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對豫興熱風爐長壽、節能、高風溫業績的考察

發布時間:2018-06-28點擊量:153

 

耳聽是虛 眼見為實

———對豫興熱風爐長壽、節能、高風溫業績的考察

 

夏杰生

 

    1月17日,筆者一行3人赴唐山瑞豐鋼鐵公司,在該公司經營部劉部長和煉鐵廠副廠長陪同下,登上了該公司1360m3高爐因國家和區域環保政策停爐4個月的河南省豫興熱風爐工程技術有限公司(以下簡稱豫興公司)懸鏈線頂燃式熱風爐爐頂,對其爐內、管道內情況進行全面考察,結果發現其熱風爐出口、燃燒器、拱頂、格子磚都完好。根據陪同的副廠長介紹,該熱風爐自從2013年初投產以來,爐況一直非常好,常年保持著1200℃以上的高風溫,他們對其在穩定運行5年后能有如此完好的爐況表示非常滿意。

獨特設計帶來長壽、節能、高風溫特性

    據豫興公司董事長劉世聚介紹,這種豫興懸鏈線頂燃式熱風爐設計的特點如下:

    一是采用受力穩定合理的懸鏈線拱頂。熱風爐的大帽子為懸鏈線拱頂結構的一種稱謂,我國武鋼等國企引進的3000m3級別高爐大帽子內燃式熱風爐使用壽命均在在20年以上。大帽子(懸鏈線拱頂)與下部大墻均是脫開設計結構,采用迷宮結構聯接。尤其是我國寶鋼引進的新日鐵4000m3級別熱風爐的使用壽命已經超過34年,拱頂與大墻均是脫開設計和迷宮聯接結構。長期實踐證明其結構合理穩定。另外,據歷史資料記錄,荷蘭克魯斯7號2500m3高爐內燃式熱風爐懸鏈線拱頂結構,從1972年建成投產至今,已經使用45年。其拱頂結構和爐襯沒有經過大修,資料顯示其風溫在1270℃~1280℃。正是長壽、高風溫,才成就了風靡全世界的霍戈文內燃式熱風爐的美名。2017年4月份,在由中冶京誠公司、縱橫集團豐南鋼鐵有限公司和豫興公司三方共同參與的熱風爐技術討論會上,中冶京誠公司知名煉鐵熱風爐技術專家張建良總工針對懸鏈線拱頂結構總結道:實踐證明,懸鏈線拱頂結構使用壽命可以達到60年。豫興熱風爐很好地利用了這一穩定合理的長壽技術結構。

    二是其選用環形煤氣、空氣交錯上噴混合燃燒技術。豫興燃燒器是煤氣、空氣在噴嘴出口處帶角度交錯成對外預混燃燒模式,燃燒器全由耐火材料組合而成。尤其是該燃燒器利用了懸鏈線拱頂的巨大混合燃燒空間和上小下大的碗狀流線特征,以及煙氣折返渦流和兩種氣體螺旋旋流,從而具備了使煤氣和空氣混合均勻、燃燒完全,空氣過剩系數低,煙氣流場分布均勻,風溫高,節省煤氣,容易操作等優點。其爐體結構是采用獨立支撐懸鏈線拱頂的四段式分體迷宮聯接結構。該結構特點是將懸鏈線拱頂與大墻分離獨立出來支撐在爐殼之上,熱風出口大墻和拱頂均沒有應力作用,可實現雙穩定而長壽。該熱風爐無論是工況環境、混合燃燒、煙氣流場、風溫和結構的穩定性都遠遠優于其他頂燃式熱風爐技術。

    該熱風爐結構已經有了10年穩定、節能、高風溫使用歷史,其設計風溫為1250℃~1300℃,這足以驗證豫興熱風爐的優越性能,從而在國際國內產生積極影響。2014年3月5日和2016年8月2日,豫興公司分別同達涅利和西門子奧鋼聯簽署了在國際上推廣使用該熱風爐的合作協議。

    自2015年以來,豫興公司又在國內新推出優化型獨立支撐懸鏈線頂燃式熱風爐,并收獲應接不暇的訂單。例如,奧森鋼鐵公司1288m3、遠聯鋼鐵公司1080m3、賓鑫鋼鐵公司1288m3、唐山老東海鋼鐵公司1350m3、縱橫豐南鋼鐵公司2×2850m3和山西建龍鋼鐵公司1080 m3、1380m3等10多座高爐均配置了這種熱風爐。據專家預測,豫興公司這種熱風爐燃燒室拱頂壽命將超過30年。

    三是格子磚質量穩定,性能優良。這種熱風爐的格子磚采用孔孔互通結構,可以通過熱風爐的煙氣流和冷風氣流阻力實施自行調節,從而可以提高格子磚的利用率和風溫。該格子磚借鑒了國際先進熱風爐長壽蓄熱體分段經驗,也經過10年的大批量使用驗證,其高徑比合理,格子磚利用率高,蓄熱體整體穩定,沒有沉降現象發生,格孔堵塞的幾率降低,是成功的格子磚技術。另外,從格子磚床面情況來看,沒有凹凸不平或燒壞及沉降現象發生,這也反映出豫興熱風爐燃燒器具有的煙氣流場分布均勻的優點,以及避免在格子磚蓄熱體內再混合燃燒的短焰燃燒技術的特征。

    另外,豫興公司還對該熱風爐噴口環道氣流偏流進行了10多年的研究和調節,采用小噴孔噴嘴交錯預混上噴渦流加旋流,不僅使煤氣、空氣混合均勻、燃燒完全,節省煤氣,而且更重要的是,環道壓力和噴嘴速度的偏流因為渦流加旋流這一重大技術特征得到了自行調節且均勻分布。為了驗證這一性能,北京科技大學曾進行過數學模擬計算,并派有關研究人員奔赴山西通才公司、河北敬業公司對其使用的豫興熱風爐現場進行測試驗證;還深入豫興熱風爐熱態實驗室進行反復的測試研究,并總結提交了大量的科學論斷和文獻。

    此外,豫興公司還建立了熱態和冷態熱風爐實驗室并進行過長達5年的各種狀態實驗測試;委托達涅利技術中心、西門子奧鋼聯技術中心對豫興熱風爐進行數學模擬計算驗證,提交了近80萬字的科學實驗測試結論。實踐和理論皆證明,豫興熱風爐比引進的頂燃式熱風爐節省煤氣3%~9%。

    2006年至今,短短12年,豫興頂燃式熱風爐推廣業績已達469座。成功業績證明實踐可行

    2010年,有關部門組織的對山西通才工貿公司于2007年投產的450m3高爐配置的豫興懸鏈線頂燃式熱風爐的停爐考察,也證明了豫興公司同類熱風爐的上述優點。其燃燒器、熱風出口、拱頂直段、懸鏈線拱頂結構也是非常完整。為此,山西通才工貿公司又將豫興懸鏈線頂燃式熱風爐成功用于其2012年7月投產的1860m3高爐配套使用,2012年10月、11月實現月平均風溫1314.7℃,創造了中國最高風溫歷史紀錄。此業績曾得到行業的持續密切關注。

    2015年6月9日,筆者同樣受邀參加了由豫興公司和山東江鑫鋼鐵公司聯合組織的熱風爐現場觀摩考察座談會,當時江鑫鋼鐵公司因臨沂地區環保問題停產,20多家單位的專家均從該公司2座1080m3高爐配套的豫興懸鏈線頂燃式熱風爐人孔爬進爐內考察,見證了豫興頂燃式熱風爐爐內整體狀況良好的事實———均沒有出現燃燒器、熱風出口、拱頂損壞現象發生,格子磚也沒有出現下沉和變形、板結現象。當年的《中國冶金報》《世界金屬導報》都對此事予以報道。

    劉世聚說,之前世界各地的熱風爐,無論是什么爐型,無論采用什么材質,都不同程度地出現燃燒室大墻裂縫,以及拱頂內襯裂縫,這是不爭的事實。這與上述3家豫興用戶的12座熱風爐在停爐冷卻后,其熱風出口大墻、蓄熱室大墻、懸鏈線拱頂內襯和燃燒器環墻、熱風出口等均沒有出現一條收縮裂縫,甚至連微小裂縫也沒有出現的情況形成鮮明對比。事實充分證明,豫興熱風爐是既可以滿足高風溫又可以滿足穩定長壽要求的優質熱風爐。

    目前,正在緊鑼密鼓建設的縱橫集團豐南鋼鐵項目3號、4號2850m3高爐配套的豫興懸鏈線頂燃式熱風爐工程,設計風溫可達1250℃以上,設計壽命大于20年。該熱風爐結構是豫興設計的469座頂燃式熱風爐技術實踐的綜合利用,這些熱風爐投產后的使用效果,業內人士拭目以待。

    劉世聚相信,結構穩定、風溫高、效率高的豫興頂燃式熱風爐一定會引領國際國內熱風爐潮流。

 

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