破损后不休风高炉连续鼓风系统及连续鼓风方法

技术领域

本发明涉及冶金节能减排技术领域，尤其涉及一种破损后不休风高炉连续鼓风系统及连续鼓风方法。

背景技术

高炉热风管道是一组复杂的高温、高压空气输送系统。在高炉炼铁技术的发展历史中，热风炉的成功应用无疑具有特殊的地位。高炉使用热风冶炼为节约储量有限的冶金焦、降低能源消耗、提高高炉产量、降低炼铁成本方面起到了重要作用；同时也提高了能源的利用率、减少CO

实际使用中，通过多个热风炉交替给高炉进行供应热风，且热风炉产生的热风需要经过热风管道输送至高炉，在输送过程中进行混风调温，保证进入高炉的热风温度的相对稳定。现有热风炉的混风管道接入热风管道上的位置一般是在围管前的热风总管上，整个热风炉系统共用一套混风管道系统。例如图3所示，高炉热风炉常见配置，是4座热风炉20′(少数有3座)呈直线布置态，在热风炉20′布局直线的一端或一侧，配1座高炉10′，4座热风炉20′所产热风分别通过各自的主短管30′统一进入热风总管35′，热风总管35′将热风送进高炉10′的热风围管32′，经热风围管32′下部的热风导管33′和风口34′鼓入高炉10′，即热风总管35′与热风围管32′的结合部——热风总管35′与高炉热风围管32′的三岔口3只有一处。

现有高炉热风系统存在如下问题：1)热风出热风炉20′，由各自主短管30′经热风总管35′送至热风围管32′，再由热风导管33′和风口34′进入高炉10′。高压高温的热风，在热风总管35′与高炉热风围管32′的三岔口3处，会发生剧烈热震，导致管线局部内衬及外壳破损，轻者迫使热风炉20′、高炉10′不得不降低生产强度；重者，因热风总管35′与高炉热风围管32′的三岔口3只有一处，高炉必须休风停产，造成整个生铁成本的升高。2)热风总管35′与高炉热风围管32′的三岔口3破损的维修，维修量大，工程时间长，损失巨大。3))高炉10′与热风炉20′群的直线布置，从送风热风炉20′、主短管30′、热风总管35′、热风围管32′，都是单线输送，其线上任一处破损，高炉都必须休风停产，损失巨大，且维修量大，工程时间长。

有鉴于此，有必要设计一种改进的破损后不休风高炉连续鼓风系统及连续鼓风方法，以解决上述问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种破损后不休风高炉连续鼓风系统及连续鼓风方法。该系统变热风炉与高炉的直线排列布局为环形均匀周向布局，同时加以三岔口预制，并在热风围管联接部位增设热风截止阀，从而实现不休风即可完成高炉热风围管三岔口破损修复，进而增产降本，实现环保增效。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种破损后不休风高炉连续鼓风系统，包括高炉和若干个热风炉，还包括沿所述高炉的外周周向布置的热风围管，所述热风围管通过若干个热风导管与所述高炉连通；所述若干个热风炉沿所述高炉的外周周向布置，且分别与所述热风围管通过可拆卸的气流导入器固定连接；所述热风围管与所述气流导入器的联接部位均设有热风截止阀，从而当热风围管三岔口破损修复时，关闭当前三岔口处的热风截止阀，以实现破损后不休风高炉连续鼓风。

作为本发明的进一步改进，所述热风炉与所述气流导入器之间通过主短管连接。

作为本发明的进一步改进，所述气流导入器为T型结构，包括气流导入器母体和三个连接端，一个连接端朝向所述热风炉，另外两个连接端分别与所述热风围管相连。

作为本发明的进一步改进，所述热风导管与所述热风围管的连接端设置于所述热风围管朝向所述高炉的一侧，所述热风围管与所述气流导入器的连接端设有弧形开口，所述弧形开口处的两侧分别设有一个热风截止阀，用于关闭两个连接端。

作为本发明的进一步改进，所述气流导入器的使用方法为：关闭与破损的气流导入器相连的主短管上的热风大闸，再关闭与破损的气流导入器相连的热风围管开口处的两个热风截止阀；然后取下破损的气流导入器，换上预制的气流导入器；依次打开关闭的热风截止阀和热风大闸，恢复当前热风炉的正常工作。

作为本发明的进一步改进，所述连接端由端部向所述气流导入器母体一侧依次包括设置有外固定法兰的外短管、波纹管以及带有内固定法兰的内短管。

作为本发明的进一步改进，朝向所述热风炉的连接端通过外固定法兰与主短管固定法兰通过螺栓可拆卸连接，与所述热风围管相连的连接端通过外固定法兰与热风围管固定法兰通过螺栓可拆卸连接。

作为本发明的进一步改进，所述气流导入器内设有热电偶，通过工作时温度的非正常变化，完成破损预警。

为实现上述发明目的，本发明还提供了一种破损后不休风高炉连续鼓风方法，采用以上所述的破损后不休风高炉连续鼓风系统进行鼓风，包括以下步骤：

S1.将每个热风炉通过主短管及气流导入器与热风围管固定连接；

S2.先打开热风围管上的各个热风截止阀，然后打开每个热风炉主短管上的热风大闸，开始进行高炉鼓风；

S3.当某一处的气流导入器发生破损时，先关闭与破损的气流导入器相连的主短管上的热风大闸，再关闭与破损的气流导入器相连的热风围管开口处的两个热风截止阀；然后取下破损的气流导入器，换上预制的气流导入器；

S4.依次打开预先关闭的热风截止阀和热风大闸，恢复当前热风炉的正常工作。

作为本发明的进一步改进，所述破损后不休风高炉连续鼓风方法还包括：将热电偶连线，传输监控信号至监控器，高炉送风恢复生产。

本发明的有益效果是：

1.本发明提供的破损后不休风高炉连续鼓风系统，变热风炉与高炉的直线排列布局为环形均匀周向布局，同时加以三岔口预制，并在热风围管上与高温高压气流导入器4联接的部位(左右两处)增设热风截止阀。本发明旨在用预制的高温高压气流导入器进行替换修复前，关闭高温高压气流导入器两端热风围管上的热风截止阀，以保证其他热风炉可以正常为高炉送风，从而实现不休风即可完成高炉热风围管三岔口破损修复，进而增产降本，实现环保增效。

2.本发明提供的破损后不休风高炉连续鼓风系统，采用预制高温高压气流导入器，能够使相关工程的施工及使用后的维修模块化，极大缩小工期，有效降低成本，达到增产降耗的目的。本发明具有鲜明的创造性、环保性、综合性和经济性。

附图说明

图1为本发明破损后不休风高炉连续鼓风系统的结构示意图。

图2为本发明破损后不休风高炉连续鼓风系统的气流导入器结构示意图。

图3为现有技术高炉鼓风系统的结构示意图。

附图标记

10-高炉；20-热风炉；30-主短管；301-主短管固定法兰；31-气流导入器；310-气流导入器母体；311-外短管；3111-外固定法兰；312-波纹管；313-内短管；3131-内固定法兰；32-热风围管；321-热风截止阀；33-热风导管；34-风口；40-密封圈；50-热电偶；

10′-高炉；20′-热风炉；21′-烟囱；30′-主短管；31′-气流导入器；32′-热风围管；33′-热风导管；34′-风口；35′-热风总管；351′-直角拐口；352′-热风总管三岔口。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在具体实施例中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

请参阅图1和2所示，本发明提供了一种破损后不休风高炉连续鼓风系统，包括高炉10和若干个热风炉20，还包括沿所述高炉10的外周周向布置的热风围管32，所述热风围管32通过若干个热风导管33与所述高炉10连通；所述若干个热风炉20沿所述高炉10的外周周向布置，且分别与所述热风围管32通过可拆卸的气流导入器31固定连接。所述热风围管32与所述气流导入器31的联接部位均设有热风截止阀321，从而当热风围管32三岔口破损修复时，关闭当前三岔口处的热风截止阀321，以实现破损后不休风高炉连续鼓风。

通过采用上述技术方案，本发明变热风炉20与高炉10的直线排列布局为环形均匀周向布局，革命性废除现行热风炉20与高炉10的直线排列布局，以彻底消除原有直线排列的痼疾。在热风围管32上与高温高压气流导入器31联接的部位(左右两处)，增设热风截止阀48，实现不休风即可完成高炉热风围管32三岔口破损修复，从而增产降本，实现环保增效。

其中，所述热风炉20与所述气流导入器31之间通过主短管30连接。所述破损后不休风高炉连续鼓风系统包括至少三个热风炉20，且所述热风炉20沿所述高炉10的外周均匀布置。具体确定依据依从于高炉10设计生产强度下每立方有效容积对应需要的热风炉20加热面积，高炉10本体周边的空间布局和热风围管32与主短管30联合系统的加工复杂程度等。

特别地，所述热风导管33的个数大于所述热风炉20的个数。通过多个热风导管33使得热风更加均匀快速地输送到高炉10内。在一些实施方式中，所述热风导管33与所述热风围管32的连接端设置于所述热风围管32朝向所述高炉10的一侧。

本发明高炉10与热风炉20的相对位置是，热风炉20在高炉10四周，总体呈环形周向均匀等距布局。热风炉20的主短管30直接与热风围管32联接，省却了热风总管35′，原工艺中的热风总管35′与高炉热风围管32的三岔口，由预制的气流导入器31代替，其余工艺不变，以使相关工程的施工及使用后的维修模块化，极大缩小工期，有效降低成本，达到增产降耗的目的。而现行高炉10′热风炉20′送风工艺，高炉10′与热风炉20′的相对位置是，热风炉20′在高炉10′一侧，总体呈直线布局。故热风总管35′与高炉热风围管32′的三岔口只有一处，其线上任一处破损，高炉10′都必须休风停产，损失巨大，且维修量大，工程时间长。

请参阅图2所示，所述气流导入器31为T型结构，包括气流导入器母体310和3个连接端，一个连接端朝向所述热风炉20，与所述主短管30相连，另外两个连接端分别与所述热风围管32相连。如此设置，用预制的气流导入器31模块化替换原需现场工程制作的热风总管35′与高炉热风围管32′的联接部位(即热风总管35′与高炉热风围管32′的三岔口处)。

具体地，所述连接端由端部向所述气流导入器母体310一侧依次包括设置有外固定法兰3111的外短管311、波纹管312以及带有内固定法兰3131的内短管313。所述连接端通过内固定法兰3131与所述气流导入器母体310通过螺栓或焊接实现紧固连接。

所述热风围管32与所述气流导入器31的连接端设有弧形开口(气流导入器31与所述热风围管32相连的两个连接端组成的横向弧度与热风围管32相同)，所述弧形开口处的两侧分别设有一个热风截止阀321，用于关闭两个连接端。

与所述主短管30相连的连接端通过外固定法兰3111与主短管固定法兰301通过螺栓可拆卸连接，与所述热风围管32相连的连接端通过外固定法兰3111与热风围管固定法兰通过螺栓可拆卸连接。如此设置，所述热风围管32实际通过与所述气流导入器31的连接端相连的开口，被分割为若干段，每一段均通过若干个热风导管33与高炉的风口34相通。通过预制三岔口处的气流导入器31，可使相关工程的施工及使用后的维修模块化，极大缩小工期，有效降低成本，达到增产降耗的目的。

所述外固定法兰3111与所述主短管固定法兰301之间及与所述热风围管固定法兰之间设有耐高温高压密封圈40。

所述气流导入器母体310的上部横向部分内外各层材质及尺寸与所述热风围管32相同，与所述热风围管32相连的连接端的内部材质与所述热风围管32相同；所述气流导入器母体310的下部纵向部分内外各层材质与尺寸与所述主短管30相同，与所述主短管30相连的连接端的内部材质与所述主短管30相同；且均为耐火材料。

在使用过程中，热风炉20的热风经主短管30及与其相连的气流导入器(31)一端，流动至气流导入器母体310；再在气流导入器母体310内分流，分别经另外两个连接端流动至热风围管32内。本发明由于气流导入器(31)包括气流导入器母体310和3个连接端，每个连接端由其端部向所述气流导入器母体310一侧依次包括设置有外固定法兰3111的外短管311、波纹管312以及带有内固定法兰3131的内短管313。此种独特的相互连接的外短管311、波纹管312及内短管313结构设置，使得气流导入器(31)既能很好地实现三岔口热风输送，又能便于拆卸更换。

所述气流导入器31的使用方法为：关闭与破损的气流导入器31相连的主短管30上的热风大闸，再关闭与破损的气流导入器31相连的热风围管32开口处的两个热风截止阀321；然后取下破损的气流导入器31，换上预制的气流导入器31；依次打开关闭的热风截止阀321和热风大闸，恢复当前热风炉20的正常工作。

特别地，所述气流导入器31内设有热电偶50，优选设置在外短管311和内短管313的内壁上，通过工作时温度的非正常变化，完成破损预警。

一种破损后不休风高炉连续鼓风方法，采用上述技术方案所述的破损后不休风高炉连续鼓风系统进行鼓风，包括以下步骤：

S1.将每个热风炉20通过主短管30及气流导入器31与热风围管32固定连接；

S2.先打开热风围管32上的各个热风截止阀321，然后打开每个热风炉20主短管30上的热风大闸，开始进行高炉鼓风；

S3.当某一处的气流导入器31发生破损时，先关闭与破损的气流导入器31相连的主短管30上的热风大闸，再关闭与破损的气流导入器31相连的热风围管32开口处的两个热风截止阀321，以保证其他热风炉20可以正常为高炉10送风，并为实现不休风即可完成高炉热风围管32三岔口破损修复提供条件；然后取下破损的气流导入器31，换上预制的气流导入器31；左、右热风围管32端，采用螺栓将预制的气流导入器31的外固定法兰3111与热风围管截止阀法兰(二者间加耐高温高压密封圈40，材质可选铜)紧固联接即可；主短管30端，用螺栓将预制的气流导入器31的外固定法兰3111与主短管固定法兰301(二者间加耐高温高压密封圈40，材质可选铜)紧固联接即可；

S4.依次打开预先关闭的热风截止阀321和热风大闸，恢复当前热风炉20的正常工作。

所述破损后不休风高炉连续鼓风方法还包括：将热电偶50连线，传输监控信号至监控器，高炉送风恢复生产。

实施例1

某厂高炉有效容积2580m

该高炉10′与热风炉20′因采用直线布局，热风总管35′与高炉10′热风围管32′的三岔口只有一处，常年剧烈的热震，导致该处内衬及外壳破损，轻者迫使热风炉、高炉不得不降低生产强度，重者大修，高炉必须休风停产，造成整个生铁成本的升高。该高炉热风总管35′与高炉热风围管32′的三岔口处大修工程影响生铁产量在1％水平。

请参阅图1和2所示，作为改进，本发明采用一种破损后不休风高炉连续鼓风系统，具体如下：

1、采用环形均匀周向布局，废弃原热风炉20′与高炉10′的直线排列布局，同时在热风围管32上与高温高压气流导入器31联接的部位(左右两处)，增设热风截止阀321，主短管30的长度与结构以及其余工艺与设备不变(见图1)，本次修复的是1#热风炉主短管30与热风围管32联络的三岔口部位；

2、用预制的气流导入器31替换原需现场工程制作的热风总管35′与高炉热风围管32′的联接部位(即热风总管35′与高炉热风围管32′的三岔口处)。详见图2。

实际使用结果如下：

1)热风炉20对高炉10的环形均匀周向布局，通过科学的工艺，形成了与热风炉20座数同一的主短管30与高炉热风围管32的三岔口，消除了原工艺单一热风总管35′与高炉热风围管32′的三岔口的弊端，加之热风截止阀321的设置，完全实现了不休风即可完成高炉热风围管32三岔口破损修复；

2)原热风炉20′与高炉10′的直线排列布局造成的热风总管35′线上的多处热震破损以及引起造成的热风炉20′低强度生产问题消除了，高炉实际收受风温由1195℃恢复到热风炉正常生产风温1210℃水平，较原工艺升高15℃，实际利用系数由原2.5升至2.6水平，生铁产量回复正常水平；

3)预制的气流导入器31对原需现场工程制作的热风总管35′与高炉热风围管32′的联接部位的模块化替换，使得原该处大修类事故的工程周期由原15～22天缩短至3～5天。本实施例大修工期由19天减至3.5天，总体缩短82％，该高炉此类事故发生率在1次/年±，则每年可减少休风停产日15.5天，按上利用系数2.6计，可增产103974t生铁；另，施工期间3.5天利用系数按低强度的2.0计，则较原工艺减少产量损失18060t生铁，总计本发明可年增产103974+18060＝122034t生铁，效益显著。

实施例2

某厂高炉有效容积2580m

该高炉10′与热风炉20′因采用直线布局，热风总管35′与高炉10′热风围管32′的三岔口只有一处，常年剧烈的热震，导致该处内衬及外壳破损，轻者迫使热风炉、高炉不得不降低生产强度，重者大修，高炉必须休风停产，造成整个生铁成本的升高。该高炉热风总管35′与高炉热风围管32′的三岔口处大修工程影响生铁产量在1％水平。

请参阅图1和2所示，作为改进，本发明采用一种破损后不休风高炉连续鼓风系统，具体如下：

1、采用环形均匀周向布局，废弃原热风炉20′与高炉10′的直线排列布局，同时在热风围管32上与高温高压气流导入器31联接的部位(左右两处)，增设热风截止阀321，主短管30的长度与结构以及其余工艺与设备不变(见图1)，本次修复的是1#热风炉主短管30与热风围管32联络的三岔口部位；

2、用预制的气流导入器31替换原需现场工程制作的热风总管35′与高炉热风围管32′的联接部位(即热风总管35′与高炉热风围管32′的三岔口处)。详见图2。

实际使用结果如下：

1)热风炉20对高炉10的环形均匀周向布局，通过科学的工艺，形成了与热风炉20座数同一的主短管30与高炉热风围管32的三岔口，消除了原工艺单一热风总管35′与高炉热风围管32′的三岔口的弊端，加之热风截止阀321的设置，完全实现了不休风即可完成高炉热风围管32三岔口破损修复；

2)原热风炉20′与高炉10′的直线排列布局造成的热风总管35′线上的多处热震破损以及引起造成的热风炉20′低强度生产问题消除了，高炉实际收受风温由1135℃恢复到热风炉正常生产风温1215℃水平，较原工艺升高80℃，实际利用系数由原2.0升至2.7水平，日产生铁由原5160t水平，增加之6966t水平，增长率35％，生铁产量回复正常水平；

3)预制的气流导入器31对原需现场工程制作的热风总管35′与高炉热风围管32′的联接部位的模块化替换，使得原该处大修类事故的工程周期由原8～10天缩短至2天。本实施例大修工期由9天减至2天，总体缩短78％，该高炉此类事故发生率在2次/年±，则每年可减少休风停产日14天，按上利用系数2.7计，可增产83592t生铁；另，施工期间2天利用系数按低强度的1.8计，则较原工艺减少产量损失9288t生铁，总计本发明可年增产83592+9288＝92880t生铁，效益显著。

综上所述，本发明提供的破损后不休风高炉连续鼓风系统，变热风炉与高炉的直线排列布局为环形均匀周向布局，同时加以三岔口预制，并在热风围管上与高温高压气流导入器4联接的部位增设热风截止阀，从而实现不休风即可完成高炉热风围管三岔口破损修复，进而增产降本，实现环保增效。此外，采用预制高温高压气流导入器，能够使相关工程的施工及使用后的维修模块化，极大缩小工期，有效降低成本，达到增产降耗的目的。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。