一种镍闪速炉的升温方法
【专利摘要】本发明涉及一种镍闪速炉的升温方法，其特征在于在镍闪速炉炉体布置若干的固定和临时热电偶；布置若干的油枪孔和可点燃油枪；采用从纵向两侧向上升烟道升温的方式，保证镍闪速炉升温整体温度的均衡和稳定；稳定镍闪速炉温升和避免炉内积油；反应塔鼓入纯氧，保证了贫化区侧油枪燃烧充分。依据临时热电偶温度均衡、匹配的原则对反应塔参数、炉膛负压和油枪点燃位置及油量进行调整，保证镍闪速炉各区域均衡、稳定的温升。本发明的方法镍闪速炉开炉后炉体膨胀稳定，开炉总体能够按照理论升温曲线升温，且温度控制较好。耐火材料预留膨胀缝全部密合，炉体各部受力合适，温度分布均衡，炉体钢骨架整体性强，无变形和错位现象。炉体的膨胀非常稳定。
【专利说明】一种镍闪速炉的升温方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种镍闪速炉的升温方法。
【背景技术】
[0002]镍闪速炉开炉是闪速熔炼生产实践过程的一个重要环节。开炉工作做得好，对于镍闪速炉的正常生产以及镍闪速炉的炉寿命起着至关重要的保障作用。镍闪速炉开炉分为小修、中修和大修开炉。由于检修性质和范围不同，开炉的周期和方式也不同，但不管哪种性质的检修后开炉，都分以下几个阶段进行:
a、开炉前的准备工作；
b、升温；
C、投料；
d、熔体试排放并转入正常生产。
[0003]镍闪速炉升温主要是对炉体耐火材料的烘烤，砖体温度必须达到或接近生产所要求的温度和相应的蓄热量，使其完成脱干水份、砖体晶型转变和炉体受力膨胀到位，保证镍闪速炉的耐火材料及弹性骨架能够适应生产温度的冲击。同时使炉内，尤其是反应塔空间温度达到低负荷生产的要求，以保证投料开始阶段的温度需求。镍闪速炉的升温是通过反应塔、沉淀池和贫化区的油枪燃烧重油或柴油来实现的，升温过程要求缓慢而均匀地按照预先制定的升温曲线进行。按照升温曲线升温的目的是:
a、均匀地将耐火材料(特别是新砌砖)中的物理和化学水份脱去
b、避免耐火材料受热后不均匀膨胀而剥落或爆裂；
C、满足耐火材料中的各种物质完成晶型转变所需的温度和时间条件；
d、使耐火材料具有足够的抗侵蚀和抗冲刷性能；
e、达到生产所需要的炉温要求。
[0004]升温是一个长期，且必须稳定的过程，严格按照炉体耐火材料的特性和升温曲线控制升温温度，不能变化太大，否则会造成炉体耐火材料出现断裂现象，炉体耐火材料没有烘烤好，会严重影响炉体的运行寿命，甚至会出现漏炉的重大安全事故。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能够保证镍闪速炉各区域均衡、稳定的温升，以保证升温结束时炉体受力达到设计要求的镍闪速炉的升温方法。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
[0007]—种镍闪速炉的升温方法，其特征在于在升温时，镍闪速炉炉体布置若干固定和临时热电偶，保证炉内温度测量的准确；布置若干的油枪孔和可点燃油枪的位置，保证对炉内任何点的空间温度均的自主控制；采用从纵向两侧向上升烟道升温的方式，保证镍闪速炉升温整体温度的均衡和稳定；反应塔鼓入纯氧，保证反应塔侧油枪燃烧充分及贫化区侧油枪燃烧充分；依据临时热电偶温度均衡、匹配的原则对反应塔参数、炉膛负压和油枪点燃位置及油量进行调整，保证镍闪速炉各区域均衡、稳定的温升；参照升温进度和炉体受力设计要求实时调整炉体弹簧，以保证升温结束时炉体受力达到设计要求。
[0008]本发明的一种镍闪速炉的升温方法，其特征在于在其升温过程中，
(O以上升烟道临时热电偶温度为控制依据，综合考虑炉体的反应塔、沉淀池、贫化区和其它区域、炉膛及炉体的固定热电偶、临时热电偶和炉体表面温度变化，以保证炉体耐火材料和钢骨架等各个部位的均匀膨胀，且达到设计要求；
(2)按升温曲线控制温升，实际控制过程中最大温度波幅与理论曲线相差不超过±20°C,力戒温度大起大落；
(3)遵循多油枪、小油量的原则，即根据温度需求从炉体纵向两端油枪逐步增加至中间位置和反应塔顶油枪；
(4)遵循均衡升温的原则，即根据炉内各区域的温度分布，决定需要点燃的油枪位置和油枪的燃油量，尽量控制炉内各区域温度同步；
(5)遵循稳定炉内负压的原则，炉内始终保持微负压状态，沉淀池负压为-1OPa?10
Pa ；
(6)油枪燃烧要求:
a、燃油雾化完全，燃烧充分，即燃烧不冒黑烟，炉内没有积油；
b、油枪的火焰略向下6°?8。喷射，绝对不许火焰向上烧损炉顶；
C、火焰离枪头200mm左右开始燃烧，火焰长度约3m?4m，绝对不许烧到对面的炉墙。
[0009]本发明的一种镍闪速炉的升温方法，其特征在于年度检修时的热态检修，镍闪速炉升温过程为7?8天，控制3?6°C /h的温升，以及800°C、120(TC两个恒温点。
[0010]本发明的一种镍闪速炉的升温方法，其特征在于大修时冷态检修，镍闪速炉升温过程升温过程为15?30天的升温时间，有200°c、400°c、60(rc、80(rc和1250°C五个恒温点。
[0011]本发明的一种镍闪速炉的升温方法，其特征在于镍闪速炉升温时，安装的固定热电偶和临时热电偶中，其72根固定热电偶分布:反应塔筒体40根、反应塔顶5根、四面侧墙18根、炉底7根、上升烟道顶I根、贫化区炉顶I根；13根临时热电偶分布:反应塔下部周边平顶2根、沉淀池顶4根、上升烟道顶2根、贫化区顶4根、镍闪速炉副烟道出口 I根，安装时要求临时热电偶插入到炉膛内IOOmm?200mm，保证能准确测量出炉膛内温度。
[0012]本发明的一种镍闪速炉的升温方法，其特征在于镍闪速炉升温时，镍闪速炉共分布23个油枪孔和2个渣口及4个观察口可点燃油枪的位置，分别为反应塔顶1#?4#油枪；东侧5#、6#油枪和东侧观察口 ；南侧7#?13#油枪和南侧观察口 ；西侧观察口及2个渣口 ；北侧14#?21#油枪和北侧观察口 ；上升烟道南侧墙22#?23#油枪。
[0013]本发明的一种镍闪速炉的升温方法，其特征在于镍闪速炉升温时，采用出炉体纵向两侧向上升烟道同步升温方式:在升温初期采用了先点反应塔侧油枪和贫化区侧油枪，由于低负压操作，烟气布满整个炉膛，使热量从纵向两侧传热到中部的上升烟道，逐步增加油枪数量和油量，从而保证炉内温度均匀，并提高燃料的利用率。
[0014]本发明的一种镍闪速炉的升温方法，其特征在于镍闪速炉升温时，反应塔鼓入纯氧 1000 Nm3/h ?5000Nm3/h。
[0015]本发明的一种镍闪速炉的升温方法，镍闪速炉升温主要依据沉淀池和贫化区2个区域的临时热偶温度的匹配、相当，同时结合炉体固定热电偶和炉体表面温度及炉内点检情况。根据温度匹配原则对反应塔参数、炉膛负压和油枪点燃位置及油量进行调整，最终保证镍闪速炉各区域均衡、稳定的温升。
[0016]本发明的有益效果是镍闪速炉开炉后炉体膨胀稳定，开炉总体能够按照理论升温曲线升温，且温度控制较好。投料后经计算，耐火材料预留膨胀缝全部密合，炉体各部受力合适，温度分布均衡，炉体钢骨架整体性强，无变形和错位现象。炉体受力和膨胀及炉体钢骨架的测量数据分析，炉体的膨胀非常稳定，为其它冶金炉窑的炉体耐火材料膨胀控制设计提供了成功经验和收集了大量有价值的技术数据。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为镍闪速炉小修升温曲线图。
[0018]图2为镍闪速炉大修升温曲线图。
【具体实施方式】
[0019]一种镍闪速炉的升温方法，在升温时，镍闪速炉炉体布置若干固定和临时热电偶，保证炉内温度测量的准确；布置若干的油枪孔和可点燃油枪的位置，保证对炉内任何点的空间温度均的自主控制；采用从纵向两侧向上升烟道升温的方式，保证镍闪速炉升温整体温度的均衡和稳定；反应塔鼓入纯氧，保证反应塔侧油枪燃烧充分及贫化区侧油枪燃烧充分；依据临时热电偶温度均衡、匹配的原则对反应塔参数、炉膛负压和油枪点燃位置及油量进行调整，保证镍闪速炉各区域均衡、稳定的温升；参照升温进度和炉体受力设计要求实时调整炉体弹簧，以保证升温结束时炉体受力达到设计要求。
[0020]镍闪速炉的升温过程应遵循以下基本原则进行控制:
(O以上升烟道临时热电偶温度(临时4#和5#热电偶温度平均值)为主要控制依据，综合考虑炉体其它区域(反应塔、沉淀池、贫化区)炉膛及炉体的固定热电偶、临时热电偶和炉体表面温度变化，以保证炉体耐火材料和钢骨架等各个部位的均匀膨胀，且达到设计要求；
(2)按升温曲线控制温升，实际控制过程中最大温度波幅与理论曲线相差不超过±20°C,力戒温度大起大落；
(3)遵循多油枪、小油量的原则，即根据温度需求从炉体纵向两端油枪逐步增加至中间位置和反应塔顶油枪；
(4)遵循均衡升温的原则，即根据炉内各区域的温度分布，决定需要点燃的油枪位置和油枪的燃油量，尽量控制炉内各区域温度同步；
(5)遵循稳定炉内负压的原则，炉内始终保持微负压状态，沉淀池负压为-1OPa?10
Pa ；
(6)油枪燃烧要求
a、燃油雾化完全，燃烧充分，即燃烧不冒黑烟，炉内没有积油；
b、油枪的火焰略向下6°?8°喷射，绝对不许火焰向上烧损炉顶；
C、火焰离枪头200mm左右开始燃烧，火焰长度约3m?4m，绝对不许烧到对面的炉墙。
[0021]年度检修(小修)一般指对镍闪速炉放出口等关键部位进行小面积挖补，镍闪速炉上升烟道到反应塔段不熄火，实际上是热态检修，镍闪速炉升温过程约为7?8天，控制3?6°C /h的温升，以及800°C、1200°C两个恒温点。
[0022]大修则一般指镍闪速炉熄火停炉检修，为冷态检修，对炉墙、炉顶甚至炉底等关键部位都进行挖补或完全更换，升温过程比较缓慢，需要约15?30天的升温时间，有200°C、400 °C、600 °C、800 °C和1250 °C五个恒温点。不论年检还是大修，只要条件具备，贫化区一般都采用电极送电升温(新砌筑的炉体除外)的方式。升温曲线见附图1和附图2。
[0023]本发明为保证实现上述升温曲线，以大修升温为例具体方案:
(I)热电偶数量及分布的改进
为保证镍闪速炉均匀升温，需安装大量固定热电偶和临时热电偶并合理分布位置，其中72根固定热电偶分布:反应塔筒体40根、反应塔顶5根、四面侧墙18根、炉底7根、上升烟道顶I根、贫化区炉顶I根；13根临时热电偶分布:反应塔下部周边平顶2根、沉淀池顶4根、上升烟道顶2根、贫化区顶4根、镍闪速炉副烟道出口 I根，安装时要求临时热电偶插入到炉膛内IOOmm?200mm，保证能准确测量出炉膛内温度。
[0024](2)油枪数量的增加及合理分布
整个升温都是通过调整油枪数量和油量来控制炉体温度，镍闪速炉共分布23个油枪孔和2个渣口及4个观察口可点燃油枪的位置，分别为反应塔顶1#?4#油枪；东侧5#、6#油枪和东侧观察口 ；南侧7#?13#油枪和南侧观察口 ；西侧观察口及2个渣口 ；北侧14#?21#油枪和北侧观察口 ；上升烟道南侧墙22#?23#油枪。
[0025](3)升温方式的改进
根据镍闪速炉结构，升温产生烟气会因炉内负压而从副烟道或锅炉排出，因此提出炉体纵向两侧向上升烟道同步升温方式:在升温初期采用了先点反应塔侧油枪和贫化区侧油枪，由于低负压操作，烟气布满整个炉膛，使热量从纵向两侧传热到中部的上升烟道，逐步增加油枪数量和油量，从而保证炉内温度均匀，并提高燃料的利用率。
[0026](4)纯氧的利用
反应塔鼓入纯氧1000 NmVh?5000Nm3/h，降低反应塔侧入炉总风量，从而保证油枪燃烧充分，同时也节约了部分燃料消耗。
[0027](6)炉体各区域温度的匹配
镍闪速炉升温主要依据沉淀池和贫化区2个区域的临时热偶温度的匹配、相当，同时结合炉体固定热电偶和炉体表面温度及炉内点检情况。根据温度匹配原则对反应塔参数、炉膛负压和油枪点燃位置及油量进行调整，最终保证镍闪速炉各区域均衡、稳定的温升。
[0028]图1和图2为镍闪速炉小修和大修升温曲线，镍闪速炉升温前制定升温曲线和完成准备工作。在镍闪速炉炉体布置燃油油枪，镍闪速炉升温首先点燃木柴，待炉内温度达到200°C左右点燃反应塔侧和贫化区侧2个渣口共4个油枪。随着升温进程逐步向上升烟道方向增加油枪和提高油量，炉内温度达到600°C左右点燃反应塔油枪，炉内温度达到800°C切换至重油，逐步增加点燃油枪数和油量直至升温结束。
[0029]在镍闪速炉炉体上布置各临时热电偶，升温过程主要以上升烟道临时的热电偶温度平均值为依据控制，同时控制沉淀池临时热电偶温度和贫化区临时热电偶温度均衡、稳定，保证炉内各处温度均匀，最终保证了镍闪速炉炉体膨胀、受力和蓄热达到设计要求。
【权利要求】
1.一种镍闪速炉的升温方法，其特征在于在升温时，镍闪速炉炉体布置若干固定和临时热电偶，保证炉内温度测量的准确；布置若干的油枪孔和可点燃油枪的位置，保证对炉内任何点的空间温度均的自主控制；采用从纵向两侧向上升烟道升温的方式，保证镍闪速炉升温整体温度的均衡和稳定；反应塔鼓入纯氧，保证反应塔侧油枪燃烧充分及贫化区侧油枪燃烧充分；依据临时热电偶温度均衡、匹配的原则对反应塔参数、炉膛负压和油枪点燃位置及油量进行调整，保证镍闪速炉各区域均衡、稳定的温升；参照升温进度和炉体受力设计要求实时调整炉体弹簧，以保证升温结束时炉体受力达到设计要求。
2.根据权利要求1所述的一种镍闪速炉的升温方法，其特征在于:在其升温过程中， (O以上升烟道临时热电偶温度为控制依据，综合考虑炉体的反应塔、沉淀池、贫化区和其它区域、炉膛及炉体的固定热电偶、临时热电偶和炉体表面温度变化，以保证炉体耐火材料和钢骨架等各个部位的均匀膨胀，且达到设计要求； (2)按升温曲线控制温升，实际控制过程中最大温度波幅与理论曲线相差不超过±20°C,力戒温度大起大落； (3)遵循多油枪、小油量的原则，即根据温度需求从炉体纵向两端油枪逐步增加至中间位置和反应塔顶油枪； (4)遵循均衡升温的原则，即根据炉内各区域的温度分布，决定需要点燃的油枪位置和油枪的燃油量，尽量控制炉内各区域温度同步； (5)遵循稳定炉内负压的原则，炉内始终保持微负压状态，沉淀池负压为-1OPa~10Pa ； (6)油枪燃烧要求: a、燃油雾化完全，燃烧充分，即燃烧不冒黑烟，炉内没有积油； b、油枪的火焰略向下6°~8。喷射，绝对不许火焰向上烧损炉顶； C、火焰离枪头200mm左右开始燃烧，火焰长度约3m~4m，绝对不许烧到对面的炉墙。
3.根据权利要求1所述的一种镍闪速炉的升温方法，其特征在于年度检修时的热态检修，镍闪速炉升温过程为7~8天，控制3~6°C /h的温升，以及800°C、1200°C两个恒温点。
4.根据权利要求1所述的一种镍闪速炉的升温方法，其特征在于大修时冷态检修，镍闪速炉升温过程升温过程为15~30天的升温时间，有200°C、400°C、60(rC、80(rC和1250°C五个恒温点。
5.根据权利要求1所述的一种镍闪速炉的升温方法，其特征在于镍闪速炉升温时，安装的固定热电偶和临时热电偶中，其72根固定热电偶分布:反应塔筒体40根、反应塔顶5根、四面侧墙18根、炉底7根、上升烟道顶I根、贫化区炉顶I根；13根临时热电偶分布:反应塔下部周边平顶2根、沉淀池顶4根、上升烟道顶2根、贫化区顶4根、镍闪速炉副烟道出口 I根，安装时要求临时热电偶插入到炉膛内IOOmm~200mm，保证能准确测量出炉膛内温度。
6.根据权利要求1所述的一种镍闪速炉的升温方法，其特征在于镍闪速炉升温时，镍闪速炉共分布23个油枪孔和2个渣口及4个观察口可点燃油枪的位置，分别为反应塔顶1#~4#油枪；东侧5#、6#油枪和东侧观察口 ；南侧7#~13#油枪和南侧观察口 ；西侧观察口及2个渣口 ；北侧14#~21#油枪和北侧观察口 ；上升烟道南侧墙22#~23#油枪。
7.根据权利要求1所述的一种镍闪速炉的升温方法，其特征在于镍闪速炉升温时，采用出炉体纵向两侧向上升烟道同步升温方式:在升温初期采用了先点反应塔侧油枪和贫化区侧油枪，由于低负压操作，烟气布满整个炉膛，使热量从纵向两侧传热到中部的上升烟道，逐步增加油枪数量和油量，从而保证炉内温度均匀，并提高燃料的利用率。
8.根据权利要求1所述的一种镍闪速炉的升温方法，其特征在于镍闪速炉升温时，反应塔鼓入纯氧1000 NmVh~5000 Nm3/h。
【文档编号】C22B23/02GK103743243SQ201310678527
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月14日 优先权日:2013年12月14日
【发明者】刘世和, 刘爱春, 吴中生, 张西海, 徐宾, 古秀琼, 殷双英, 吴忠华, 王仕博 申请人:金川集团股份有限公司