高炉烘炉

　　高炉在开炉前，必须经历烘炉阶段，通过热风的缓慢升温及保温将高炉砖衬间的水分或者树脂蒸发出来，提高泥浆和捣料的固结强度；同时使高炉炉体设备逐渐达到生产状态，避免开炉后因剧烈的膨胀而损坏设备。为了烘干高炉砌体中的水分，砖衬温度应该达到105～110℃，烘干时间不小于48h；而以有机物为结合剂的泥浆焙烧固化温度为200～℃，焙烧时间为20～50h。对于碳素捣打料，使用树脂结合剂时110℃×25h固化，使用沥青结合剂时300℃×25h固化，炉缸炉底一直是高炉长寿的限制性环节，由于炉缸炉底位置砖衬较厚，达到理想烘炉温度难度很大，但又是最需要有效烘干和升温的区域。在高炉炉缸冷却壁与炭砖间一般填充一层碳素质捣料，起到缓解炭砖热膨胀，避免损坏砖衬结构和冷却设备的作用。填料由于紧邻冷却壁，烘炉过程中升温较慢，在烘炉过程中烘干难度较大。如果填料在烘炉过程中充分烘干，则可以断定炉缸砖衬间的泥浆和填料都已充分烘干。因此在烘炉阶段，通过监控冷却壁与炭砖间填料的烘干温度和保温时间，可判断整个炉缸的烘炉效果。

　　优良的烘炉质量利于高炉稳定顺行，进而为高炉长寿奠定了基础。可是过去几年，由于中国钢铁市场火热，一些高炉为了快速达产，缩短了烘炉时间，高炉烘炉质量更是难以保证，也是导致目前一些高炉短寿，出现炉缸侵蚀严重、甚至烧穿的原因之一。高炉烘炉制度的确定一般借鉴以往相似内衬结构、相近容积的高炉烘炉经验，究竟是否适用很难断定。目前烘炉以监控热风温度曲线为主，监控热电偶温度为辅；而烘炉过程中重点是烘干炉缸炉底的泥浆和填料，因此将关注重点放在高炉炉缸炉底砖衬内部热电偶的升温更为合理。炉缸炉底插入炭砖内部较浅的热电偶一般是50～200mm，距离冷却壁较近内衬的温度却缺乏监控，不利于高炉烘炉质量的判断。国内外许多研究者研究了高炉炉缸内部状态和侵蚀，运用数值模拟的方法分析了炉缸炉墙及冷却壁传热问题，但是几乎没有对高炉烘炉阶段的炉缸炉底砖衬温度场研究。本文通过建立高炉炉缸炉底砖衬温度场模型，分析在烘炉阶段，烘炉时间、烘炉温度和冷却强度等因素对高炉炉缸砖衬，特别是填料温度的影响，探讨影响高炉炉缸烘炉效果的因素，指出目前高炉烘炉存在的问题，对合理的烘炉制度提出建议。

　　高炉烘炉阶段，低导热系数的黏土砖和高铝砖的存在成为炉缸炉底热量传输的限制环节，增加了炉缸炉底砖衬升温的难度，而在烘炉过程中一旦使用冷却水冷却，就目前的烘炉条件而言，炉缸炉底填料的温度不能达到110℃，导致烘炉质量得不到保证。为此在烘炉过程中，保证冷却壁热面低于其安全温度的条件下，需要弱化冷却水甚至停水烘炉。

　　另一方面，考虑到高炉炭砖高温下易被氧化，保证陶质耐火材料严实、紧密的覆盖在炉缸炉底炭砖表面，防止炭砖在高炉开炉前就已烧损。使用微还原性气氛的热风也许可以防止烘炉过程中炭砖的氧化。

　　为了有效监测高炉尤其是炉缸炉底的烘炉质量，需要合理布置炉缸炉底热电偶。建议在炉缸冷却壁及填料交界面处插入热电偶，监控炉缸填料升温情况，从而可以充分判断整个炉缸的烘炉效果；同时可以确保冷却壁热面温度低于其安全工作温度。高炉操作者需要根据高炉已有的砖衬结构和热风、冷却系统，制定合理的烘炉温度—时间曲线，确定符合实际的烘炉制度，确保高炉炉衬缓慢、充分升温，并且给予足够的保温时间，使炉缸炉底的填料和泥浆充分烘干，提高高炉烘炉质量，为高炉长寿奠定基础。

    高炉烘炉曲线如下图：

    高炉烘炉需要注意以下几点：

　　1）按照烘炉曲线烘炉，冷却水0.5m／ｓ时，热风600℃升至900℃，填料热面温度由34℃升至℃，远低于填料烘干温度。故需弱化冷却作用，保证炉顶温度处于安全要求范围内，适当提高烘炉温度；并且针对不同的烘炉温度，保证给予足够的烘炉时间，使砖衬充分升温。

　　2）热风温度600℃充分恒温，无冷却水作用时填料热面温度为173℃，远低于铸铁冷却壁的安全工作温度，所以就目前最高烘炉温度600℃的烘炉条件，断水烘炉是可行的。

　　3）防止炭砖在高炉开炉前氧化烧损，保证陶质耐火材料严密覆盖在炉缸炉底炭砖表面；建议使用微还原性气氛的高温气体烘炉。

　　4）在炉缸冷却壁及填料交界面处插入热电偶，监控炉缸填料升温情况，充分判断整个炉缸的烘炉效果；制定合理的烘炉温度—时间曲线，确保炉缸炉底砖衬实现充分烘干，为高炉长寿奠定基础。