整所述阀门的开度，使大气压力与炉内压力之间的差值为0～0.4千帕，调整空燃比，使所述残氧仪检测到的烟气氧含量小于0.3％。
11.作为本发明的一种优选方案，在所述拱顶的顶部设有第四热电偶，当所述第一热电偶检测到的温度达到1100～1200℃，且所述第一热电偶与所述第四热电偶之间的差值小
于等于20℃、所述第二热电偶检测到的温度大于等于700℃时达到停止烘炉的第一必要条件。
12.作为本发明的一种优选方案，所述热风炉中还设有第五热电偶，所述第五热电偶靠近所述炉箅子支柱设置，当所述第三热电偶和所述第五热电偶检测到的温度均在控制标准内，达到停止烘炉的第二必要条件，当且仅当所述第一必要条件与所述第二必要条件同时达成时，才能终止烘炉。
13.作为本发明的一种优选方案，所述第一热电偶为k型热电偶。
14.作为本发明的一种优选方案，所述蓄热室中设置有硅砖及高铝砖两种格子砖，所述硅砖设置在所述高铝砖上方，所述第二热电偶设置在所述硅砖与所述高铝砖的界面上。
15.作为本发明的一种优选方案，所述阀门为电动蝶阀。
16.本发明的有益效果：
17.本发明的热风炉烘炉方法通过设置残氧仪来监测空燃比，使烟气发生量保持在合适的范围内，不至于因产生过多烟气导致炉箅子支柱区域的温度过快上升，也避免烟气过少而无法达到烘炉目的。通过调节阀门使热风炉内的压力维持在微负压的状态，从而控制烟气通过炉箅子支柱区域的流速。因此，一方面对流经炉箅子支柱区域的烟气总量进行了控制，同时还对流经炉箅子支柱区域的烟气速度进行了控制，很好的解决了炉箅子支柱温度难以控制的问题，使热风炉烘炉达到预期效果。
附图说明
18.图1为本发明一实施例的热风炉烘炉的结构示意图。
19.图中：
20.1、排气管道；2、残氧仪；3、阀门；4、第一热电偶；5、第二热电偶；6、第三热电偶；7、第四热电偶；8、第五热电偶；100、热风炉；110、烧嘴；120、拱顶；130、蓄热室；140、炉箅子；150、炉箅子支柱；200、烟囱。
具体实施方式
21.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
22.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之“上”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之“下”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
23.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。
24.图1中的热风炉100包括烧嘴110、拱顶120、蓄热室130、炉箅子140和炉箅子支柱150，煤气和助燃空气通过烧嘴110注入热风炉100内部并燃烧，蓄热室130中堆放有用于换热的格子砖，格子砖堆放在炉箅子140上，炉箅子支柱150用于支撑炉箅子140。
25.在长达20～30天(甚至更长)的热风炉100烘炉过程中，必须控制炉箅子支柱150的
温度不能超过其控制标准温度，否则就可能因烧坏炉箅子支柱150导致炉箅子140及蓄热室130的格子砖垮塌，导致整个蓄热室130报废的恶性事故。在满足烘炉温度上升曲线的情况下，最核心的就是控制合适的烟气发生量与烟气通过炉箅子支柱150区域流速。
26.烟气发生量要满足拱顶120升温需要，否则拱顶120温度就达不到要求。发生烟气量的多少通过调节烧嘴110燃烧助燃空气与煤气实现，控制烟气流速是控制炉箅子支柱150温度的核心。若烟气在炉箅子支柱150区域内流速过大，会降低烘炉烟气热量提升拱顶120温度的速率，同时增加烘炉煤气和助燃空气消耗量，反过来造成烟气发生量增多，大量烟气通过炉箅子支柱150，使炉箅子支柱150的温度上升过快。若烟气量在炉箅子支柱150区域流速过小，烟气量长时间聚集在炉箅子支柱150区域，更容易造成炉箅子支柱150温度快速上升。
27.要控制炉箅子支柱150温度需要从烘炉周期及蓄热室130内格子砖温度上分析，必须在烘炉的前中期将烘炉烟气热量控制在拱顶120及蓄热室130中格子砖的上部，在烘炉后期热量才由上而下传递到蓄热室130下部，如果烘炉前中期不把烘炉烟气热量控制好，后期的炉箅子支柱150温度是不可控的，为此烘炉过程中必须在热风炉100内控制好一个微负压，避免热量过早传递到蓄热室130下部。为实现这一目的，一实施例的热风炉烘炉方法为，在热风炉100和烟囱200之间临时安装排气管道1，排气管道1内设置残氧仪2和阀门3，在烘炉过程中，通过调整空燃比及阀门3的开度，使残氧仪2检测到的烟气氧含量小于0.5％，使大气压力与炉内压力之间的差值维持在0～0.5千帕。
28.本实施例的热风炉烘炉方法通过设置残氧仪2来监测空燃比，使烟气发生量保持在合适的范围内，不至于因产生过多烟气导致炉箅子支柱150区域的温度过快上升，也避免烟气过少而无法达到烘炉目的。烟囱200中的负压较低，具有较强的抽吸作用，通过调节阀门3能够使热风炉100内的压力维持在微负压的状态，从而控制烟气通过炉箅子支柱150区域的流速。因此，一方面对流经炉箅子支柱150区域的烟气总量进行了控制，同时还对流经炉箅子支柱150区域的烟气速度进行了控制，很好的解决了炉箅子支柱150温度难以控制的问题，使烘炉达到预期效果。
29.进一步的，在拱顶120中设置第一热电偶4，第一热电偶4用于检测拱顶120的温度，在蓄热室130的格子砖中设置第二热电偶5，第二热电偶5用于检测蓄热室130的温度。在烘炉的升温阶段，当拱顶120的温度达到700℃时，第二热电偶5检测到的温度应小于400℃。由于热量会先传递到蓄热室130，再传递到炉箅子支柱150，蓄热室130中的温度能直接影响到炉箅子支柱150的温度，通过在蓄热室130中设置第二热电偶5并检测蓄热室130的温度，可以先一步进行调整，相当于能够提前预警，提供更多的操控空间，避免炉箅子支柱150的温度短时间突然上升而无法有效降低的情况发生，在保证烘炉曲线的前提下安全烘炉。烘炉曲线是指烘炉时必须遵守的升温速度、保温时间，以时间和温度来表示的图表。烘炉曲线是为了保证烘炉质量，在烘炉过程中有可以遵循的标准而制订的。烘炉时炉温上升速度应符合事先制订的烘炉曲线的规定，做到安全烘炉。
30.在本实施例中，蓄热室130中设置有硅砖及高铝砖两种格子砖，硅砖设置在高铝砖上方，第二热电偶5设置在硅砖与高铝砖的界面上，且第二热电偶5位于蓄热室130的中上部。硅砖的热导率比粘土砖、高铝砖大，有利于在较短时间储存和释放热，硅砖和高铝砖两种材料搭配使用，并将硅砖堆砌在高铝砖之上，使蓄热室130具有更好的性能。
31.在点火阶段和拱顶120的温度小于700℃的升温阶段，其控制要求为残氧仪2检测到的烟气氧含量小于0.5％，大气压力与炉内压力之间的差值维持在0～0.5千帕，此时能允许的烟气发生量最高，炉内压力也最低，以实现温度的较快上升。
32.进一步的，在炉箅子支柱150上设置第三热电偶6，在烘炉的升温阶段，当拱顶120的温度超过700℃后，若第三热电偶6检测到的温度低于控制标准，将空燃比提高0.01～0.02，调整阀门3的开度，使大气压力与炉内压力之间的差值为0～0.3千帕。当第三热电偶6检测到的温度低于控制标准，表示炉箅子支柱150的温度偏低，这也意味着蓄热室130的温度也偏低。因此可以适当增加空燃比，提高烟气发生量，并通过调节阀门3将炉内压力略微提高，增加烟气的流速，提高蓄热室130的温度，保证烘炉过程满足烘炉曲线的要求。
33.在烘炉的恒温阶段，当拱顶120的温度小于700℃时，调整阀门3的开度，使大气压力与炉内压力之间的差值为0～0.3千帕。在小于700℃的恒温阶段，由于热风炉100内的温度不高，使炉内的负压程度处于较低的水平，可以使烟气的流速较高，保证烘炉的效率。
34.更进一步的，在烘炉的恒温阶段，当拱顶120的温度等于700℃时，调整阀门3的开度，使大气压力与炉内压力之间的差值为0～0.4千帕，调整空燃比，使残氧仪2检测到的烟气氧含量小于0.3％。当拱顶120的温度等于700℃时，适当降低空燃比，使残氧仪2检测到的烟气氧含量小于0.3％，能减少烟气发生量，防止后续炉箅子支柱150的温度上升过快。与此同时，炉内压力可以略微降低，使其与大气压之间的差距从小于700℃的0.3千帕变更为0.4千帕，降低烟气流经炉箅子支柱150的速度，进一步避免炉箅子支柱150的温度上升过快。
35.在本实施例中，在拱顶120的顶部设有第四热电偶7，当第一热电偶4检测到的温度达到1100～1200℃，且第一热电偶4与第四热电偶7之间的差值小于等于20℃、第二热电偶5检测到的温度大于等于700℃时达到停止烘炉的第一必要条件。之所以要将第一热电偶4与第四热电偶7测量的数值进行比较，是为了更准确的反应出拱顶120的真实温度。
36.具体的，第一热电偶4为k型热电偶。k型热电偶具有测量精度高、测量范围广、构造简单、使用方便的特点，特别是当拱顶120温度较低时，其测量精度有很好的保证，第四热电偶7可选用高温段精度较高的热电偶，用于对第一热电偶4进行校准。
37.进一步的，热风炉100中还设有第五热电偶8，第五热电偶8靠近炉箅子支柱150设置，当第三热电偶6和第五热电偶8检测到的温度均在控制标准内，达到停止烘炉的第二必要条件，当且仅当第一必要条件与第二必要条件同时达成时，才能终止烘炉。第五热电偶8为第三热电偶6进行校准，提高第三热电偶6测量结果的可信度。当拱顶120和蓄热室130的温度都达到要求，且炉箅子支柱150的温度未超过控制标准，才能够进行终止烘炉的操作。
38.在本实施例中，阀门3为电动蝶阀。因而能够进行远程操控和开度的控制，便于进行自动化调节。
39.作为本发明优选的实施方案，在本说明书的描述中，参考术语“优选的”、“进一步的”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
40.以上实施例仅用来说明本发明的详细方案，本发明并不局限于上述详细方案，即不意味着本发明必须依赖上述详细方案才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对
本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。