邯钢高炉热风炉设计特点及改进

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1、邯钢高炉热风炉设计特点及改进王学伶(邯郸钢铁设计院有限公司，河北邯郸056015)摘要：邯钢高炉热风炉有外燃式、霍戈文内燃改造式、顶燃式三种，这些热风炉均能为高炉提供较高的风温。在生产实践中，经过不断改进,采取了加强“双预热”、助燃风富氧、优化热风管道系统等多项高风温措施，保证了热风炉的高温、长寿和高效。关键词：高炉；热风炉；设计；特点；改进中图分类号：文献标识码：文章编号：1006-5008(2013)12-1引言目前，邯钢共有6座高炉，其中老区有4座，4#高炉有效容积为1000m3,5#高炉有效容积为2000m3,7#高炉有效容积为2000m3,8#高

2、炉有效容积为3200m3；新区有2座高炉，有效容积全部为3200m3o邯钢热风炉几乎涵盖了世界上所有先进热风炉的结构形式。通过多年的生产实践和改造，这些热风炉均能为高炉提供较高的风温，为节能降耗做岀了贡献，本文对邯钢热风炉的设计特点和生产实践进行分析。2热风炉设计特点(1)邯钢4#高炉热风炉。4#高炉原容积为620m3,1997年扩容至1000原有热风炉为3座内燃式，高炉扩容时，热风炉设计选择了首钢顶燃式，每座热风炉拱顶配备2台大功率陶瓷燃烧器；在热风炉和高炉之间设有热风下降管，以合理控制热风总管与环管连接屮的高差问题。(2)邯钢5#高炉热风炉。5#高炉原

3、容积为1260m3,于2005年扩容至容积为2000m3o扩容时在原有3座外燃式新口铁热风炉基础上增加了一座热风炉，利用原来预留的第4座热风炉基础，热风炉系统其他部位作了必要改造。热风炉为格栅式陶瓷燃烧器，具有适合配烧转炉煤气或焦炉煤气的能力。釆用相互独立的砌体结构，拱顶、锥体部、大墙砖、连接管道、格了砖砌体等均互为独立砌体。本次设计采用独特的拱顶砌砖结构，可让各层砌体口由膨胀，完全消除其膨胀应力；完全消除了鼓风压力所产生的拉应力，这是热风炉长寿的重要技术。为了提高热风炉结构的稳定性，在高温区分别使用了大块砖、带凹凸形砖和阶梯状砖等，而在各个开口部位则用异

4、型砖组合砌筑，组合砖和标准砖连接处配置了花瓣状异型砖，以加强结构的稳定性，对提高热风炉寿命有好处。根据各部分耐材的T作环境设置了膨胀缝和滑动缝。膨胀缝能吸收耐火材料的热膨胀，滑动缝可使耐火砌体局部或整体移动不受约束。采用七孔高效格子砖，每块格子砖上下表面均设有凸台和凹槽，保证格子砖准确定位，相互错砌，防止格子砖水平移动和旋转运动。热风炉炉壳设计除考虑正常荷载外，还采取了以下防止晶间应力腐蚀破裂的措施：热风炉高温区炉壳内表面喷砂除锈后，涂抹耐酸漆和喷涂耐酸不定形耐火材料；炉壳转折点处都用曲线连接，这对减小应力集中有显著效果；高温区炉壳主要在制造厂加工焊接，并

5、进行整体退火消除内应力，在工地焊缝施工结束后也进行退火处理。对于施工所需的进砖孔和盖板，也在制造厂预先加工。施工时不允许在炉壳上任意开口和随意焊接其他构件，以防止产生局部应力集中。为了减少2拱顶间的相对位移，在此处设有加强环梁。在蓄热室和燃烧室的连络管上装有波纹膨胀器，膨胀器两端设有加强板，2加强板间用张力拉杆固定，使2拱顶间形成柔性结构。拱顶的这种柔性结构,通过连络管上的波纹膨胀器吸收相对位移，从而避免连络管和拱顶连接处的应力集中。加强板和张力拉杆的设置，使连络管本身的轴向膨胀全部由膨胀器吸收，不会给2拱顶形成水平推力。(3)邯钢7#高炉热风炉。7#高炉

6、于2000年投产，有效容积2000m3o热风炉为4座外燃马琴式，设计时考虑满足高炉的蓄热面积，故新建热风炉时在原有基础上加咼了1山。热风炉系统除耐火材料及少量设备国内配套外，其余部分如热风炉的部分炉壳、阀门、波纹补偿器、助燃风机、热媒式换热器、检修吊车、液压站、给排水管及梯子平台等均为国外设备。热风炉设有热媒式换热器预热助燃空气和煤气，采用焦炉和高炉混合煤气烧，焦炉煤气配比0〜8%。4座热风炉为交错并联或2烧2送的工作制度，年平均送风温度为1150〜1200°Co热风炉上部高温区的大墙、拱顶及格子砖为硅砖，中部为高铝砖,下部为粘土砖；热风出口、热风主管及热

7、风围管三岔口等易损部位采用组合砖砌筑。（4）邯钢8#高炉热风炉。8#高炉（3200n?）于2009年投产，设计采用（俄）卡卢金式顶燃热风炉，该热风炉技术核心是解决了一般顶燃式热风炉的陶瓷燃烧器问题。另外，把主要阀门等设备尽量布置在下面平台上，解决了一般顶燃式热风炉操作不便的问题。卡卢金式顶燃热风炉的预燃室安装在拱顶上部，采用旋切式燃烧器，高炉煤气和助燃空气用涡流喷射方法进入预燃室；拱顶砌体和大墙砖相分离,两者之间设有滑移缝，拱顶和炉墙分别支撑在热风炉炉壳上,以提高拱顶稳定性。煤气与空气以涡流喷射方式进入预燃室，煤气流与空气流在预燃室内旋流,保证高炉煤气在进

8、入格子砖前均匀、完全燃烧。另外，燃烧产物的旋转气流保证在格子砖断面