專利名稱：一種防止熱風爐拱頂晶間應力腐蝕的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于煉鐵熱風爐技術領域，特別是提供了一種防止熱風爐拱頂晶間應力腐 蝕的方法，采用高溫防腐涂料和高溫空氣燃燒技術，有助于熱風爐的高風溫和使用長壽。
背景技術：
隨著高爐煉鐵技術的發(fā)展，熱風爐向高風溫、長壽命、大型化和緊湊型發(fā)展，提 高風溫有利于高爐生產(chǎn)、提高利用系數(shù)、增加噴煤量、節(jié)約焦比、降低生產(chǎn)成本。目 前國際上高風溫熱風爐專利技術越來越多，主要以荷蘭霍戈文內(nèi)燃式熱風爐、日本新
日鐵外燃式熱M爐和俄羅斯卡盧金頂燃式熱風爐為代表。無論是內(nèi)燃式、外燃式還是 頂燃式熱風爐，當熱風爐風溫超過130(TC，拱頂溫度超過142(TC時，拱頂會發(fā)生晶間 應力腐蝕問題，導致熱風爐拱頂爐殼開裂。拱頂晶間應力腐蝕的主要原因為高溫燃 燒情況下，爐內(nèi)NO,生成濃度大幅增加，其反應式如下
W2 +(92 =2銜；
甜+ 0.502=房2;
與煙氣中的水蒸氣因溫度降低到露點以下而冷凝的水反應生成硝酸，其反應式如
下
2甜2 + //20 =冊02 +麗03; 2M92 + //20 + 0.5O2 = 2冊03;
由于拱頂鋼板加工存在拉應力，硝酸的化學侵蝕破壞鋼板晶間的結合縫，產(chǎn)生晶
間應力腐蝕，其反應式如下
2Fe + 6麗03 = &2 03 + 3iV2 (94 + 3仏0
為進一步提高熱風爐承受高風溫能力，防止熱風爐高溫區(qū)發(fā)生晶間應力腐蝕，提 出在熱風爐上采用高溫防腐涂料和高溫空氣燃燒技術相結合的方法，可確保熱風爐拱 頂溫度達到1450 1500°C時仍保持穩(wěn)定工作并有效延長其使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種防止熱風爐拱頂晶間應力腐蝕的方法，有效提高熱風爐拱頂承受高風溫能力，實現(xiàn)熱風爐高風溫和長壽，滿足高爐煉鐵需要。
本發(fā)明的技術方案是將助燃空氣溫度預熱到800 1200°C，與高溫煙氣混合后 噴入熱風爐內(nèi)，與單獨射流煤氣股混合，實現(xiàn)高溫低氧燃燒，有效抑制N0x生成，同 時，在熱風爐拱頂鋼殼和耐火材料內(nèi)表面噴涂高溫防腐涂料，有效防止熱風爐拱頂發(fā) 生晶間應力腐蝕。
本發(fā)明所述的防止熱風爐拱頂晶間應力腐蝕方法，空氣和煤氣分不同通道進入爐 內(nèi)，其中煤氣噴口為5 30個，空氣噴口為10 45個。
助燃空氣通過一個預熱爐預熱溫度為800 120(TC，所引高溫煙氣為空氣煤氣燃 燒后未進入熱風爐格子磚前煙氣，體積比例為10% 15%，溫度為1000 1500°C， 所引高溫煙氣可以來源于熱風爐本體，也可以來源于不同熱風爐。
助燃空氣與高溫煙氣混合后，控制助燃空氣的氧含量的體積比例為5% 15%， 混合溫度為900 1300°C。
熱風爐拱頂耐火材料，分3 5層交錯布置，最里層采用硅磚或紅柱石磚，其余 由里到外依次為粘土磚、硅酸鋁纖維和澆注料，拱頂鋼殼材料為不銹鋼，拱頂鋼殼和 耐火磚之間預留0.01 0.2mm的膨脹縫。
高溫防腐涂料中，SiC為5X 15X，八1203為15% 25%， Si02為25% 35%， 0203為5% 10%，其余為填料、粘結劑和水；均為重量百分數(shù)。
高溫防腐涂料涂層位置為拱頂鋼殼內(nèi)表面和拱頂耐火材料內(nèi)表面，涂層厚度為 100 350um。
本發(fā)明主要利用高溫防腐涂料和高溫低氧燃燒技術，阻止熱風爐拱頂高溫情況下 NOx生成，減少其生成硝酸與鋼殼反應產(chǎn)生腐蝕。
本發(fā)明的作用是通過阻止熱風爐拱頂晶間腐蝕，達到延長現(xiàn)有熱風爐壽命和拱 頂承受高風溫的能力，通過此項技術，可以在原熱風爐最高風溫基礎上提高50 100 'C的風溫承受能力。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點
1應用范圍廣
本發(fā)明可以在頂燃式、內(nèi)燃式和外燃式等不同類型的熱風爐上使用，特別是在新 建熱風爐系統(tǒng)的設計、施工中采用。 2軟硬結合
不僅需要涂料和系統(tǒng)流程布置等硬件條件，而且涉及參數(shù)控制等軟件條件。3工藝控制過程簡單
在原有熱風爐上增加一個煙氣回流管道，通過計算機自動控制氧氣回流比例及助 燃空氣與高溫煙氣混合的氧含量和溫度等參數(shù)即可有效實現(xiàn)。


圖1為本發(fā)明的熱風爐示意圖。其中，拱頂鋼殼l、燃燒器2、煤氣管道3、空氣 管道4、拱頂耐火材料5、格子磚6和爐墻7。
圖2為本發(fā)明的熱風爐拱頂結構示意圖。其中，噴涂料5 — 1、硅酸鋁纖維5—2、 粘土磚5—3和硅磚5—4。
圖3為本發(fā)明的燃燒器2結構示意圖。其中，煤氣噴口8和空氣噴口9。
圖4為本發(fā)明的熱風爐系統(tǒng)圖。包括預熱爐IO、閥門ll、高溫煙氣管道12、高 溫閥13、熱風爐14、高溫閥15、煙囪16、換熱器17、煤氣閥18。
具體實施例方式
圖1 圖4為本發(fā)明的防止熱風爐拱頂晶間應力腐蝕方法的一種具體實施方式
。 本發(fā)明的防止熱風爐拱頂晶間應力腐蝕方法的熱風爐，包括拱頂鋼殼1、燃燒器 結構2、煤氣管道3、空氣管道4、拱頂耐火材料5、格子磚6和爐墻7。熱風爐拱頂 結構如圖2所示，拱頂由拱頂鋼殼1和拱頂耐火材料5組成，其中拱頂耐火材料5由 噴涂料5 — 1、硅酸鋁纖維5—2、粘土磚5 — 3和硅磚5—4組成。熱風爐施工或檢修 時期，在拱頂鋼殼1和拱頂硅磚5_4內(nèi)表面噴涂高溫防腐涂料，厚度為100 350um。 如圖3所示燃燒器2的煤氣噴口8和空氣噴口9分開，各分多股進入爐內(nèi)。本發(fā)明的 熱風爐系統(tǒng)實施如圖4所示。經(jīng)干法除塵的煤氣經(jīng)閥門18經(jīng)換熱器17預熱后進入煤 氣通道3經(jīng)燃燒器2的煤氣噴口 8，進入爐內(nèi)；助燃空氣經(jīng)閥門11進入預熱爐10， 預熱為溫度800 1200。C的高溫空氣，經(jīng)高溫閥13與熱風爐14內(nèi)部的格子磚6上部 出口經(jīng)高溫閥15的10 15%比例的高溫煙氣進入高溫煙氣管道12，與空氣管道4內(nèi) 的高溫空氣混合為氧含量為5 15%，溫度為900 130(TC的高溫混合空氣，經(jīng)燃燒 器2的空氣噴口 9進入爐內(nèi)，入爐的煤氣和高溫混合空氣在低氧(5 15%)環(huán)境下 形成無焰燃燒，生成低濃度NO,(小于50ppm)。經(jīng)噴涂的拱頂鋼殼1和拱頂耐火材料 5由于受高溫防腐涂料保護，腐蝕問題大大減少，上述技術措施有效阻止了熱風爐拱 頂晶間應力的產(chǎn)生，提高熱風爐本體風溫承受能力，并延長了熱風爐壽命。
權利要求
1、一種防止熱風爐拱頂晶間應力腐蝕方法，其特征在于，將助燃空氣溫度預熱到800～1200℃，與高溫煙氣混合后噴入熱風爐內(nèi)，與單獨射流煤氣股混合，實現(xiàn)高溫低氧燃燒，有效抑制NOx生成，同時，在熱風爐拱頂鋼殼和耐火材料內(nèi)表面噴涂高溫防腐涂料，有效防止熱風爐拱頂發(fā)生晶間應力腐蝕。
2、 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，空氣和煤氣分不同通道進入爐內(nèi)， 其中，煤氣噴口為5 30個，空氣噴口為10 45個。
3、 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，助燃空氣通過一個預熱爐預熱溫度 為S00 120(TC，所述的高溫煙氣為空氣煤氣燃燒后未進入熱風爐格子磚前煙氣，體積 比例為10% 15%，溫度為1000 1500°C，所述的高溫煙氣來源于熱風爐本體，或者來源于不同熱風爐。
4、 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，助燃空氣與高溫煙氣混合后，控制 助燃空氣的氧含量的體積比例為5% 15%，混合溫度為900 1300°C。
5、 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，熱風爐拱頂耐火材料，分3 5層 交錯布置，最里層采用硅磚或紅柱石磚，其余由里到外依次為粘土磚、硅酸鋁纖維和 澆注料，拱頂鋼殼材料為不銹鋼，拱頂鋼殼和耐火磚之間預留0.01 0.2mm的膨脹縫。
6、 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，高溫防腐涂料的成分為，SiC為5 % 15%，八1203為15% 25%， Si02為25% 35%， Cr203為5% 10%，其余為填 料、粘結劑和水；均為重量百分數(shù)。
7、 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，高溫防腐涂料涂層位置為拱頂鋼殼 內(nèi)表面和拱頂耐火材料內(nèi)表面，涂層厚度為100 350um。
全文摘要
一種防止熱風爐拱頂晶間應力腐蝕的方法，屬于煉鐵熱風爐技術領域。其特征在于，將助燃空氣溫度預熱到800～1200℃，與高溫煙氣混合后噴入熱風爐內(nèi)，與單獨射流煤氣股混合，實現(xiàn)高溫低氧燃燒，有效抑制NO_X生成，同時，在熱風爐拱頂鋼殼和耐火材料內(nèi)表面噴涂高溫防腐涂料，有效防止熱風爐拱頂發(fā)生晶間應力腐蝕。通過此方法，可以在原熱風爐最高風溫基礎上提高50～100℃的風溫承受能力。
文檔編號C21B9/00GK101603108SQ200910089678
公開日2009年12月16日 申請日期2009年7月28日 優(yōu)先權日2009年7月28日
發(fā)明者胡雄光, 蔡景春, 陳冠軍 申請人:首鋼總公司