柳钢1号高炉球式热风炉设计特点

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1、柳钢1号高炉球式热风炉设计特点1　前　言　　　由于具有投资省，风温高的显著优点，球式热风炉从70年代开始在我国的小高炉上成功使用后就迅速得到推广。从1987年成钢300m3级高炉采用球式热风炉至今，相继有威(远)钢、涟钢、汉钢、南昌钢厂等300m3级高炉采用了球式热风炉。据资料统计，风温在1050～1150℃，最高达1200℃(短时间)；但在使用过程中也暴露出球床寿命(清球周期)短(长的3～4年，短的1年)、耐火球材质不合理，高温区炉壳保温不太理想、炉壳热损失较大、拱顶热电偶易烧坏等不足。柳钢1号高炉球式热风炉设计时，在充分吸收兄弟厂球式热风

2、炉优点的基础上，针对这些问题，结合柳钢自身的特点，设计作了相应改进。　2　工艺参数及主要技术性能2.1　工艺参数　　　(1)高炉有效容积：350m3　　(2)热风炉座数：3　　(3)利用系数：η=2.8～3.0t/m3·d　　(4)入热风炉风量：～1100m3/min　　(5)设计风温：1100～1150℃　　(6)每座热风炉煤气耗量：18900～28700m3/h　　(7)每座热风炉助燃空气耗量：13100～19700m3/h　　(8)高炉煤气压力：～7.84kPa　　含尘量：≤5～8mg/m33.2　主要技术性能　

3、　　1号高炉球式热风炉主要技术性能见表1。表1　主要技术性能项　　目数量备　注热风炉全高，m21.45　热风炉炉壳外径(上/下)，mm7926/7020　蓄热室断面积，m224.454　燃烧室断面积，m228.834　球床高度，m6φ60镁铝铬球2m每座热风炉装球量，t271其中镁铝铬球92.4t鼓风占有球量，kg/m3·min246　高炉有效容积占有球量，t/m32.32　热风炉加热面积，m2/座12325　热风炉温度，℃1100～1150　废气温度，℃200～300　3　热风炉设计3.1　热风炉型式　　　本设计热风炉采用架空式结构，

4、与落地式结构相比，该结构便于卸球，同时简化了热风炉下部结构，有效地解决了热风炉底板变形漏风的问题；此外，该结构利于冷风均布。3.2　热风炉拱顶　　　采用悬链线y=a·ch(x/a)拱顶，和以往采用的圆锥台形、半球形、锥球形等拱顶相比，悬链式拱顶结构稳定、气流分布均匀。本次设计热风炉拱顶峰顶高度与峰顶开度一半之比为：9.2：7。有些铁厂球式热风炉拱顶热电偶经常被烧坏，我们分析认为：这主要是热风炉拱顶燃烧空间不够所致，因此，本次设计除加大拱顶内径外，还将拱顶直段加长～770mm，目的是：(1)扩大球床上方的燃烧空间，以保证煤气燃烧在球床上方完成

5、；(2)若日后高炉少量扩容，球床还有加球的余地。3.3　炉顶测温点　　　拱顶顶部设有测量球床上表面温度的红外线测温装置，在热风出口附近另设有一支水平安装、测量拱顶煤气燃烧温度的热电偶。两点测温的目的是保证拱顶区域测温准确可靠，同时亦可检测煤气是否在拱顶完全燃烧。从目前生产看，拱顶燃烧温度较球床上表面温度高40～60℃。这说明进入球床前，煤气已燃烧完毕，即拱顶燃烧空间合适。3.4　燃烧装置　　　采用较成熟的、目前国内普遍使用的水平陶瓷燃烧器，每座球式热风炉采用2个燃烧器，相向侧装，烧嘴角度β=25°，烧嘴切圆直径3700mm。　　燃烧器

6、参数：　　(1)燃料种类：高炉净煤气　　(2)煤气耗量：2.63～3.99m3/s　　(3)助燃空气耗量：1.81～2.74m3/s3.5　球床结构　　　球床直径5580mm，高度6m，采用两段式耐火球。上部采用60镁铝铬球(镁铝球)，加热面积63m2/m3，高2m；下部采用40高铝球(铝铬球)，加热面积94.5m2/m3，高4m。　　300m3级高炉的球式热风炉球床以前多采用“上部60硅球+下部40高铝球”；由于硅球热容量较小，后来改用“上部φ60镁铝球+下部φ40高铝球”；但这种配合也存在某些不足，如镁铝球抗水性较差。最近，国

7、内某大学和某耐火球生产厂试验表明：镁铝球与高铝球配合使用时，“分界处”的耐火球会发生化学反应而导致该区域耐火球表面粉化、粘结，从而影响球床寿命。用镁铝铬球替代镁铝球可以有效地阻止这种化学反应，而且镁铝铬球抗水性优于镁铝球，因此，使用镁铝铬球要优于镁铝球。在柳钢1号高炉球式热风炉设计审查会上，西安冶金建筑学院杜森林教授、国家冶金局高清举等专家学者都鼓励我们采用“镁铝铬球+铝铬球”的配合(两者不发生化学反应)，以期打破近年来球式热风炉耐火球技术发展停滞不前的局面，使耐火球材质、生产有质的飞跃，为球式热风炉向中型高炉推广做出贡献。因此，为便于比较，本

8、次设计一座热风炉球床采用上部φ60镁铝铬球(2ｍ)+下部φ40铝铬球(4ｍ)。一座热风炉球床采用上部φ60镁铝铬球(2ｍ)+下部φ40高铝球(4ｍ)。