酒钢7号高炉热风炉设计特点探究

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1、酒钢7号高炉热风炉设计特点探究　　摘要：酒钢7号高炉热风炉型式为顶燃式热风炉，拱顶部位设置环形陶瓷燃烧器，高温区选用硅砖，蓄热室采用19孔高效格子砖，采用冷风均匀分配技术，独立支撑无梁式炉箅子，利用废烟气预热助燃空气和煤气，以使热风平均温度达到1200℃以上。关键词：顶燃式热风炉；硅砖；冷风导流；炉箅子中图分类号：TB文献标识码：A文章编号：16723198（2013）220197021概述酒钢集团本部在现有生产规模的基础上调整产能结构，初步使本部的铁-钢-材生产环节达到合理衔接，在现有的规模上增加一座1800m3高炉（7号），要求其工艺技术装备水平

2、达到国内先进；热风炉系统在整个炼铁系统中占据非常重要的地位，所以热风炉的设计质量会影响整个炼铁工程的运行状况。7酒钢7号高炉配置了三座顶燃式热风炉，预留一座热风炉的位置。热风炉高温区采用硅砖。热风炉燃料为单一高炉煤气，利用烟气余热回收装置预热煤气和助燃空气。热风炉高温阀门采用软水密闭循环冷却，热风炉系统燃烧、送风、换炉实现自动控制。三座热风炉正常工作时，采用“两烧一送”工作模式，在富氧鼓风的条件下，热风温度可达1200℃以上。2热风炉本体设计特点顶燃式热风炉主要技术性能参数见表1。表1顶燃式热风炉主要技术性能参数项目1数值热风炉座数13热风温度，℃1

3、>1200热风炉炉壳直径（上部/中部/下部），mm111504/10670/10120热风炉高度，m150.145蓄热室断面积，m2164.95格子砖类型119孔格子砖孔径，mm130格子砖蓄热面积，m2/m3148.56单位鼓风加热面积m2/min143.72.1燃烧器及拱顶结构环形陶瓷燃烧器设置在热风炉顶部预混室中心区域，环形陶瓷主燃烧器由一条煤气和一条空气环形通道组成，在煤气和空气通道上分布有多个旋流喷射孔，喷射孔沿圆周切线方向布置，喷出的气流以一定的速度在预混室内交叉混合并向下旋流，煤气在拱顶锥段空间燃烧，此环形陶瓷燃烧器为短焰燃烧器，火焰不

4、接触砌体，砌体不会出现局部过热现象。环形陶瓷燃烧器预混室与锥形拱顶的几何结构使通过气流在拱顶空间内的收缩、扩张、旋流、回流而实现煤气的完全燃烧和高温烟气的均匀分布。7环形陶瓷燃烧器与拱顶砌体采用相互独立的砌筑结构，环形陶瓷燃烧器的砌体由拱顶炉壳独立支撑，与拱顶砖衬砌体完全脱开，采用迷宫式密封结构，防止热膨胀应力破坏砖衬。拱顶砖衬独立支撑在拱顶炉壳的砖托圈上，拱顶砖衬和大墙砖衬之间设置迷宫式滑移膨胀缝，可以吸收大墙受热产生的膨胀位移，使大墙与拱顶可以自由伸缩。这种自由滑动的设计结构增强了拱顶的稳定性，降低了拱顶及拱顶各孔部位砖衬的热膨胀量，消除了各孔口

5、砖衬由于热膨胀产生裂缝而造成的漏风。陶瓷燃烧器关键部位耐材选用综合性能优良的红柱石砖，拱顶为高温区，故选择耐高温性好的硅砖。2.2蓄热室结构通过传热计算确定蓄热室格子砖的高度及材质，确定大墙砖的厚度和材质，使蓄热室具有合理的气流分布及合适的蓄热面积。蓄热室高温段选用耐高温体积稳定性、抗蠕变性和耐侵蚀性性能优异的硅砖。中温区选用低蠕变粘土砖，此段处于高温区和低温区的过度区间，温度变化比较敏感，低蠕变粘土砖的抗热震性能能适应此段的温度变化，且价格便宜。低温区选用高密度粘土砖以提高热风炉蓄热量并节省投资。最下段选用了低蠕变粘土砖，利用其抗压强度高、抗蠕变性

6、能和抗热震性能优良的特性，以保证整个格子砖的稳定性。这种耐火材料的选取依据是好钢用在刀刃上，既满足了热风炉的功能性要求，又降低了浪费，节省工程投资。7为了优化热风炉蓄热室的蓄热、加热性能，采用了直径为30mm的19孔高效格子砖，其加热面积为48.56m2/m3，有效地实现了蓄热室断面的气流均匀分布，缩小了热风炉直径和外形尺寸，炉体结构简化，避免了大直径拱顶结构，提高了拱顶的结构稳定性和寿命。提高了格子砖蓄热、加热能力，为实现稳定的高风温创造了条件。2.3孔口组合砖结构热风炉高温孔口的工作条件恶劣，强化热风炉燃烧和换热过程，耐火材料要承受高温、高压的作

7、用，孔口耐火材料还要承受气流收缩、扩张、转向运动所产生的冲击和振动作用。热风炉各孔口在多种工况的恶劣条件下工作，是制约热风炉长寿和提高风温的薄弱环节。热风出口采用独立的环形组合砖构成，组合砖之间采用凹凸槽结构进行加强。2.4炉底结构热风炉底部常有底板变形漏风的情况，高温高压热风炉更加突出。为了防止底板变形漏风，除了在砌体设计方面予以考虑外，炉底结构也做了相应的改进：做双层底板，上下层之间设劲梁，浇注耐热混凝土，使底板刚度增大，对防止底板变形有利。炉底板和直筒段采用圆弧连接，连接半径大，结构应力小。7底板下铺一层干沙，既方便施工，还可以吸收部分炉皮膨胀

8、反力。炉壳安装完毕后，从炉底板上的灌浆孔向底板下进行压力灌浆，使炉底板和干沙紧密接触。2.5炉箅子结构热风炉