加热炉炉顶发红冒火原因分析 及整改预防措施

某钢管厂加热炉为四段步进梁式双蓄热类型，有效尺寸为46020mm×12800mm，加热分为一段、二段、三段、均热段，共四段，没有预热段。燃料为高炉煤气，其热值为3350kJ/m3。采用空气、煤气双蓄热烧嘴，蓄热体为蜂窝体。加热炉两侧墙共有120个蓄热烧嘴，其中空气烧嘴60个，煤气烧嘴60个。设计加热能力110t/h(常温圆钢坯)，出钢温度为1280~1320℃。加热炉加热圆钢坯，用于生产无缝钢管。

1 存在问题

加热炉投产后，运行不正常。其存在问题是：炉顶出现大面积发红现象，个别部位冒火。随着加热炉长时间使用，炉顶发红部位逐渐增多，尤其均热段炉顶最为严重。从炉顶上观察，发红部位一般在纵向或横向膨胀缝位置直线方向上，个别锚固砖周围也有发红现象。这种情况导致加热炉炉顶温度升高，能耗大，产量下降，运行安全受到威胁，需要尽快查找原因，制定科学的整改措施，确保加热炉长期安全、稳定、高效运行。炉顶发红冒火现象如图1、图2所示。

图1炉顶胀缝处发红冒火

图2  炉顶锚固砖周围发红冒火

2 原因分析

2.1炉顶胀缝处发红冒火

炉顶胀缝处发红冒火在横向和纵向胀缝处都有，基本上沿胀缝方向在一条线上。炉顶浇注施工时，胀缝板一般用木方挡住，木方端面尺寸100mm×100mm较好，但施工现场大多使用100mm×50mm或100mm×30mm、80mm×50mm或80mm×30mm木方，基本上都是从旧木托上拆下来加以利用的。而炉顶锚固砖间距一般设计为300mm×300mm，浇注时会因木方端面尺寸过小挡不住胀缝板，造成振动过程中锚固砖木楔子松动，导致锚固砖偏斜，致使胀缝板偏斜，有时还偏斜至锚固砖上。用黏土砖压缝时，偏斜的胀缝压不住，炉温高和炉压大时，轻质料被吹起来，膨胀缝处就会发红冒火。胀缝板偏斜情况如图3、图4所示。

图3偏斜至锚固砖的胀缝板

图4施工完毕偏斜的胀缝板

2.2锚固砖周围发红冒火

炉顶浇注施工时，振动不均匀，锚固砖周围浇注料振捣不密实，高温状态下锚固砖周围出现微小缝隙，会导致锚固砖周围发红冒火。另外，胀缝板放置偏斜至锚固砖，胀缝没有压住，也会出现锚固砖周围发红冒火。现场清理完膨胀缝处轻质料、压缝砖及纤维毯后，发现胀缝偏斜情况很多，有的胀缝偏斜至锚固砖边缘，如图5、图6所示。

图5偏斜的膨胀缝

图6偏斜至锚固砖的膨胀缝

2.3炉温高、炉压大的影响

加热炉出钢温度设计最高为1280℃，因工人操作不熟练，经常超过1300℃。炉压以不超过30Pa为宜，但工人实际操作炉压基本上在30~80Pa之间波动。因此，在炉温高、炉压大的影响下，炉顶胀缝处的轻质浇注料被吹起，也促进了炉顶胀缝处发红冒火。

综上所述，炉顶胀缝处、锚固砖周围发红冒火的主要原因是炉顶浇注施工时，胀缝板放置偏斜，胀缝没有压住所致。另外，在浇注过程中，振动的不均匀性对材料施工的密实度有影响;炉温高、炉压大对胀缝处发红冒火也起到了促进、加重作用。

3 整改措施

(1)将加热炉炉顶横向和纵向胀缝全部清理出来，用10mm厚含锆纤维毯填塞胀缝，如图7、图8所示。

图7 炉顶清理出来的胀缝

图8 填塞胀缝

用高温胶泥将20mm厚含锆纤维毯粘贴到炉顶重质料表面来覆盖胀缝，顺着胀缝位置压上黏土砖，如图9所示。最后使用PN-LW0.6轻质浇注料做保温，如图10所示。

图9胀缝处压上含锆纤维毯及黏土砖

图10胀缝处使用轻质浇注料做保温

(2)加强工人操作培训，制定考核措施，保证炉温、炉压控制在正常范围内。炉温要求出钢最高温度控制在1300℃以下，炉压不超过30Pa。

4 预防措施

在加热炉炉顶浇注施工过程中，为了避免因炉顶胀缝板放置偏斜和浇注振动不均匀而导致的炉顶胀缝处、锚固砖周围发红冒火，可采取以下预防措施。

(1)炉顶使用钢模板支模浇注

炉顶浇注施工使用钢模板支模时，可在钢模板上点焊Φ10mm钢筋，钢筋长度应大于胀缝板宽度，保证胀缝板在两排锚固砖中心线位置，用铁丝和木方将胀缝板固定，胀缝板两边都浇注完成后，将钢筋取出。如图11、图12所示。

图11  焊在钢模板上的钢筋

图12挡胀缝板用木方

(2)炉顶使用木模板支模浇注

炉顶使用木模板浇注施工时，胀缝板放置在两排锚固砖中心线后，用手钻在木模板和胀缝板上钻孔，然后用铁丝将胀缝板和木模板捆扎在一起，胀缝板两侧再挡上木方即可。炉顶浇注完毕后，拆除模板前先将铁丝用钳子夹断，然后拆除木模板。如图13、图14所示。

图13铁丝将木模板和胀缝板穿起来

图14胀缝板两侧挡上木方

(3)保证振动的均匀性

炉顶浇注施工时，要求振动棒采取快插慢拔方式，移动速度不超过2m/min。依据振动棒作用半径，每个部位都要振动到位，特别是锚固砖周围，保证振动均匀性，避免形成空隙。浇注料振动施工以没有大的气泡冒出为宜。

5 整改效果

根据加热炉炉顶发红冒火情况进行整改后，取得的效果如下：

(1)加热炉炉顶发红冒火现象得到彻底解决，炉顶没有异常情况发生;

(2)加热能力显著增强，生产趋于正常化、连续化，生产效率大大提高;

(3)能耗明显下降，煤气消耗降至30000m3/h以下;

(4)加热炉炉顶检测不到CO存在，使用环境大幅改善;

(5)为加热炉炉顶发红冒火现象的处理积累了经验，起到一定的借鉴意义。