棒線材蓄熱式加熱爐蓄熱箱結構優化技術改造

李剛 吳建銀 楊穎 楊正良

（武昆股份軋鋼廠）

1 前言

昆鋼軋鋼廠二作業棒一線加熱爐原設計產量100 萬噸/ 年，冷坯加熱能力180 t/h，現實際年產量最高已達到140 萬噸/年，全冷坯加熱能力需求≥200 t/h，產能的充分釋放給加熱爐爐體造成一定損傷，加之原加熱爐側墻砌筑中爐墻墻體、蓄熱箱和燒嘴磚屬于分體澆注，燒嘴磚、蓄熱箱為預制件，燒嘴磚、蓄熱箱和爐墻澆注料本身為三種材料，膨脹系數不同，導致在接縫處產生縫隙漏火（如圖1 所示）、漏氣等情況，經過多次補漏處理后，雖能暫時解決問題，但隨后在其它位置又出現新的漏點，尤其在加熱全冷坯時爐壓過大造成加熱爐周圍CO 濃度超標，對于現場環境和作業人員存在較大的安全隱患和風險[1]。

圖1 蓄熱箱周邊漏火情況

因此如何徹底解決加熱爐蓄熱箱周邊縫隙漏火、漏氣的問題是迫在眉睫的，通過對蓄熱箱結構進行積極深入研究分析，對癥施策，通過理論與實踐的有效結合，對蓄熱箱結構進行工藝優化技術改造，徹底解決加熱爐兩側蓄熱箱漏火、煤氣泄漏問題的同時，也解決了設備、人身安全風險等問題，從而達到提高設備利用率，降低故障停機率，延長爐體使用壽命的目的[2]。

2 改造技術決策

原棒一線加熱爐側墻結構是預制燒嘴磚形式（如圖2 所示），從結構形式和材料構成上分析，燒嘴噴口為預制燒嘴磚強度高，不易開裂，但是在爐墻澆筑時要分層澆筑，澆筑時間長，且燒嘴磚和爐墻澆注料本身為兩種材料，膨脹系數不同，如澆筑工藝不好容易跟澆注料產生縫隙導致冒火。

圖2 燒嘴一圈采用背襯板+輕質磚+澆注料復合形式

由于蓄熱式燃燒側墻布置了多個蓄熱式燒嘴，如何有效避免爐墻冒火是蓄熱式加熱爐 爐墻砌筑的關鍵點。為徹底解決漏火、漏氣的問題，就必須對蓄熱箱結構進行優化改s 造，通過采取對燒嘴噴口、蓄熱箱和爐墻整體澆筑成型的結構形式進行技術改造（如圖3 所示），一體澆注形式相比較于復合形式在燒嘴周圍密封性更好。

3 改造項目實施

利用一期高爐系統檢修時間，在考慮需要整體改造量小、工期短、成本低等因素，投資422萬元在爐墻的整體結構形式不變的情況，在燒嘴一圈加焊錨固釘（材質：06Cr18Ni11Ti，長度100 mm），取消燒嘴磚，采用燒嘴噴口和爐墻整體澆筑形式，更換全部錨固磚，錨固吊鉤，爐墻鋼板托座部分利舊，對兩側墻重新澆注（如下圖4所示）。

4 改造效果

通過對棒一線加熱爐蓄熱箱、燒嘴噴口和墻體一體化整體澆筑改造后，徹底解決了因原設計問題造成的燒嘴磚、蓄熱箱及爐墻膨脹系數不同導致接縫位置處漏火、漏煤氣的問題，有效的控制加熱爐周圍CO 濃度值≤24 ppm 以下，降低對環境和人身安全隱患的風險；每年減少補漏項目檢修的費用支出約30 萬/年，大幅降低檢修費用支出；對比技術改造前和技術改造后噸鋼煤氣消耗情況來看，因漏氣問題得到最終解決，噸鋼高爐煤氣消耗降低3.25 m3/t，按年產量140 萬噸及每m3高爐煤氣價格0.28 元/m3計算，改造后每年將降低高爐煤氣消耗節約生產成本為：140 萬噸*3.25 m3/t*0.28 元/m3=127.4 萬元；改造項目總投資422 萬元，2.68 年即收回成本，效果良好！

5 結語

（1）采取對燒嘴噴口、蓄熱箱和爐墻整體澆筑成型的燒嘴一圈采用背襯板+輕質磚+澆注料復合形式結構技術改造，解決了加熱爐兩側蓄熱箱漏火、煤氣泄漏的問題。

（2）棒一線加熱爐蓄熱箱結構優化技術改造后，未發生蓄熱箱煤氣泄漏問題，每年噸鋼節約煤氣3.25 m3/t，經濟效益為127.4 萬元。