一种外燃式热风炉改造为顶燃式热风炉的方法

摘要

本发明公开了一种外燃式热风炉改造为顶燃式热风炉的方法，属于热风炉技术领域。本发明的步骤一、拆除外燃式热风炉蓄热室；步骤二、拆除外燃式热风炉燃烧室；步骤三、在原外燃式热风炉燃烧室的位置处，竖直新建一排钢结构框架柱，并在钢结构框架柱上新建框架平台；步骤四、在原外燃式热风炉蓄热室的基础上，新建顶燃式热风炉；步骤五、在步骤三的框架平台上新建热风炉热风竖管及与其相通的顶燃式热风炉热风支管；步骤六、将原热风总管、原煤气总管和下移后的助燃空气总管分别与顶燃式热风炉热风支管、顶燃式热风炉煤气支管和顶燃式热风炉空气支管相连通。本发明在原外燃式热风炉基础上原位改造为顶燃式热风炉，达到了大幅降低外燃式热风炉改造成本的目的。

说明书

技术领域

本发明涉及热风炉技术领域，尤其涉及一种外燃式热风炉改造为顶燃式热风炉的方法。

背景技术

随着高炉炼铁技术的不断进步，热风炉正朝着高效环保、长寿、高风温及紧凑经济化方向发展。顶燃式热风炉相比较于外燃式热风炉、内燃式热风炉具有占地面积小、耗钢量低、耐材砌筑量少等优点，使得其更满足现代热风炉建设需要。顶燃式热风炉在热风炉设计选型和使用量上大幅增加，尤其是热风炉改造工程。传统顶燃式热风炉耐材砌筑方式为自下而上或自上而下按顺序逐段砌筑，具有砌筑质量好的优点，但费时费力，不利于节省工期。尤其是当砌筑高度较高时，所需搭设的砌筑平台也较高，不利于施工人员的安全。

在顶燃式热风炉成功应用于3000m³级及以上高炉前，外燃式热风炉占据了该级别高炉的绝大比例，如日本JFE公司4000～5000m³级高炉、宝钢4000m³级高炉等。近年来，随着顶燃式热风炉技术的长足发展，新建高炉绝大部分配置了顶燃式热风炉，如宝钢湛江5500m³高炉、太钢4350m³高炉等。在相同工况条件下，外燃式热风炉本体耐火材料量较顶燃式热风炉高30％左右。外燃式热风炉悬臂补偿器的腐蚀或漏风问题是影响其使用寿命的重大隐患，而顶燃式热风炉不设置悬臂补偿器，因此不存在该问题。基于顶燃式热风炉的成功应用和外燃式热风炉存在的不足之处，外燃式热风炉的改造是热风炉大修技改不容忽视的技术选择方向之一。

现有外燃式热风炉的改造往往是拆除后重建，各种建筑材料、保温材料甚至各种管道等重复利用率小，从而造成改造成本过大，一般都是在热风炉快到折旧年限时才进行拆除重建，极大的阻碍了大型钢铁厂进行改造的进度，进而造成生产成本居高不下。

经检索，中国专利申请，公开号CN 107739766A，公开日2018.2.27，公开了一种顶燃式热风炉耐材分段砌筑施工方法；一种燃式热风炉耐材分段砌筑施工方法，其特征是，包括步骤1、根据在砖托板上所需搭设的施工平台尺寸及上人、物、机械的质量合理设计搭设平台，确保其满足安全需求；步骤2、在砖托板上搭设步骤1中所述施工平台；步骤3、在炉体的下部蓄热室和施工平台之上的预燃室同时进行耐材砌筑。该发明虽然能够分段同步施工，能够在保证砌筑质量的同时提高施工效率，节约施工工期，但并没有解决旧的外燃式热风炉的改造问题。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术中存在旧的外燃式热风炉拆除改造顶燃式热风炉改造成本高、周期长、外燃式热风炉悬臂补偿器的腐蚀或漏风的问题，本发明提供了一种外燃式热风炉改造为顶燃式热风炉的方法。通过充分利用现有的外燃式热风炉结构，并在原外燃式热风炉基础上原位改造，达到了大幅降低外燃式热风炉改造成本的目的。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种外燃式热风炉改造为顶燃式热风炉的方法，步骤为：

步骤一、拆除外燃式热风炉蓄热室，包括其中的耐火材料、炉壳、炉箅子及支柱；外燃式热风炉蓄热室上部连通的悬臂补偿器一并拆除，能够彻底解决外燃式热风炉悬臂补偿器腐蚀或漏风等问题；

步骤二、拆除外燃式热风炉燃烧室，包括耐火材料和炉壳，连通的外燃式热风炉空气、煤气支管也一并拆除；

步骤三、在原外燃式热风炉燃烧室的位置处，竖直新建一排钢结构框架柱，并在钢结构框架柱上新建框架平台，用于固定支管；

步骤四、在原外燃式热风炉蓄热室的基础上，新建顶燃式热风炉，无需重新奠基重建，并在其顶部分别向外通连顶燃式热风炉空气支管和顶燃式热风炉煤气支管；

步骤五、在步骤三的框架平台上新建热风炉热风竖管及与其相通的顶燃式热风炉热风支管；

步骤六、将原热风总管、原煤气总管和助燃空气总管分别与顶燃式热风炉热风支管、顶燃式热风炉煤气支管和顶燃式热风炉空气支管相连通。

进一步的技术方案，步骤三所述框架平台为平行的两层，分别为框架平台一和框架平台二；所述热风炉热风竖管垂直支撑于框架平台二上；所述顶燃式热风炉热风支管为外燃式热风炉热风支管的热风支管延长段，所述原热风支管延长段与热风炉热风竖管相连通；所述框架平台一支撑顶燃式热风炉空气支管和顶燃式热风炉煤气支管，原热风总管和外燃式热风炉热风支管的位置和标高不发生变化，无需对其进行改造，对原有支撑其的钢结构框架荷载等影响较小，能有效减少热风炉大修或改造的工程投资并缩短施工周期。

进一步的技术方案，步骤三所述钢结构框架柱沿外燃式热风炉燃烧室的中心轴线对称垂直分布。

进一步的技术方案，保留钢结构框架，所述钢结构框架和钢结构框架柱固定连接，保持了整个框架结构的稳定性，并降低改造成本。

进一步的技术方案，步骤一中保留外燃式热风炉蓄热室的外壳，并作为顶燃式热风炉的外壳。

进一步的技术方案，外燃式热风炉为并排的多个，相应的改造后的顶燃式热风炉也为并排的多个，由于整个钢结构框架不变，其改造成本相对越低。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种外燃式热风炉改造为顶燃式热风炉的方法，改造后顶燃式热风炉无独立外置的燃烧室，有效减少外燃式热风炉大修或改造工程的投资费用，而且改造后，无外燃式热风炉悬臂补偿器，彻底解决其腐蚀或漏风问题；

(2)本发明的一种外燃式热风炉改造为顶燃式热风炉的方法，热风竖管的设置，在于不改变原外燃式热风炉热风总管和支管的位置和标高，对热风管系及支撑其的钢结构框架荷载等影响较小，并能有效缩短热风炉大修或改造施工周期；

(3)本发明的一种外燃式热风炉改造为顶燃式热风炉的方法，改造后，耐火材料量用量显著减少，降低了维护和保养的成本。

附图说明

图1为本发明改造前的外燃式热风炉结构示意图；

图2为本发明改造前的外燃式热风炉侧视图；

图3为本发明改造后的顶燃式热风炉结构示意图；

图4为本发明改造后的顶燃式热风炉煤气支管位置示意图；

图5为本发明改造后的顶燃式热风炉空气支管位置示意图；

图6为本发明改造后的顶燃式热风炉侧视图。

图中：1—外燃式热风炉蓄热室；2—悬臂补偿器；3—外燃式热风炉燃烧室；4—钢结构框架；6—外燃式热风炉热风支管；7—原热风总管；8—外燃式空气支管；9—原煤气总管；10—基础；11—顶燃式热风炉；12—热风炉热风竖管；13—原热风支管延长段；14—框架平台一；15—框架平台二；16—顶燃式热风炉空气支管；17—助燃空气总管；18—钢结构框架柱；61—顶燃式热风炉热风支管；81—外燃式热风炉煤气支管；161—顶燃式热风炉煤气支管。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

实施例1

本实施例的一种外燃式热风炉改造为顶燃式热风炉的方法，步骤为：

步骤一、如图1所示，拆除外燃式热风炉蓄热室1，包括其中的耐火材料、炉壳、炉箅子及支柱；外燃式热风炉蓄热室1上部连通的悬臂补偿器2一并拆除，能够彻底解决外燃式热风炉悬臂补偿器2腐蚀或漏风等问题；

步骤二、拆除外燃式热风炉燃烧室3，包括耐火材料和炉壳，连通的外燃式空气支管8和外燃式热风炉煤气支管81也一并拆除；

步骤三、如图3所示，在原外燃式热风炉燃烧室3的位置处，竖直新建一排钢结构框架柱18，并在钢结构框架柱18上新建框架平台，用于固定支管；

步骤四、在原外燃式热风炉蓄热室1的基础10上，新建顶燃式热风炉11，无需重新奠基重建，并在其顶部分别向外通连顶燃式热风炉空气支管16和顶燃式热风炉煤气支管161；

步骤五、在步骤三的框架平台上新建热风炉热风竖管12及与其相通的顶燃式热风炉热风支管61，该位置为原外燃式热风炉燃烧室3和原外燃式热风炉蓄热室1之间的间隙处的上部；

步骤六、将原热风总管7、原煤气总管9和下移后的助燃空气总管17分别与顶燃式热风炉热风支管61、顶燃式热风炉煤气支管161和顶燃式热风炉空气支管16相连通。

本实施例的一种外燃式热风炉改造为顶燃式热风炉的方法，改造后顶燃式热风炉无独立外置的燃烧室，有效减少外燃式热风炉大修或改造工程的投资费用，而且改造后，无外燃式热风炉悬臂补偿器，彻底解决其腐蚀或漏风问题。

实施例2

本实施例的一种外燃式热风炉改造为顶燃式热风炉的方法，步骤为：

步骤一、拆除外燃式热风炉蓄热室1，包括其中的耐火材料、炉壳、炉箅子及支柱；外燃式热风炉蓄热室1上部连通的悬臂补偿器2一并拆除，能够彻底解决外燃式热风炉悬臂补偿器2腐蚀或漏风等问题；

步骤二、拆除外燃式热风炉燃烧室3，包括耐火材料和炉壳，连通的外燃式空气支管8和外燃式热风炉煤气支管81也一并拆除；

步骤三、在原外燃式热风炉燃烧室3的位置处，竖直新建一排钢结构框架柱18，并在钢结构框架柱18上新建平行的两层框架平台，分别为框架平台一14和框架平台二15；热风炉热风竖管12垂直支撑于框架平台二15上；所述顶燃式热风炉热风支管61为外燃式热风炉热风支管6的热风支管延长段13，所述原热风支管延长段13与热风炉热风竖管12相连通；所述框架平台一14支撑顶燃式热风炉空气支管16和顶燃式热风炉煤气支管161；顶燃式热风炉空气支管16和顶燃式热风炉煤气支管161的位置关系如图3、4和5所示；

步骤四、在原外燃式热风炉蓄热室1的基础10上，新建顶燃式热风炉11，无需重新奠基重建，并在其顶部分别向外通连顶燃式热风炉空气支管16和顶燃式热风炉煤气支管161；

步骤五、在步骤三的框架平台上新建热风炉热风竖管12及与其相通的顶燃式热风炉热风支管61，该位置为原外燃式热风炉燃烧室3和原外燃式热风炉蓄热室1之间的间隙处的上部；

步骤六、将原热风总管7、原煤气总管9和下移后的助燃空气总管17分别与顶燃式热风炉热风支管61、顶燃式热风炉煤气支管161和顶燃式热风炉空气支管16相连通，并安装辅助设备，如压力表、温度检测仪等。

本实施例的一种外燃式热风炉改造为顶燃式热风炉的方法，原热风总管7和外燃式热风炉热风支管6的位置和标高不发生变化，无需对其进行改造，对原有支撑其的钢结构框架荷载等影响较小，能有效减少热风炉大修或改造的工程投资并缩短施工周期。

实施例3

本实施例的一种外燃式热风炉改造为顶燃式热风炉的方法，基本结构同实施例2，不同和改进之处在于：步骤三所述钢结构框架柱18沿外燃式热风炉燃烧室3的中心轴线对称垂直分布；并保留钢结构框架4，所述钢结构框架4和钢结构框架柱18固定连接，两者协同作用，保持了整个框架结构的稳定性，并降低改造成本。

实施例4

本实施例的外燃式热风炉改造为顶燃式热风炉的方法，改造4000m³级三连式外燃式热风炉，步骤为：

步骤一、拆除3座外燃式热风炉蓄热室1，保留炉壳、炉箅子及支柱；外燃式热风炉蓄热室1上部连通的悬臂补偿器2一并拆除，能够彻底解决外燃式热风炉悬臂补偿器2腐蚀或漏风等问题；

步骤二、拆除3座外燃式热风炉燃烧室3，包括耐火材料和炉壳，连通的外燃式空气支管8和外燃式热风炉煤气支管81也一并拆除；

步骤三、在原3座外燃式热风炉燃烧室3的位置处，竖直新建一排钢结构框架柱18，钢结构框架柱18沿外燃式热风炉燃烧室3的中心轴线对称垂直分布，并在钢结构框架柱18上新建平行的两层框架平台，分别为框架平台一14和框架平台二15；热风炉热风竖管12垂直支撑于框架平台二15上；所述顶燃式热风炉热风支管61为外燃式热风炉热风支管6的热风支管延长段13，所述原热风支管延长段13与热风炉热风竖管12相连通；所述框架平台一14支撑顶燃式热风炉空气支管16和顶燃式热风炉煤气支管161；

步骤四、将原3座外燃式热风炉蓄热室1的炉壳作为顶燃式热风炉11的外壳，根据顶燃式热风炉11的结构重新布局，无需重新奠基重建，只需要翻建，并在其顶部分别向外通连顶燃式热风炉空气支管16和顶燃式热风炉煤气支管161；

步骤五、在步骤三的框架平台上新建热风炉热风竖管12及与其相通的顶燃式热风炉热风支管61，该位置为原外燃式热风炉燃烧室3和原外燃式热风炉蓄热室1之间的间隙处的上部；

步骤六、将原热风总管7、原煤气总管9和下移后的助燃空气总管17分别与顶燃式热风炉热风支管61、顶燃式热风炉煤气支管161和顶燃式热风炉空气支管16相连通。

本实施例的外燃式热风炉改造为顶燃式热风炉的方法，保留了外燃式热风炉蓄热室1的外壳，改造成为3座连式4000m³级顶燃式热风炉，克服了顶燃式热风炉必需新建的技术偏见，相较于新建3座4000m³级顶燃式热风炉高达1.5亿元的建造成本，本实施例的3座连式顶燃式热风炉改造成本不足0.6亿元(至少耐火材料量用量显著减少)，而将3座连式4000m³级外燃式热风炉翻新改造为新的外燃式热风炉的改造成本也高达0.9亿元，但外燃式热风炉的生产成本相较于顶燃式热风炉较高，因此，本实施例的外燃式热风炉改造为顶燃式热风炉的方法，相较于翻新为外燃式热风炉以及新建顶燃式热风炉，改造成本和生产成本都大幅降低，取得显著的进步。

实施例5

本实施例的外燃式热风炉改造为顶燃式热风炉的方法，基本步骤同实施例4，不同和改进之处在于：如图2和6所示，外燃式热风炉为并排的多个，本实施例为4个，相应的改造后的顶燃式热风炉也为并排的4个，由于整个钢结构框架4不变，其改造成本相对越低，其生产成本也相应的降低。

本实施例的外燃式热风炉改造为顶燃式热风炉的方法，保留了外燃式热风炉蓄热室1的外壳，改造成为4座连式4000m³级顶燃式热风炉，克服了顶燃式热风炉必需新建的技术偏见，相较于新建4座4000m³级顶燃式热风炉高达1.8亿元的建造成本，本实施例的4座连式顶燃式热风炉改造成本不足0.8亿元(至少耐火材料量用量显著减少)，而将4座连式4000m³级外燃式热风炉翻新改造为新的外燃式热风炉的改造成本也高达1.2亿元，但外燃式热风炉的生产成本相较于顶燃式热风炉较高，因此，本实施例的外燃式热风炉改造为顶燃式热风炉的方法，相较于翻新为外燃式热风炉以及新建顶燃式热风炉，改造成本和生产成本都大幅降低，取得显著的进步。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。