硅砖有良好的高温性能，是大型高温热风炉普遍采用的一种优质耐火材料。但硅砖的热稳定性差，给热风炉的操作和维护带来很大困难。硅砖的低温特性对热风炉的烘炉提出了特殊要求，硅砖热风炉烘炉技术由此而变得复杂化。为了满足硅砖炉顶热风炉的烘炉要求，必须设置一种特殊功能的烘炉装置(加热炉)。
硅砖热风炉的烘炉
硅砖物体的特性
硅砖的主要成分是Si02，具有优良的高温性能。同时，Si02也具有多晶转化的特性，在600℃以下发生晶型转变，体积膨胀。特别是200〜400°C的范围内，硅砖膨胀系数最大，结构最不稳。硅砖膨胀率见表1。
表1 不同温度下硅砖的膨胀率，%
因此，烘炉前要根据硅砖的这一特性精确绘制热风炉拱顶升温曲线，严格控制低温区升温速度，保证足够的烘炉时间。烘炉初期的升温速度为8〜10C/d，逐步增大到10〜15 C/d，升温速度偏差控制在±1C/d。典型的硅砖热风炉烘炉曲线如图1所示，按这条曲线进行烘炉，可以防止硅砖的晶型剧变，避免热应力破坏。烘炉过程中要求严格控制升温速度、温度波动范围等。要实现这些要求，用热风炉本身的燃烧器进行烘炉不能达到，必须设置专门的燃烧装置即炉外加热炉(前炉)。
图1 典型的硅砖热风炉烘炉曲线
对加热炉性能的要求
加热炉的性能应能实现大范围温度调节和精确的升温速度控制。由于烘炉温度变化范围大(拱顶温度从20〜1000℃)，加之热风炉内衬体积大，热容量变化大，因此加热炉必须设计有一定数量的特殊烧嘴。烧嘴的煤气量以及产生的废气量可以灵活调节，可实现燃烧烟气温度的准确调节，以满足烘炉工艺要求。对热风炉下部，炉篦子的温度应加以可靠控制。热风炉烘炉时间长，烘炉以后要进行试压和保温，为防止炉篦子温度超过允许范围，对炉篦子和支柱必须采取冷却保护措施，我厂一般采用反吹风的方法进行下部冷却，来保持废气温度不超过规定值。加热炉是一个临时的非生产性设施，设计建造时应考虑便于热态拆除。
烘炉特点
(1)加热炉高温烟气是从高炉煤气入口进入热风炉燃烧室的，为防止烟气温度过高， 烧坏煤气燃烧阀，在煤气燃烧阀后，在烟气入口处砌挡墙隔热。
(2)加热炉的结构、安装和制作简单，操作方便，费用低，且便于热态拆除。
(3)利用反吹风的方法保证炉顶温度，控制废气温度，使炉篦子和支柱冷却。
(4)热风炉砌体不与火焰直接接触，防止局部过热，破坏燃烧室。
烘炉实践
自1985年1号高炉采用硅砖炉顶热风炉以后，包钢炼铁厂相继在3、4号高炉和1996年1号高炉中修后使用的新热风炉也采用桂砖，所以在硅砖热风炉供炉方面有一定的经验和技术。1号高炉热风炉自1985年3月26日投产至1996年10月停炉检修，热风炉拱顶基本完好，局部虽有裂纹，但没有出现塌落现象。这说明硅砖热风炉烘炉是成功的。
硅砖热风炉烘炉情况如下：1号高炉热风炉烘炉计划时间56天，实际63天，因当时高炉本体未交工，故采用上烧下吹的方法来保证炉顶温度、控制废气温度，这样维持了5个多月直到高炉投产。3号高炉热风炉烘炉时间计划50天，实际51天，是全厂烘炉最理想的一次，实际烘炉曲线与计划曲线基本吻合，正负温差小于1.5℃。4号高炉热风炉烘炉时间为50天。1号高炉新热风炉计划烘炉时间为45天，因工期紧，只用37天就与高炉同期投产。下面是包钢3号高炉热风炉烘炉的情况。烘炉分为以下三个阶段：
(1)第一阶段，就是控制焦炉煤气燃烧量，使升温速度缓慢上升。即20〜120℃升温8天，恒温1天；120〜216℃升温8天(每天升温12 ℃)，恒温1天；216〜411℃升温13天(每天升温15℃)，恒温1天；350℃时，启动临时助燃风机，加二次风，加快升温速度；411〜801℃，每天升温30℃，恒温1天。这一阶段是硅砖热风炉烘炉的关键：初期要固定一次空气量，通过调节煤气量来控制加热炉烟气温度，煤气量的调节可以通过调整加热炉烧嘴数目与调节每个烧嘴的空气和煤气比例来实现。当拱顶温度升到400℃以上时，用二次空气调节拱顶温度和废气温度，并增加烧嘴数目，使加热炉炉膛温度达到1300〜1400℃，热风炉拱顶温度升至700℃。为控制炉顶温度的上升速度，可调节烟道阀开启程度，这样可保证升温偏差合理。当拱顶温度上升到800℃以上时，进入第二阶段。
(2)第二阶段，也就是拆除加热炉的过程。此阶段要速度快，防止高温气体外溢而导致拱顶温度和各部温度下降。3号高炉每座加热炉拆除时间在2〜3h，表2是加热炉拆除后各热风炉的拱顶温度和废气温度。
(3)第三阶段，即送入高炉煤气烧炉，准备给高炉送风。
烘炉期间，如果在热风炉炉顶安装两个气体导出管(燃烧室、蓄热室各1个)将热风炉蒸汽排出，会取得更好的烘炉效果。
表2加热炉拆除后各热风炉拱顶、废气温度，℃
硅砖热风炉的维护
硅砖在600℃以下，体积稳定性不好。为了维护好硅砖热风炉，要求硅砖砌体温度不低于600℃。因此，硅砖热风炉的维护问题，主要是硅砖砌体的保温问题。
硅砖砌筑高度对维护的影响
硅砖的砌筑高度选择较为重要，太矮不能充分发挥硅砖热风炉的效果，太高则不利于硅砖热风炉的维护。测温结果表明，硅砖的砌筑高度应主要考虑硅砖热风炉的保温，炉顶温度应保持在750℃左右，最低也应大于600℃(硅砖界面温度)。合理硅砖局度为5m左右(指大墙)。
蛙砖热风炉的保温
硅砖热风炉的保温主要是指在高炉停炉或热风炉需要检修时保持硅砖砌体温度不低于600℃、废气温度不大于400℃。1993年12月3号高炉热风炉投产，送风4个月后，高炉扩容大修2个月。1994年4月1日〜6月1日，为了使热风炉保温工作能顺利进行，停炉前设法将炉顶温度提高，并将废气温度降低到100℃左右。当炉顶温度降到700℃时，开始烧炉，当炉顶温度上升到1000〜1100℃时，停止烧炉，始终保持炉顶温度不低于750℃，废气温度在400℃以下。当高炉休风时间较长时，控制废气温度的难度会增大。为了控制废气温度，可采用助燃风机反吹风法来保持炉顶温度不低于750℃、废气温度不大于380℃。其方法如图2所示。由图可见，助燃空气由蓄热室底部的炉篦子支柱经蓄热室、联络管、燃烧室、热风阀、热风主管排入大气。热风主管砌挡墙与高炉本体分开，不影响高炉施工。当拱顶温度降到750℃时，就可采用强制烧炉，顶温升到1000〜1100℃时，换炉送风冷却，冷风量大约为200m3/min，风压5kPa。4座热风炉轮流燃烧送风，这样既可保持拱顶温度，同时也控制了废气温度。
硅砖热风炉的日常维护
(1)休风检修时，应尽量缩短各人孔的敞开时间，防止硅砖砌体温度大幅度下降。
(2)日常生产中，要经常注意热风炉的燃烧情况，严禁出现助燃风机空转现象。
(3)换炉、烧炉操作时，要严防大量冷空气抽入炉内，使拱顶温度下降。
(4)配置硅砖热风炉的高炉，应有特设的休风倒流装置，高炉休风时禁止用硅砖热风炉倒流。
图2 炉底吹风和反送风示意
结语
(1)由于硅砖砌体具有低温体积膨胀的特殊性，硅砖热风炉烘炉时必须设置加热炉。
(2) 加热炉烧嘴的设计要满足煤气量调节范围大、调节灵活的要求，同时要结构简单、操作方便、便于热态拆除。
(3) 利用反吹风法可控制废气温度。
(4) 在日常维护中，应保持硅砖砌体温度不低于600℃。
(5) 配置硅砖热风炉的高炉应有特设的休风倒流装置，严禁用热风炉倒流。