黃永康

（江西銅業(yè)集團(tuán)有限公司 貴溪冶煉廠， 江西 貴溪 335424）

1 引言

貴溪冶煉廠備料車間于1985年建成投產(chǎn)。主要負(fù)責(zé)全廠銅精礦的倉儲、預(yù)干燥和輸送任務(wù)，負(fù)責(zé)為兩臺閃速爐輸送水份合格的物料（銅精礦），是江銅貴溪冶煉廠的主要生產(chǎn)輔助單位。為踐行綠色發(fā)展理念，車間分別在2015年11月和2016年1月，對2臺熱風(fēng)爐進(jìn)行了替代改造，由燃煤熱風(fēng)爐改造成現(xiàn)如今的燃?xì)鉄犸L(fēng)爐。熱風(fēng)爐作為預(yù)干燥系統(tǒng)的核心設(shè)備，在近幾年的使用過程中，熱風(fēng)爐爐磚出現(xiàn)不同程度的裂化、脫落、破損，車間通過對熱風(fēng)爐爐磚及砌筑工藝的不斷優(yōu)化，有效地延長了熱風(fēng)爐爐磚的使用壽命。

2 燃?xì)鉄犸L(fēng)爐工藝簡介

2.1 燃?xì)鉄犸L(fēng)爐結(jié)構(gòu)

備料車間天然氣熱風(fēng)爐采用自身預(yù)熱式節(jié)能高效爐型,爐體為臥式圓筒形，型號為YDRFL-1000型,主要是為干燥窯提供熱源的設(shè)施。其主要結(jié)構(gòu)由爐體、燃燒器、燃?xì)忾y組和儀表、助燃風(fēng)機、稀釋風(fēng)機、內(nèi)環(huán)流補風(fēng)閥、補風(fēng)閥、出煙管、防爆閥、電氣控制系統(tǒng)等部件組成。爐體部分主要由外殼、內(nèi)襯、螺旋葉片等制作成兩個腔室，內(nèi)腔為燃燒爐膛；外腔設(shè)置螺旋葉片，形成螺旋通道作預(yù)熱空氣風(fēng)道，在煙氣出口端設(shè)置切向預(yù)熱空氣風(fēng)道進(jìn)風(fēng)口。一次風(fēng)進(jìn)風(fēng)口連接助燃鼓風(fēng)機，二次風(fēng)進(jìn)風(fēng)口連接稀釋風(fēng)風(fēng)機，預(yù)熱空氣風(fēng)道出風(fēng)口處裝有燃燒器。見圖1。

圖1 YDRFL-1000預(yù)熱式高效熱風(fēng)爐外形結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 工作原理

天然氣經(jīng)管道和燃?xì)忾y組進(jìn)入點火器，點火成功后，火焰檢測器啟動，當(dāng)檢測到點火槍工作正常后，主燃?xì)忾y門自動開啟，調(diào)節(jié)閥逐步緩慢開大，燃燒器大火燃燒。

助燃風(fēng)機提供燃燒所需的空氣，是燃燒器正常燃燒的重要設(shè)備。產(chǎn)生的具有一定風(fēng)壓和風(fēng)量的空氣經(jīng)螺旋預(yù)熱風(fēng)道預(yù)熱后，分別進(jìn)入燃燒器和內(nèi)環(huán)流補風(fēng)閥，形成助燃空氣和霧化空氣。助燃空氣經(jīng)燃?xì)鉅t端面裝的內(nèi)環(huán)流補風(fēng)閥進(jìn)入爐膛輔助燃燒，通過調(diào)節(jié)內(nèi)環(huán)流補風(fēng)閥可以起到調(diào)節(jié)助燃空氣量，使燃?xì)饬颗c助燃空氣量準(zhǔn)確配比。在采用多頭內(nèi)混與風(fēng)散相結(jié)合方法的高效燃燒器內(nèi)，霧化空氣與燃料分兩次混合，霧化空氣與燃料充分混合后在燃燒器內(nèi)著火燃燒，形成錐形火焰后噴射至爐膛進(jìn)行充分燃燒，并產(chǎn)生700～1200℃高溫?zé)釤煔?，熱煙氣再?jīng)過稀釋風(fēng)的摻混中和至所需溫度后，經(jīng)混風(fēng)室出口端送出。

2.3 主要特點

備料車間自身預(yù)熱式節(jié)能高效爐型，具有結(jié)構(gòu)簡單、布置靈活、體積小巧，自動化程度高，操作簡單，性能可靠等特點。

3 天然氣熱風(fēng)爐爐磚及砌筑工藝

在生產(chǎn)過程中，燃?xì)馀c風(fēng)量自動調(diào)節(jié)比例控制，燃料與空氣充分混合后在燃燒器內(nèi)充分燃燒，可產(chǎn)生700～1200℃高溫?zé)釤煔?，結(jié)合貴溪冶煉廠備料車間生產(chǎn)實際，經(jīng)常性升降溫操作，熱風(fēng)爐爐磚的使用壽命面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，因此對預(yù)干燥天然氣熱風(fēng)爐爐磚及砌筑工藝要求極為嚴(yán)格。

3.1 熱風(fēng)爐爐磚裂化情況

備料車間燃?xì)鉄犸L(fēng)爐于2015年11月投入生產(chǎn)使用。在使用過程中，熱風(fēng)爐爐內(nèi)耐火磚劣化速度非?？?，以2#熱風(fēng)爐為例，至今已檢修維護(hù)過多次。

2015年11月2#熱風(fēng)爐投入使用，2015年12月16日檢查時，發(fā)現(xiàn)燃燒室內(nèi)爐磚出現(xiàn)裂紋、混合室內(nèi)爐磚斷裂、磚縫擴大等問題。見圖2。

2016年2月18日檢查時，保溫棉已有部分脫落，擋圈已變形，燃燒室內(nèi)耐火磚還出現(xiàn)剝離現(xiàn)象。見圖3。

2016年4月27日檢查時，2#熱風(fēng)爐內(nèi)耐火磚劣化已經(jīng)較為嚴(yán)重，燃燒室耐火磚剝離近三分之一、混合室磚縫不斷擴大、燃燒器擋圈、混合室擋圈變形。

2017年1月，2#爐燃燒室耐火磚剝離、開裂，擋圈變形、損壞，混合室磚縫擴大等老問題重復(fù)出現(xiàn)，已經(jīng)危及熱風(fēng)爐本體。

圖2 2015年磚縫擴大實圖

圖3 2016年擋圈變形實圖

3.2 熱風(fēng)爐爐磚的選型

天然氣熱風(fēng)爐自2015年11月投入使用以來，其主要問題集中在爐磚劣化較頻繁方面。分析原因除操作水平、砌筑質(zhì)量以外，我們對爐磚的選型進(jìn)行了分析，同時對2#熱風(fēng)爐爐磚近年來裂化情況進(jìn)行了統(tǒng)計。見表1。

表1 2#熱風(fēng)爐爐磚裂化情況和爐磚選型統(tǒng)計表

3.3 砌筑工藝優(yōu)化

根據(jù)2#熱風(fēng)爐爐磚近年來裂化情況，車間在熱風(fēng)爐爐磚的選型上進(jìn)行了不斷的改進(jìn)，同時，結(jié)合2#熱風(fēng)爐爐磚裂化主要以燃燒室爐磚為主，通過不斷的實踐與驗證，對燃燒室爐磚的砌筑工藝不斷優(yōu)化，達(dá)到延長熱風(fēng)爐爐磚使用壽命的目的。

2017年1月檢修，燃燒室耐火磚材質(zhì)由磷酸鹽異形磚變更為側(cè)楔形鎂鉻耐火磚，采用兩種側(cè)楔形直接結(jié)合鎂鉻磚配合砌筑，尺寸規(guī)格為300*150*75/65（250塊）、300*150*75/55（180塊）兩種，為6環(huán)錯縫砌筑，剩余30mm切割填縫，每環(huán)65的38塊，55的28塊。砌筑泥漿采用鎂質(zhì)泥漿，結(jié)合劑采用鹵水或者水玻璃。要求磚縫泥漿飽滿，滿灰砌筑。見圖4。

圖4 砌體內(nèi)表面展開（局部）圖

2017年年修，熱風(fēng)爐燃燒室采用了刀口型半再結(jié)合鎂鉻磚及專用泥漿，磚型由車間自行設(shè)計尺寸規(guī)格為400*92*75，設(shè)計5環(huán)，每環(huán)55塊；實際為4.5環(huán)，每環(huán)51塊，錯縫砌筑，頭部保留30mm保溫棉。取消切割填縫的做法，改由支模板澆注的方式，并將30mm縫全部放在燃燒室頭部統(tǒng)一澆注。除此之外，還對混風(fēng)室磚縫進(jìn)行了填補，防爆閥處耐火磚進(jìn)行了固定；混風(fēng)室擋圈進(jìn)行了焊補，燃燒室擋圈進(jìn)行了更換，由于喇叭口已變形，只進(jìn)行了3/4的焊接。

2017年12月，燃燒室內(nèi)耐火磚出現(xiàn)裂紋、磚縫擴大、磚體松脫。確定原因為泥漿沙化脫落，在不改變原砌筑方式的基礎(chǔ)上，將泥漿更換膠泥。

2019年年修，燃燒室耐火磚材質(zhì)由側(cè)楔形鎂鉻耐火磚變更為二級高鋁磚。采用帶凹凸槽二級高鋁磚，取消支模板，采用竹片頂撐的方法砌磚。燃燒室頭部30mm升縮縫保溫棉保留，中間不留升縮縫，爐磚錯縫50mm砌筑。

3.4 使用效果

從所用過的兩種爐磚磚使用周期看，側(cè)楔形鎂鉻耐火磚明顯優(yōu)于特種磷酸鹽異形磚。在改造完成之初，所用的特種磷酸鹽異形磚短周期內(nèi)出現(xiàn)多次裂化、脫落，給生產(chǎn)帶來了一些不利影響，側(cè)楔形鎂鉻耐火磚在使用過程中雖優(yōu)于特種磷酸鹽異形磚，但同樣出現(xiàn)泥漿沙化的問題?；诖耍紤]到1#熱風(fēng)爐同樣存在泥漿沙化導(dǎo)致爐磚磚松脫的問題，備料車間商討后，決定今后熱風(fēng)爐燃燒室均采用二級高鋁磚，磚型為廠家設(shè)計的型號，自帶卡槽。并在2019年11月一系統(tǒng)年修期間對熱風(fēng)爐燃燒室爐磚進(jìn)行了整體更換，使用效果待進(jìn)一步驗證。

4 結(jié)語

本著實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，通過近幾年對燃?xì)鉄犸L(fēng)爐使用觀察，備料車間熱風(fēng)爐爐磚及砌筑工藝不斷優(yōu)化，無不凝聚著每一個工藝技術(shù)人員智慧的結(jié)晶。未來，隨著工廠智能化水平的不斷提升，生產(chǎn)工藝的不斷優(yōu)化，我們必將圍繞關(guān)鍵核心設(shè)備，不斷進(jìn)行工藝優(yōu)化，更好

地服務(wù)生產(chǎn)。