邯钢高炉热风炉设计特点及改进文档格式.docx
《邯钢高炉热风炉设计特点及改进文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《邯钢高炉热风炉设计特点及改进文档格式.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
（２）邯钢５#高炉热风炉。
5#高炉原容积为1260m3，于2005年扩容至容积为2000m3。
扩容时在原有3座外燃式新日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。
采用相互独立的砌体结构，拱顶、锥体部、大墙砖、连接管道、格子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，可让各层砌体自由膨胀，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。
根据各部分耐材的工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#高炉于2000年投产，有效容积2000m3。
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高了1m。
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℃。
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（3200m3）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上均匀分布，气流分布的不均匀度为3%～5%。
热风炉上部格子砖采用纳微米高辐射覆层技术，可提高热风温度，降低焦比，提高产量，降低煤气消耗；
同时可提高格子砖的力学性能、防止渣化、延长使用寿命，减少耐火材料的消耗。
格子砖从上到下依次为三段式结构，上部高温区用高温蠕变性能好的硅砖，下部根据热风炉的温度分布分别用低蠕变粘土砖和粘土砖。
热风炉采用多种孔型炉箅子，在炉箅子下部设有冷风分配装置，该装置的形状和位置通过计算机仿真进行优化，可使冷风在炉箅子下部的分布不均匀度小于5%。
为保护热风炉炉壳和加强隔热，在炉壳内表面喷涂了不定型耐火材料。
采取保温隔热措施，减少热风炉热损失。
热风炉炉壳由直筒壳体及拱顶壳体两部分构成。
直筒与埋入基础混凝土的结构螺栓相连接，直接坐落在混凝土基础上；
炉壳的直径变化处通过圆弧过渡结构减小应力集中。
根据热风炉管道的工作特性，合理设置不同形式管道的波纹补偿器及拉紧装置，以保证热风管道系统工作的稳定，便于阀门的安装、检修。
热风支管、主管和围管的管壳内喷涂轻质喷涂料，或采用纤维涂抹料，内衬砌筑低蠕变高铝砖。
（５）邯钢新区热风炉。
新区2座3200m3高炉分别于2008年和2009年投产，设计时采用了3座霍戈文内燃式热风炉。
热风炉拱顶形状为悬链线，结构稳定，气流分步均匀。
燃烧室为眼睛形，并配置矩形陶瓷燃烧器，增加了蓄热室的有效面积，有利于气流在格子砖中分布均匀。
自立式隔墙为独立结构，与大墙之间设有滑动缝和膨胀缝，两者之间可以自由滑动和膨胀。
隔墙中下部设有隔热砖和耐热不锈钢板，以减少隔墙的温度梯度和热应力，防止隔墙开裂短路。
热风炉本体和管道采取较好的隔热措施：
热风炉和烟道总管钢壳内喷涂不定形耐火材料，热风炉与热风管内增加了绝热层；
冷风管、预热后的助燃空气和混合煤气管道有外部保温措施。
内衬设置合理的滑动结构：
根据平同部位工作条件，分别设置膨胀缝和滑动缝，膨胀缝吸收耐火材料的膨胀位移，滑动缝可使耐火砌体局部或整体移动不受约束。
在热风出口与热风主管和支管相交处、热风主管与热风围管相交处等易损部位、烟气出口处均由组合砖砌筑。
使用带锁扣的七孔高效格子砖。
热风炉上部格子砖采用纳微米高辐射覆层技术，同时还有带冷风分配装置的多种孔型炉箅子，使冷风在炉箅子下部的分布均匀。
采取防止晶间应力腐蚀的措施，并在热风炉拱顶炉壳的内面喷涂耐酸涂料和耐酸喷涂料。
热风炉系统基本设计参数见表1，主要技术性能参数见表2。
表1热风炉系统基本设计参数
项目
４#高炉（900m3）
5#高炉
（2000m3）
7#高炉（2000m3）
8#高炉（3200m3）
新区１#、２#高炉（3200m3）
加热风量/（Nm3/min）
2400～2600
4200
4000
6910
冷风压力最高/MPa
0.30～-0.35
0.42
0.25～-0.31
0.5
送风温度/℃
1100
1200～1250
1150
1250
拱顶温度/℃
1280
最高温度1400
1300
1400
操作温度1400，最高温度1420
废气温度/℃
平均温度250，最高温度350
平均温度300，最高温度400
平均温度300，最高温度450
平均温度300，
最高温度400
助燃空气预热温度/℃
120
140
250
180
高炉煤气温度/℃
－
150
200
热风炉工作制度
两烧一送
交叉并联
燃料组成
高炉煤气
混合煤气
（高炉+转炉）
（高炉+焦炉）
（高炉+转炉）高炉煤气
表2热风炉系统主要技术参数
项目
４#高炉（1000m3）
5#高炉（2000m3）
热风炉座数/座
3
4
蓄热室钢壳内径/mm
6980
7900/7700
7008
10600
12870
燃烧室钢壳内径/mm
-
3640
11250
燃烧室断面积/m2
6.157
4.72
14.98
蓄热室断面积/m2
26.7130
33.183
26.69
71.50
52.27
格子砖总高度/m
28
32.05
29.2
22.2
39.3
蓄热室格子砖加热面积/m2
27764
37400
33270
76242
80313
每座蓄热室格子砖重量/t
1072.1
1221.5
1143
1842.5
2456
型式
蜂窝形七孔砖
七孔蜂窝形
高效十九孔砖
七孔高效格子砖
流体直径/mm
42/48
43
33/28
30
40
当量厚度/mm
32.5/28.4
31
33/45
26.14
29.6
单位加热面积/（m2/m3）
36.36
38.06
43.76/37.12
48.0
40.3
活面积/（m2/m2）
0.41/0.456
0.409
0.327/0.236
0.365
0.403
单位炉容加热面积/（m2/m2）
90.83
85.6
66.5
71.47
75.3
单位体积风量加热面积/[m2/（m3/min）]
34.7
35.6
33.25
33.07
35
3生产实践
3.1风温现状
近几年，邯钢高炉热风炉风温达到了较高水平。
由于受高炉原料质量、操作等热风系统外部的影响，风温的提高受到制约。
就邯钢目前的情况看，热风炉基本上能满足对高风温的要求，近三年邯钢高炉主要技术经济指标见表3。
表3邯钢高炉主要技术经济指标
项目
4#高炉（1000m3）
2010年
2011年
2012年
利用系数/[t/（m3·
d）]
2.635
2.608
2.659
2.472
2.540
2.431
2.533
2.519
2.403
入炉焦比/（kg/t）
316.2
290.6
304.7
354.6
302.4
355.2
348.2
307.8
356.5
喷吹煤粉/（kg/t）
169.7
146.2
154.9
146.9
137.9
119.1
154.5
137.5
122.1
焦丁/（kg/t）
25.8
31.
升级会员 