PDF《高辐射覆层技术在济钢高炉热风炉上的应用》

?????????? ?? ?????????? ?? 生产技术 生产技术 摘要: 考察了高辐射覆层技术对济钢高炉热风炉格子砖终点温度、 温差及风温的影响, 结果表明, 在其他条件相同的情况 下, 使用覆层技术的2#

1 750 m3 高炉2# 热风炉, 格子砖终点温度提高了51.

54 ℃, 格子砖温差增大了86.67 ℃;

使用5 a后, 终 点温度提高 112.23 ℃, 格子砖温差增大了 139.99 ℃;

3#

1 750 m3 高炉

3 座热风炉应用高辐射覆层技术后, 风温平均提高 23.6 ℃, 年效益达2 173万元. 关键词: 高炉热风炉;

高辐射覆层技术;

格子砖;

热风温度 中 中图分类号 号: TF544 文献标识码: B 文章编号: 1004-4620 (2011) 03-0018-02 收稿日期: 2010-11-17;

修回日期: 2011-05-10 作者简介: 周惠敏, 女, 1955年生, 1982年毕业于北京钢铁学院材料 专业.现为山东慧敏科技开发有限公司董事长兼总经理, 研究员, 多年来一直从事材料及材料表面技术研究工作.

1 前言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0.3 mm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 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, 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2005年在2# 、 3#

1 750 m3 高炉的热风炉上采 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、 3# 高炉

3 座热风炉蓄热室 上部

30 层硅质格子砖及拱顶使用纳微米高温红外 节能涂料.为研究高辐射覆层的长期应用效果, 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分析 2.1 2#

1 750 m3 高炉热风炉应用效果 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 m 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1个月时过渡区格子砖的温度曲线. 图1 2005年1# 热风炉过渡区格子砖 (无覆层) 温度 图2 2005年2# 热风炉过渡区格子砖 (有覆层) 温度 图1中曲线起伏小, 吞吐热量少, 在加热阶段升 温缓慢, 曲线斜率小, 升温幅度小.说明热风炉格 子砖 (无覆层) 吸热速度慢, 蓄热量小.图2中曲线 起伏大, 吞吐热量多, 在加热阶段升温快, 曲线斜率 大, 升温幅度大.说明格子砖 (有覆层) 吸热速度 快, 蓄热量大. 投产

3 a (2008 年) 、

4 a (2009 年) 、

6 a (2011 年) 后, 1# 、 2# 热风炉过渡区格子砖温度曲线见图

3、 图4. 从图中可以看出, 2008~2011 年有覆层的 2# 热 风炉格子砖温度比无覆层的 1# 热风炉高;

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.高辐射覆层技术应用6 a的良好效果 说明了该技术的长期有效性. 应用

5 a 后(2010 年) , 1# 、 2# 热风炉过渡区格子 砖终点温度变化情况见表1. 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 ℃ , 格子砖温差增大了86.67 ℃;

使用5 a后, 2# 热风炉比1# 热风炉燃烧期过 渡区格子砖终点温度提高112.23 ℃, 格子砖温差增 大了139.99 ℃. 高辐射覆层技术在济钢高炉热风炉上的应用 周惠敏1 , 张瑞堂2 , 李丙来2 , 王连杰2 , 刘逸舟1 (1 山东慧敏科技开发有限公司, 山东 济南 250100;

2 济钢集团有限公司, 山东 济南 250101)

18 2# 热风炉格子砖终点温度高, 说明高辐射覆层 提高了热风炉格子砖蓄、 放热量的能力, 在燃烧期 能够吸收更多的能量, 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;

同时有效保护了格子砖, 延长了格子砖的 使用寿命, 也证明了高辐射覆层技术的长期有效性. 2005~2010 年, 2# 热风炉过渡区格子砖燃烧期 终点温度一直高于 1# 热风炉;

使用

5 a 后, 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.这也证明高辐射覆层具有长效性, 并对格子 砖具有良好的保护作用, 可延长格子砖的使用寿命. 2.2 3#

1 750 m3 高炉热风炉应用效果 3#

1 750 m3 高炉格子砖有覆层的

3 座热风炉与 同一设计未使用覆层技术的 1#

1 750 m3 高炉

3 座热 风炉平均风温比较见表2. 由表

2 可知, 投产

4 a 后, 3#

1 750 m3 高炉热风炉 混风前风温比没有使用覆层技术的 1#

1 750 m3 高炉 热风炉混前送风温度仍提高 19.2 ℃, 平均提高 23.6 ℃, 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 经济效益分析 高炉生产是一个复杂的系统工程, 在同样的工 况条件下, 提高热风炉的热风温度可以提高产量、 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20 kg/t, 增产3%, 增加喷 煤量40 kg/t.少生产1 t焦炭可减少CO2排放2.4 t. 济钢 3# 高炉和 1# 高炉在基本相同的工况下, 3# 高炉的

3 座热风炉上部

30 层格子砖和拱顶刷涂了 纳微米高温红外节能涂料.使用4 a后, 3# 高炉混前 风温比 1# 高炉平均提高 23.6 ℃, 则3# 高炉年平均节 约焦炭

8 326 t;

增加产量

12 489 t;

每年增加喷煤

16 652 t.增加喷煤代替焦炭的效益为591.15万元;

年节能增产效益合计为

2 173.09 万元.同时, 相比 1# 高炉, 3# 高炉年减少CO2排放量2万t.

4 结语高辐射覆层技术可提高热风炉的工作效率和 热效率, 并有效保护格子砖, 延长格子砖的使用寿 命, 对高炉热风炉无不利影响, 是一种投资少、 回收 期短、 无运行成本的新型节能技术, 具有长期有效 性.济钢高炉热风炉应用高辐射覆层技术, 提高了 风温, 降低了煤气消耗, 减少了二氧化碳排放, 为济 钢的节能降耗工作起到了积极作用. 2008年2009年2011年图3 1# 热风炉投产

3、

4、

6 a后热风炉过渡区格子砖 (无覆层) 温度曲线 2008年2009年2011年图4 2# 热风炉投产

3、

4、

6 a后热风炉过渡区格子砖 (有覆层) 温度曲线 表1 热风炉过渡区格子砖温度变化情况 ℃ 项目2005年2008年2009年2010年 变化 1# 热风炉格子砖 终点温度 947.33 885.07 821.29 850.13 -97.20 温差 137.08 68.36 235.32 58.80 -78.28 2# 热风炉格子砖 终点温度 998.87 946.65 895.64 962.36 -36.51 温差 223.75 194.26 382.97 198.79 -24.96 2# 与1# 差值 终点温度 51.54 61.58 74.35 112.23 60.69 温差 86.67 125.90 147.65 139.99 53.32 表2 1# 、 3# 高炉3座热风炉混前送风温度 ℃ 使用年限/a

1 2

3 4 1# 高炉

1 192.2

1 190.0

1 200.7

1 201.5 3# 高炉

1 221.3

1 215.3

1 221.4

1 220.7 3# 与1# 比较 29.1 25.3 20.7 19.2 (下转第21页) 高辐射覆层技术在济钢高炉热风炉上的应用 周惠敏等 2011年第3期19 的助燃空气管道→烟道→热风炉→热风炉热风阀 →热风总管→倒流阀→倒流休风管→大气.此方 法对烟道温度实施强制冷却, 实现热风炉长期保温 的目的.1# 热风炉反吹烧炉前3次情况见表2. 表2 热风炉反吹、 烧炉保温情况 日期 11-13 11-18 11-24 反吹前温度/℃ 拱顶

860 852

855 烟道

60 56

47 反吹后温度/℃ 拱顶

910 880

890 烟道

44 41

38 烧炉时 间/min

150 120

130 烧炉后温度/℃ 拱顶

1 210

1 198

1 189 烟道

380 410

430 4 保温效果 自2008 年10 月16 日~2009 年2月10 日, 经过 近4个月的保温操作实践, 2#

1 880 m3 高炉卡鲁金顶 燃式热风炉, 用较小煤气烧炉, 经济、 合理地实现了 长期保温.在高炉恢复生产时, 热风炉立即全部投 入正常使用, 为高炉及时开炉创造了条件.同时, 在热风炉保温烧炉过程中, 解决了热风炉水冷系统 在冬季的保温问题. Process Practice of Kalugin Top-combustion Stove Long-term Heat Preservation in Laiwu Steel TANG Ji-xue (The Section Steel Ironmaking Plant of Laiwu Iron and Steel Group Corporation, Laiwu 271104, China) Abstract: Abstract: During the No.2

1 880 m3 BF blowing out, Lauwu Steel took some measures and realized the long-term heat preservation of the silica brick hot-blast stoves for near four months with small coal gas burner. The measures include: using the principle of back draught into the reverse flow air blast for the hot-blast stoves, adopting blow back method to settle the problem of no stove burner because of the higher flue temperature in the heat preservation of the stove. Key words: Key words: top-combustion stove;

long-term heat preservation;

circle stove burner;

blow back ?????????????????????????????????????????????????? ?????????????????????????????????????????????????? (上接第17页) (上接第19页) Analysis and Improvement for the Quality Problems of Thin SPHC XIAO Hong (The No.1 Small Section Rolling Plant of Jinan Iron and Steel Co.........