1、5 送風系統送風系統高爐送風系統包括高爐送風系統包括 ：鼓風機、冷風管道、熱風爐、熱風管路以鼓風機、冷風管道、熱風爐、熱風管路以及管路上的各種閥門等及管路上的各種閥門等5.1 高爐鼓風機高爐鼓風機 1400M3/tFe水；富氧水；富氧1300M3風；風； 1M3爐容爐容2.53.5M3風風/min通風機通風機0.1MPa鼓出壓，主要控鼓出壓，主要控制風量制風量Q，抽煙機；，抽煙機；鼓風機鼓風機 0.1MPa鼓鼓0.4MPa 主要用壓力主要用壓力P；5.1 高爐鼓風機高爐鼓風機 5.1.1 高爐冶煉對鼓風機的要求高爐冶煉對鼓風機的要求:要有足夠的鼓風量；要有足夠的鼓風量；要有足夠的鼓風壓力；要有

2、足夠的鼓風壓力；送風要均勻、穩定；送風要均勻、穩定；有良好的調節性能和一定的調節范圍。有良好的調節性能和一定的調節范圍。爐機配合。爐機配合。 5.1.2 高爐鼓風機工作原理及特性高爐鼓風機工作原理及特性常用的兩種高爐鼓風機有：常用的兩種高爐鼓風機有：離心式和軸流式離心式和軸流式一一. 離心式鼓風機離心式鼓風機1. 工作原理：工作原理： 靠裝有許多葉片的工作葉輪旋轉靠裝有許多葉片的工作葉輪旋轉所產生的離心力，使空氣達到一定的所產生的離心力，使空氣達到一定的風量和風壓。風量和風壓。 四級離心式鼓風機四級離心式鼓風機1機殼；機殼；2進氣口；進氣口；3工作葉輪；工作葉輪；4擴散器；擴散器；5固定導向葉

3、片；固定導向葉片；6排氣口排氣口 2 結構示意圖：結構示意圖： 3. 特性曲線：特性曲線：在一定的吸氣條件下，風機的風在一定的吸氣條件下，風機的風量與風壓的關系曲線量與風壓的關系曲線 。 K4250411型離心式鼓風機特性曲線型離心式鼓風機特性曲線 特性如下：特性如下： 在某一轉速下，管網阻力增加（或減小）在某一轉速下，管網阻力增加（或減小）出口風壓上升（或下降），風量將下降（或出口風壓上升（或下降），風量將下降（或上升）上升）; 風量和風壓隨轉數而變化，轉速可做為調風量和風壓隨轉數而變化，轉速可做為調節手段；節手段； 風機轉速愈高，風壓風機轉速愈高，風壓風量曲線曲率愈風量曲線曲率愈大。大。臨

4、界壓力：臨界壓力：風壓過高時，風量迅速減少，如風壓過高時，風量迅速減少，如果再提高壓力，則產生倒風現象，此時的風果再提高壓力，則產生倒風現象，此時的風機壓力稱為臨界壓力。機壓力稱為臨界壓力。風機的飛動曲線：風機的飛動曲線：將不同轉數的臨界壓力點將不同轉數的臨界壓力點連接起來形成的曲線。連接起來形成的曲線。 風機不能在飛動曲線的左側工作，一般風機不能在飛動曲線的左側工作，一般在飛動曲線右側風量增加在飛動曲線右側風量增加 20以上處工作。以上處工作。 概念概念：二二. 軸流式鼓風機軸流式鼓風機 1. 結構結構 示意圖示意圖軸流式鼓風機軸流式鼓風機1機殼；機殼；2轉子；轉子；3工作葉片；工作葉片；4

5、導流葉片；導流葉片； 5吸氣口；吸氣口；6排氣口排氣口 依靠在轉子上裝有扭轉一定角度依靠在轉子上裝有扭轉一定角度的工作葉片隨轉子一起高速旋轉，由的工作葉片隨轉子一起高速旋轉，由于工作葉片對氣體作功，使獲得能量于工作葉片對氣體作功，使獲得能量的氣體沿軸向流動，達到一定的風量的氣體沿軸向流動，達到一定的風量和風壓。和風壓。3. 特性曲線：特性曲線： 2. 工作原理：工作原理：4. 軸流式鼓風機特性軸流式鼓風機特性 氣體在風機中沿軸向流動，風機效率高；氣體在風機中沿軸向流動，風機效率高； 結構緊湊、質量小，運行穩定，功率大；結構緊湊、質量小，運行穩定，功率大； 有較寬的工作范圍；有較寬的工作范圍；

6、特性曲線斜度很大，近似等流量工作特性曲線斜度很大，近似等流量工作 ； 飛動曲線斜度小，容易產生飛動現象；飛動曲線斜度小，容易產生飛動現象； 5.1.3 高爐鼓風機的選擇高爐鼓風機的選擇 1. 高爐鼓風量高爐鼓風量 的確定：的確定：14400IvVVu式中：式中： V0 標態入爐風量，標態入爐風量，m3/min； Vu 高爐有效容積，高爐有效容積，m3； I 高爐冶煉強度，高爐冶煉強度，t/(m3d)； v 每噸干焦消耗標態風量，每噸干焦消耗標態風量，m3/t。 一般在一般在24502800 m3/t之間之間 。考慮漏風率：考慮漏風率：V=（1+R）V02. 高爐鼓風壓力高爐鼓風壓力 的確定：的

7、確定：FSLStPPPP式中：式中： P 鼓風機出口風壓，鼓風機出口風壓，Pa； Pt高爐爐頂壓力，高爐爐頂壓力，Pa； PLS高爐料柱阻力損失，高爐料柱阻力損失，Pa； PFS高爐送風系統阻力損失，高爐送風系統阻力損失，Pa。3. 風機風量、風壓風機風量、風壓 的確定：的確定：風量修正系數風量修正系數K： 211)(TPTPPKHS折算為使用地區的風機出口風量：折算為使用地區的風機出口風量：KVV 風壓修正系數風壓修正系數 2112TPTPK 使用地區風機風壓為：使用地區風機風壓為： KPP 4. 選擇風機要考慮以下兩點：選擇風機要考慮以下兩點： 應滿足夏季最高冶煉強度的要求；應滿足夏季最高

8、冶煉強度的要求；冬季，風機應能在經濟區域工作；冬季，風機應能在經濟區域工作；對于高壓操作的高爐，應考慮常壓對于高壓操作的高爐，應考慮常壓冶煉的可行性和合理性，風機應在冶煉的可行性和合理性，風機應在ABCD區域工作，如圖區域工作，如圖 ： 高壓高爐鼓風機工況區示意圖高壓高爐鼓風機工況區示意圖 A點：夏季、高壓操作、點：夏季、高壓操作、最高冶煉強度工作點；最高冶煉強度工作點；B點：夏季、常壓操作、點：夏季、常壓操作、最高冶煉強度工作點；最高冶煉強度工作點；C點：冬季、常壓操作、點：冬季、常壓操作、最低冶煉強度工作點；最低冶煉強度工作點；D點：冬季、高壓操作、點：冬季、高壓操作、最低冶煉強度工作點。

9、最低冶煉強度工作點。 5.1.4 風機的并聯與串聯風機的并聯與串聯 一一. 風機并聯：風機并聯： 是把兩臺鼓風機的出口管道，順是把兩臺鼓風機的出口管道，順著風的流動方向合并成一條管道送往著風的流動方向合并成一條管道送往高爐。高爐。 風機并聯可以提高風量。風機并聯可以提高風量。當風機風量不夠，考慮并聯。當風機風量不夠，考慮并聯。 指在主風機吸風口前設置一加壓指在主風機吸風口前設置一加壓風機，使主風機吸入的空氣比重增加。風機，使主風機吸入的空氣比重增加。 風機的串聯可以提高風壓。風機的串聯可以提高風壓。當風機風壓不夠，風量夠，考慮串聯。當風機風壓不夠，風量夠，考慮串聯。二二. 風機串聯風機串聯5.

10、2 內燃式熱風爐內燃式熱風爐熱風爐的加熱能力：熱風爐的加熱能力：內燃式熱風爐內燃式熱風爐傳統型和改進型傳統型和改進型外燃式熱風爐外燃式熱風爐分為地得式、拷貝式、馬琴式、新日鐵式分為地得式、拷貝式、馬琴式、新日鐵式頂燃式熱風爐頂燃式熱風爐 用每用每m3高爐有效容積所具有的加高爐有效容積所具有的加熱面積表示，一般為熱面積表示，一般為 80110m2/m3三種基本結構形式：三種基本結構形式：5.2.1 傳統型內燃式熱風爐傳統型內燃式熱風爐 一一. 基本結構：基本結構： 由爐襯、燃燒室、蓄熱室、爐殼、由爐襯、燃燒室、蓄熱室、爐殼、爐篦子、支柱、管道及閥門等組成。爐篦子、支柱、管道及閥門等組成。燃燒室和

11、蓄熱室砌在同一爐殼內，之燃燒室和蓄熱室砌在同一爐殼內，之間用隔墻隔開。間用隔墻隔開。結構圖：結構圖： 粘土格子磚廢氣出口中心 線煤氣入口中心 線助燃風入口中 心線熱風出口中心 線高鋁格子磚熱風閥中心線助燃風入口中 心線煤氣入口中心 線內燃熱風爐橫斷面圖本鋼內燃式熱風爐結構圖 熱風爐主要尺寸是外徑和全高，一般熱風爐主要尺寸是外徑和全高，一般新建熱風爐的高徑比（新建熱風爐的高徑比（H/D）在）在5.0左右。左右。高高爐爐容容積積 ( ( m m3 3) ) 2 2 5 5 5 5 6 6 2 2 0 0 1 1 0 0 2 2 6 6 1 1 2 2 6 6 0 0 1 1 5 5 1 1 3 3

12、 1 1 8 8 0 0 0 0 2 2 0 0 5 5 0 0 2 2 5 5 6 6 0 0 H H 2 2 8 8 8 8 4 4 0 0 3 3 3 3 5 5 0 0 0 0 3 3 7 7 0 0 0 0 0 0 3 3 8 8 1 1 6 6 0 0 4 4 4 4 4 4 5 5 0 0 4 4 4 4 4 4 7 7 0 0 5 5 4 4 0 0 0 0 0 0 4 4 7 7 2 2 5 5 0 0 D D 上上5 5 4 4 0 0 0 0 下下5 5 2 2 0 0 0 0 上上7 7 3 3 0 0 0 0 下下6 6 7 7 8 8 0 0 8 8 0 0 0 0

13、 0 0 上上8 8 3 3 1 1 0 0 下下8 8 0 0 0 0 0 0 9 9 0 0 0 0 0 0 上上9 9 3 3 3 3 0 0 下下9 9 0 0 0 0 0 0 上上9 9 9 9 6 6 0 0 下下9 9 5 5 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 H H / / D D 5 5 . . 5 5 5 5 4 4 . . 9 9 4 4 4 4 . . 6 6 2 2 4 4 . . 9 9 5 5 4 4 . . 9 9 3 3 4 4 . . 9 9 4 4 5 5 . . 6 6 8 8 4 4 . . 7 7 2 2 不同爐容熱風爐的高徑比

14、見下表不同爐容熱風爐的高徑比見下表二二 工作原理工作原理燃燒室和蓄熱室砌在同一爐殼內，之間用隔墻隔燃燒室和蓄熱室砌在同一爐殼內，之間用隔墻隔開。煤氣和空氣由管道經閥門送入燃燒器并在燃開。煤氣和空氣由管道經閥門送入燃燒器并在燃燒室內燃燒，燃燒的熱煙氣向上運動經過拱頂時燒室內燃燒，燃燒的熱煙氣向上運動經過拱頂時改變方向，再向下穿過蓄熱室，然后進入大煙道改變方向，再向下穿過蓄熱室，然后進入大煙道經煙囪排入大氣。在熱煙氣穿過蓄熱室時，將蓄經煙囪排入大氣。在熱煙氣穿過蓄熱室時，將蓄熱室內的格子磚加熱。格子磚被加熱并蓄存一定熱室內的格子磚加熱。格子磚被加熱并蓄存一定熱量后，熱風爐停止燃燒，轉入送風。送風時

15、冷熱量后，熱風爐停止燃燒，轉入送風。送風時冷風從下部冷風管道經冷風閥進入蓄熱室，空氣通風從下部冷風管道經冷風閥進入蓄熱室，空氣通過格子磚時被加熱，經拱頂進入燃燒室，再經熱過格子磚時被加熱，經拱頂進入燃燒室，再經熱風出口、熱風閥、熱風總管送至高爐。風出口、熱風閥、熱風總管送至高爐。 燃燒室是燃燒煤氣的空間，位于爐燃燒室是燃燒煤氣的空間，位于爐內一側緊靠大墻。內一側緊靠大墻。1. 斷面形狀有三種：斷面形狀有三種：圓形、眼睛形、復合形圓形、眼睛形、復合形 三三. 燃燒室：燃燒室： 燃燒室斷面形狀燃燒室斷面形狀A圓形；圓形；B眼睛形；眼睛形；C復合形復合形 燃燒室截面積（包括隔墻面積）占熱燃燒室截面積

16、（包括隔墻面積）占熱風爐總內截面積的風爐總內截面積的2230，大高爐取小，大高爐取小值，小高爐取大值。值，小高爐取大值。3. 燃燒室隔墻：燃燒室隔墻： 由兩層互不錯縫的高鋁磚砌成，大型由兩層互不錯縫的高鋁磚砌成，大型高爐高爐345mm230mm；中、小型高爐兩層；中、小型高爐兩層230mm。 2. 燃燒室尺寸：燃燒室尺寸：四四. 蓄熱室蓄熱室 蓄熱室是熱風爐進行熱交換的主蓄熱室是熱風爐進行熱交換的主體，它由格子磚砌筑而成。體，它由格子磚砌筑而成。1. 對格子磚的要求：對格子磚的要求：有較大的受熱面積進行熱交換；有較大的受熱面積進行熱交換；有一定的磚重量來蓄熱；有一定的磚重量來蓄熱；能引起氣流擾

17、動；能引起氣流擾動；砌成格子室后結構穩定。砌成格子室后結構穩定。 2. 格子磚的主要特性指數有：格子磚的主要特性指數有： （1）有效通道截面積）有效通道截面積m2 （2）1m3格子磚的受熱面積格子磚的受熱面積f ：m2/m3 （3）填充系數）填充系數1- ：m3/m3 （4）當量厚度）當量厚度S 3. 常用的格子磚類型：常用的格子磚類型：板狀磚：每個孔由四塊磚組成。板狀磚：每個孔由四塊磚組成。 塊狀穿孔磚：是在整塊磚上穿孔。采用塊狀穿孔磚：是在整塊磚上穿孔。采用較多的是五孔磚和七孔磚。較多的是五孔磚和七孔磚。4.蓄熱室的結構：蓄熱室的結構：單段式：在整個高度上格孔截面不變。單段式：在整個高度上

18、格孔截面不變。多段式：格孔截面變化。多段式：格孔截面變化。 五五. 爐墻爐墻 1. 作用：作用： 爐墻起隔熱作用并在高溫下承載。爐墻起隔熱作用并在高溫下承載。2. 組成：組成： 由砌體（大墻）、填料層、隔熱層組成。由砌體（大墻）、填料層、隔熱層組成。大墻：熱風爐內襯。保護爐殼，減少散熱損失。大墻：熱風爐內襯。保護爐殼，減少散熱損失。厚度：中小高爐為厚度：中小高爐為230mm，大高爐，大高爐345mm。材質：上部高溫區用高鋁磚，下部低溫區用粘土磚。材質：上部高溫區用高鋁磚，下部低溫區用粘土磚。隔熱磚：一般為隔熱磚：一般為65mm硅藻土磚，緊靠爐殼。硅藻土磚，緊靠爐殼。填料層：在隔熱磚和大墻之間留

19、有填料層：在隔熱磚和大墻之間留有6080mm的的 水渣水渣石棉填料層。石棉填料層。 在上部高溫區大墻外增加一層在上部高溫區大墻外增加一層113或或230mm的輕質高鋁磚；的輕質高鋁磚；注意：注意：熱風口、燃燒口周圍一米半徑熱風口、燃燒口周圍一米半徑范圍內的砌體緊靠爐殼，以防止填料范圍內的砌體緊靠爐殼，以防止填料脫落時竄風。脫落時竄風。 六六. 拱頂拱頂 1. 作用：連接燃燒室和蓄熱室作用：連接燃燒室和蓄熱室 。2. 結構：半球形、錐球形和懸鏈線型。結構：半球形、錐球形和懸鏈線型。3. 拱頂磚：厚度（磚長）一般拱頂磚：厚度（磚長）一般380450mm，外，外砌砌113mm隔熱磚，常用硅藻土磚。隔

20、熱磚，常用硅藻土磚。對拱頂溫度大于對拱頂溫度大于1400的熱風爐，在拱頂磚外的熱風爐，在拱頂磚外砌二層隔熱磚，一層砌二層隔熱磚，一層230mm（輕質高鋁磚），（輕質高鋁磚），一層一層65113mm硅藻土磚。硅藻土磚。 七七. 燃燒器燃燒器 燃燒器是用來將煤氣和空氣混合，燃燒器是用來將煤氣和空氣混合，并送進燃燒室內燃燒的設備。并送進燃燒室內燃燒的設備。1. 對燃燒器的要求：對燃燒器的要求：有足夠的燃燒能力。有足夠的燃燒能力。有足夠的調節范圍。有足夠的調節范圍。避免煤氣和空氣在燃燒器內燃燒、避免煤氣和空氣在燃燒器內燃燒、回火。回火。2. 金屬燃燒器金屬燃燒器 金屬燃燒器金屬燃燒器1煤氣；煤氣；2空

21、氣；空氣；3冷凝水冷凝水 結構簡單，阻損小，調節范圍大，結構簡單，阻損小，調節范圍大，不易發生回火現象。不易發生回火現象。（2）缺點：）缺點：空氣與煤氣混合不好；空氣與煤氣混合不好；需較大的空氣過剩系數；需較大的空氣過剩系數；氣流直接沖擊燃燒室隔墻。氣流直接沖擊燃燒室隔墻。 （1）優點：）優點：3. 陶瓷燃燒器陶瓷燃燒器 是用耐火材料砌成的，安裝在熱風爐燃燒是用耐火材料砌成的，安裝在熱風爐燃燒室內部。室內部。優點：優點： 空氣與煤氣混合好，能完全燃燒；空氣與煤氣混合好，能完全燃燒； 空氣過剩系數小，可提高燃燒溫度；空氣過剩系數小，可提高燃燒溫度； 燃燒氣體向上噴出，不沖刷隔墻。燃燒氣體向上噴出

22、，不沖刷隔墻。 燃燒能力大。燃燒能力大。八八. 支柱及爐箅子支柱及爐箅子 蓄熱室格子磚通過爐箅子支撐在蓄熱室格子磚通過爐箅子支撐在支柱上。支柱上。 支柱高度要滿足安裝煙道和冷風支柱高度要滿足安裝煙道和冷風管道的凈空需要，保證氣流暢通。管道的凈空需要，保證氣流暢通。 爐箅子的塊數與支柱數相同。爐箅子的塊數與支柱數相同。5.2.2 熱風爐閥門熱風爐閥門熱風爐設備分兩類n控制燃燒系統的閥門及裝置 作用：調節煤氣和助燃空氣的流量 調節燃燒溫度 送風時隔離n控制鼓風系統的閥門 作用：將冷風送入熱風爐，熱風送到高爐 調節熱風溫度 1焦爐煤氣壓力調節閥；焦爐煤氣壓力調節閥；2高爐煤氣壓力調節閥；高爐煤氣壓力

23、調節閥；3空氣流量調節閥；空氣流量調節閥；4焦爐煤氣流量調節閥；焦爐煤氣流量調節閥；5高爐煤氣高爐煤氣流量調節閥；流量調節閥；6空氣燃燒閥；空氣燃燒閥；7焦爐煤氣閥；焦爐煤氣閥；8吹掃閥；吹掃閥；9高爐煤氣閥；高爐煤氣閥；10焦爐煤氣放散閥；焦爐煤氣放散閥；11高爐煤氣高爐煤氣放散閥；放散閥；12焦爐煤氣燃燒閥；焦爐煤氣燃燒閥；13高爐煤氣燃燒閥；高爐煤氣燃燒閥；14熱風放散閥；熱風放散閥；15熱風閥；熱風閥；16點火裝置；點火裝置；17燃燒室；燃燒室；18混合室；混合室；19混風閥；混風閥；20混風流量調節閥；混風流量調節閥；21蓄熱室；蓄熱室；22充風閥；充風閥；23廢風閥；廢風閥； 24

24、冷風閥；冷風閥；25煙煙道閥；道閥；26冷風流量調節閥冷風流量調節閥616 外燃式熱風爐系統示意圖外燃式熱風爐系統示意圖 熱風閥直徑的熱風閥直徑的 確定：確定：實際流速不高于實際流速不高于75m/s。 其它閥門與熱風閥的截面積之比為：其它閥門與熱風閥的截面積之比為： 一一. 閥門直徑的確定：閥門直徑的確定：閥門名稱閥門名稱閥門的截面積與熱風閥閥門的截面積與熱風閥截面積之比截面積之比熱風閥熱風閥1.0冷風閥冷風閥0.81.0放風閥放風閥1.0l.2煤氣切斷閥煤氣切斷閥0.7l.0空氣燃燒閥空氣燃燒閥0.71.0燃燒閥燃燒閥0.7l.0煙道閥煙道閥2.02.8混風閥混風閥0.30.4廢風閥廢風閥0

25、.050.12充風閥充風閥0.050.12二二. 熱風閥熱風閥 1. 位置：位置： 安裝在熱風出口和熱風主管之間安裝在熱風出口和熱風主管之間的熱風短管上。的熱風短管上。2. 作用：作用： 在燃燒期關閉，隔斷熱風爐和熱在燃燒期關閉，隔斷熱風爐和熱風管道之間的聯系。風管道之間的聯系。 三三. 切斷閥切斷閥 1. 作用：作用： 切斷煤氣、助燃空氣、冷風及煙氣。切斷煤氣、助燃空氣、冷風及煙氣。2. 結構：結構： 有閘板閥、曲柄盤式閥、盤式煙道閥。有閘板閥、曲柄盤式閥、盤式煙道閥。 四四. 調節閥調節閥 1. 作用：作用： 用來調節煤氣流量、助燃空氣流用來調節煤氣流量、助燃空氣流量、冷風流量以及混風的冷

26、風流量等。量、冷風流量以及混風的冷風流量等。2. 結構：結構： 一般采用蝶形閥。一般采用蝶形閥。五五. 充風閥充風閥作用：作用： 熱風爐從燃燒期轉換到送風期，熱風爐從燃燒期轉換到送風期，當冷風閥上沒有設置均壓小閥時，在當冷風閥上沒有設置均壓小閥時，在冷風閥打開之前必須使用充風閥提高冷風閥打開之前必須使用充風閥提高熱風爐內的壓力。熱風爐內的壓力。 作用：作用： 熱風爐從送風期轉換到燃燒期時，熱風爐從送風期轉換到燃燒期時，在煙道閥打開之前需打開廢風閥，將在煙道閥打開之前需打開廢風閥，將熱風爐內相當于鼓風壓力的壓縮空氣熱風爐內相當于鼓風壓力的壓縮空氣由廢風閥排放掉，以降低爐內壓力。由廢風閥排放掉，以

27、降低爐內壓力。 六六. 廢風閥廢風閥七七. 放風閥和消音器放風閥和消音器 1. 位置：位置： 放風閥安裝在鼓風機與熱風爐組之間放風閥安裝在鼓風機與熱風爐組之間的冷風管道上。的冷風管道上。2. 作用：作用： 在鼓風機不停止工作的情況下，用放在鼓風機不停止工作的情況下，用放風閥把一部分或全部鼓風排放到大氣中的風閥把一部分或全部鼓風排放到大氣中的方法來調節入爐風量。方法來調節入爐風量。 八八. 冷風閥冷風閥 1. 位置：位置： 設在冷風支管上的切斷閥。設在冷風支管上的切斷閥。2. 作用：作用： 在送風期，打開冷風閥可把高爐鼓在送風期，打開冷風閥可把高爐鼓風機鼓出的冷風送入熱風爐。燃燒期，風機鼓出的冷

28、風送入熱風爐。燃燒期，關閉冷風閥，切斷了冷風管。關閉冷風閥，切斷了冷風管。 5.2.3 熱風爐用耐火材料及特性熱風爐用耐火材料及特性一一. 熱風爐砌體破損機理熱風爐砌體破損機理熱震破損；熱震破損；煙氣粉塵的化學侵蝕；煙氣粉塵的化學侵蝕；機械荷載作用。機械荷載作用。 二二. 熱風爐用耐火材料的主要特性熱風爐用耐火材料的主要特性耐火度：較高的耐火度和荷重軟化溫度；耐火度：較高的耐火度和荷重軟化溫度；抗蠕變性抗蠕變性 ；體積穩定性體積穩定性 ；導熱性；導熱性；熱容量熱容量 ；抗壓強度抗壓強度 三三. 熱風爐用耐火材料熱風爐用耐火材料 1. 硅磚：硅磚：SiO2含量在含量在95左右。左右。特性：特性：

29、高溫性能好；耐火度、荷重軟化溫度高；高溫性能好；耐火度、荷重軟化溫度高；蠕變溫度高且蠕變率低；蠕變溫度高且蠕變率低；體積密度小，蓄熱能力差。體積密度小，蓄熱能力差。 用于拱頂、燃燒室和蓄熱室爐襯的上部用于拱頂、燃燒室和蓄熱室爐襯的上部以及上部格子磚。以及上部格子磚。 2. 高鋁磚高鋁磚 特性：質地堅硬，致密、密度大，抗壓特性：質地堅硬，致密、密度大，抗壓強度高，耐磨性好和導熱性高，高溫下強度高，耐磨性好和導熱性高，高溫下體積穩定，蠕變性僅次于硅磚。體積穩定，蠕變性僅次于硅磚。 用于高溫區，如拱頂、中上部格子用于高溫區，如拱頂、中上部格子磚、燃燒室隔墻等。磚、燃燒室隔墻等。3. 3. 粘土磚粘土

30、磚 特性：主要成分特性：主要成分Al2O3和和SiO2。熱穩定性。熱穩定性好，高溫燒成的粘土磚殘余收縮小。粘好，高溫燒成的粘土磚殘余收縮小。粘土磚耐火度和荷重軟化溫度低，蠕變溫土磚耐火度和荷重軟化溫度低，蠕變溫度低，蠕變率大，容易加工，價格低。度低，蠕變率大，容易加工，價格低。 用于熱風爐中、低溫區磚襯及中下層格用于熱風爐中、低溫區磚襯及中下層格子磚及磚襯。子磚及磚襯。 用量約占熱風爐用磚總量用量約占熱風爐用磚總量的的30-50%4. 隔熱磚隔熱磚 包括硅藻土磚、輕質硅磚、輕質粘包括硅藻土磚、輕質硅磚、輕質粘土磚、輕質高鋁磚以及陶瓷纖維磚等。土磚、輕質高鋁磚以及陶瓷纖維磚等。特性：特性： 氣孔

31、率大，密度小，導熱性低，機氣孔率大，密度小，導熱性低，機械強度低。械強度低。噴涂料：包括耐火、隔熱及耐酸三種。噴涂料：包括耐火、隔熱及耐酸三種。耐火噴涂料：用于高溫部位爐殼及熱風管耐火噴涂料：用于高溫部位爐殼及熱風管道內。道內。隔熱噴涂料：導熱系數低，減少熱損失。隔熱噴涂料：導熱系數低，減少熱損失。耐酸噴涂料：用于拱頂、燃燒室及蓄熱室耐酸噴涂料：用于拱頂、燃燒室及蓄熱室 上部鋼殼。上部鋼殼。 5. 不定形材料不定形材料 通常下部采用粘土磚，中部采用通常下部采用粘土磚，中部采用高鋁磚，上部高溫區采用硅磚、低蠕高鋁磚，上部高溫區采用硅磚、低蠕變高鋁磚等變高鋁磚等 。熱風爐熱風爐我國幾座典型熱風爐選

32、用的耐火材料我國幾座典型熱風爐選用的耐火材料 5.2.4 改進型內燃式熱風爐改進型內燃式熱風爐 一一. 傳統型內燃式熱風爐的特點：傳統型內燃式熱風爐的特點：金屬套筒燃燒器；金屬套筒燃燒器；拱頂為半球形；拱頂為半球形；蓄熱室冷、熱煙氣分布不均。蓄熱室冷、熱煙氣分布不均。 二二. 改進型的主要特征：改進型的主要特征： 懸鏈線拱頂且拱頂與大墻脫開；懸鏈線拱頂且拱頂與大墻脫開；眼睛形火井和與之相配的矩形陶瓷燃眼睛形火井和與之相配的矩形陶瓷燃燒器；燒器； 燃燒室下部隔墻增設絕熱磚和耐熱不燃燒室下部隔墻增設絕熱磚和耐熱不銹鋼板。銹鋼板。 改進型內燃式熱風爐改進型內燃式熱風爐 1. 懸鏈線拱頂懸鏈線拱頂 特

33、點：特點：內襯由鋼結構支撐，拱頂與大墻分開；內襯由鋼結構支撐，拱頂與大墻分開；采用關節磚，使拱腳磚與關節磚、關節采用關節磚，使拱腳磚與關節磚、關節磚拱頂上部磚之間能相對轉動磚拱頂上部磚之間能相對轉動 ；拱頂由一層致密磚代替了傳統的兩層致拱頂由一層致密磚代替了傳統的兩層致密磚；密磚；蓄熱室斷面氣流分布均勻蓄熱室斷面氣流分布均勻 。 2. 特殊的隔墻結構特殊的隔墻結構 合理設置膨脹縫；合理設置膨脹縫；隔墻兩層致密磚間加入隔熱層；隔墻兩層致密磚間加入隔熱層；隔墻各層砌體間、隔墻與熱風爐大隔墻各層砌體間、隔墻與熱風爐大墻間設置滑動縫；墻間設置滑動縫；隔墻靠近蓄熱室側在一定高度上增隔墻靠近蓄熱室側在一定

34、高度上增加一層不銹鋼板。加一層不銹鋼板。 3. 眼睛型燃燒室眼睛型燃燒室 隔墻斷面小，增加了蓄熱室的有效隔墻斷面小，增加了蓄熱室的有效蓄熱面積。蓄熱面積。蓄熱室的煙氣流分布均勻。蓄熱室的煙氣流分布均勻。燃燒室隔墻與大墻不咬砌。燃燒室隔墻與大墻不咬砌。 4. 矩形陶瓷燃燒器矩形陶瓷燃燒器 與眼睛型燃燒室相配的燃燒器，能充與眼睛型燃燒室相配的燃燒器，能充分利用眼睛型燃燒室斷面的空間。分利用眼睛型燃燒室斷面的空間。矩形燃燒器氣體混合效果好，燃燒穩矩形燃燒器氣體混合效果好，燃燒穩定，效率高，燃燒強度大；定，效率高，燃燒強度大；氣流阻力損失小氣流阻力損失小 三三. 內燃式熱風爐優缺點：內燃式熱風爐優缺點

35、： 1. 優點：優點： 結構簡單，建設費用較低，占地面積結構簡單，建設費用較低，占地面積較小。較小。2. 缺點：缺點：蓄熱室煙氣分布不均勻；蓄熱室煙氣分布不均勻；燃燒室隔墻結構復雜，易損壞。燃燒室隔墻結構復雜，易損壞。 5.2.5 熱風爐計算熱風爐計算 例題：例題： 高爐容積為高爐容積為1260m3，配備四座熱，配備四座熱風爐，做熱風爐設計。風爐，做熱風爐設計。 1. 確定基本參數確定基本參數 （1）取單位爐容蓄熱面積為）取單位爐容蓄熱面積為90m2/m3 （2）定熱風爐鋼殼下部內徑為）定熱風爐鋼殼下部內徑為7960mm，爐殼及拱頂鋼板厚度為爐殼及拱頂鋼板厚度為20mm，爐底鋼板厚，爐底鋼板厚

36、度為度為36mm 。2. 確定爐墻結構及熱風爐內徑確定爐墻結構及熱風爐內徑 下部：下部：（1） 大墻厚：大墻厚：345mm（2） 隔熱磚（輕質粘土磚）：隔熱磚（輕質粘土磚）：113mm（3） 填料層（水渣石棉填料）：填料層（水渣石棉填料）：60mm（4） 不定型噴涂料：不定型噴涂料：40mm共計：共計：3451136040558mm（5） 熱風爐內徑：熱風爐內徑：d內內796055826.844m火井隔墻結構：火井隔墻結構：上部：上部：230高鋁磚高鋁磚345高鋁磚高鋁磚20滑動縫滑動縫下部：下部：230高鋁磚高鋁磚345高鋁磚高鋁磚20滑動縫滑動縫注：注：上部高鋁磚較下部高鋁磚更耐高溫上部高

37、鋁磚較下部高鋁磚更耐高溫3. 選火井面積（包括隔墻）選火井面積（包括隔墻） 根據經驗，選火井面積占熱風爐內根據經驗，選火井面積占熱風爐內截面積的截面積的28（1） 熱風爐內截面積：熱風爐內截面積：（2） 火井面積：火井面積：222788.36844. 644mdS內內2301.10%28788.36%28mSS內井4. 蓄熱室截面積：蓄熱室截面積： 2487.26301.10788.36mSSS井內蓄5. 選格子磚選格子磚 選七孔磚，格孔直徑為選七孔磚，格孔直徑為43mm，查表知查表知1m3格子磚加熱面積：格子磚加熱面積：32/06.38mmf 七6. 蓄熱室加熱面積蓄熱室加熱面積 （1）四座

38、熱風爐總加熱面積：）四座熱風爐總加熱面積： 126090113400m2 （2）每座熱風爐加熱面積：）每座熱風爐加熱面積： 2283504113400m7. 一米高蓄熱室加熱面積：一米高蓄熱室加熱面積： 2095.100806.38487.261m8. 蓄熱室高度蓄熱室高度 mh122.28095.100828350一米高蓄熱室加熱面積一座熱風爐加熱面積蓄9. 拱頂高度：采用錐球形拱頂高度：采用錐球形 拱腳1拱錐球型拱頂錐球型拱頂 熱風爐拱腳內徑：熱風爐拱腳內徑： mmd7760604027960）（拱腳據經驗：據經驗： mdH656. 476. 760. 060. 0拱腳拱拱頂由球冠和圓錐臺

39、組成，具體尺寸如下：拱頂由球冠和圓錐臺組成，具體尺寸如下：據經驗：球冠弦長據經驗：球冠弦長 mdL492. 376. 745. 045. 01拱腳球冠圓心角為球冠圓心角為120；圓錐斜邊與水平面夾角為圓錐斜邊與水平面夾角為60 10. 熱風爐全高及高徑比熱風爐全高及高徑比 支柱及爐篦子高：支柱及爐篦子高：2.0+0.5=2.5m燃燒室比蓄熱室高：燃燒室比蓄熱室高：0.4m大墻比燃燒室高：大墻比燃燒室高：1.2m拱頂磚襯：拱頂磚襯：400高鋁磚高鋁磚230輕質高鋁磚輕質高鋁磚113硅藻土磚硅藻土磚40噴涂層噴涂層0.783m則：則： mH717.37036. 0020. 0783. 0656.

40、4122.282 . 14 . 05 . 2全校核：校核： 72. 420296. 7717.37外全dH 符合要求符合要求5.2.6 懸鏈線拱頂計算懸鏈線拱頂計算 一一. 懸鏈線拱頂：懸鏈線拱頂： 是指耐火磚砌體的內輪廓線（或是指耐火磚砌體的內輪廓線（或外輪廓線）是一條懸鏈線。外輪廓線）是一條懸鏈線。二二. 數學表達式：數學表達式： )(2axaxeeaaxchay式中式中a 與與x 值相對應，值相對應， a 值決定著懸鏈線的開值決定著懸鏈線的開度，各點的曲率半徑也隨之變化。度，各點的曲率半徑也隨之變化。三三. 懸鏈線示意圖如下懸鏈線示意圖如下: 四四. 懸鏈線拱頂計算懸鏈線拱頂計算 例如，

41、在設計例如，在設計1260m3高爐的熱風爐時，選高爐的熱風爐時，選擇熱風爐拱高（擇熱風爐拱高（h）與拱頂張開度（）與拱頂張開度（2R7760）一半的比值為）一半的比值為9.84 8。當當 xR 時，時， haaRchay0haaRcha即：即： 解方程求出解方程求出a值，則標準懸鏈線方程就定值，則標準懸鏈線方程就定下來了。下來了。用牛頓迭代法求解方程式中用牛頓迭代法求解方程式中a值值:)( )(111nnnnafafaa直到直到:001. 0|1nnaa得出得出: 258.2087a因此拱頂內輪廓線方程為因此拱頂內輪廓線方程為: 258.2087258.2087xchy 選取拱頂砌磚厚度為選取

42、拱頂砌磚厚度為400mm，可以得到，可以得到拱頂外輪廓線方程。拱頂外輪廓線方程。 當拱頂的內、外輪廓線方程確定之后，當拱頂的內、外輪廓線方程確定之后，便可以進行豎直方向磚型的計算。便可以進行豎直方向磚型的計算。 在內輪廓線方程取在內輪廓線方程取x=R=3880作為起點作為起點A進行計進行計算，取算，取AB=100mm，通過，通過A及及B點內輪廓線的法線，點內輪廓線的法線，相交于的相交于的A1B1點，通過點，通過A、B、B1、A1 4點坐標值點坐標值計算出豎直方向上第一塊磚的尺寸，同樣按照上述計算出豎直方向上第一塊磚的尺寸，同樣按照上述方法，可以求出豎直方向上所有磚型的尺寸。方法，可以求出豎直方

43、向上所有磚型的尺寸。 一般豎直方向上分為一般豎直方向上分為8個區段，每個區段，每個區段用兩種磚型配砌，整個熱風爐個區段用兩種磚型配砌，整個熱風爐拱頂采用拱頂采用16種磚型。種磚型。 5.3 外燃式熱風爐外燃式熱風爐 燃燒室和蓄熱室分別在兩個圓柱形殼體燃燒室和蓄熱室分別在兩個圓柱形殼體內，兩個室的頂部以一定方式連接起來。內，兩個室的頂部以一定方式連接起來。外燃式熱風爐爐型特征：外燃式熱風爐爐型特征： 外燃式熱風爐結構示意圖外燃式熱風爐結構示意圖 三三. 分類分類（1）地得式：拱頂由兩個直徑不等的球形）地得式：拱頂由兩個直徑不等的球形拱構成，并用錐形結構相互連通。拱構成，并用錐形結構相互連通。（2

44、）考貝式：拱頂由圓柱形通道連成一體。）考貝式：拱頂由圓柱形通道連成一體。（3）馬琴式：蓄熱室的上端有一段倒錐形，）馬琴式：蓄熱室的上端有一段倒錐形，錐體上部接一段直筒部分，直徑與燃燒室直錐體上部接一段直筒部分，直徑與燃燒室直徑相同，兩室用水平通道連接起來。徑相同，兩室用水平通道連接起來。（4）新日鐵式）新日鐵式 ：蓄熱室上部有一個錐體段，：蓄熱室上部有一個錐體段，使蓄熱室拱頂直徑和燃燒室直徑相同。使蓄熱室拱頂直徑和燃燒室直徑相同。 四四. 外燃式熱風爐的特點：外燃式熱風爐的特點： （1）結構上：外燃式比內燃式合理；）結構上：外燃式比內燃式合理；（2）燃燒室、蓄熱室、拱頂等部位磚襯可以）燃燒室、

45、蓄熱室、拱頂等部位磚襯可以單獨膨脹和收縮，可以承受高溫作用；單獨膨脹和收縮，可以承受高溫作用；（3）燃燒室斷面為圓形，當量直徑大，有利）燃燒室斷面為圓形，當量直徑大，有利于煤氣燃燒；于煤氣燃燒；（4）送風溫度較高，可長時間保持）送風溫度較高，可長時間保持1300。 各種外燃式熱風爐的比較 鞍鋼6號高爐外燃式熱風爐寶鋼1號高爐新日鐵式外燃熱風5.4 頂燃式、球式熱風爐頂燃式、球式熱風爐 5.4.1 頂燃式熱風爐頂燃式熱風爐 是將煤氣直接引入拱頂空間內燃燒。是將煤氣直接引入拱頂空間內燃燒。首鋼頂燃式熱風爐示意圖：首鋼頂燃式熱風爐示意圖： 頂燃式熱風爐頂燃式熱風爐1燃燒器；燃燒器；2熱風出口；熱風出口；3煙氣出口；煙氣出口；4冷風入口冷風入口a結構示意圖；結構示意圖；b平面布置圖平面布置圖 （1）耐火材料工作負荷均衡；）耐火材料工作負荷均衡；（2）結構對稱，穩定性好；）結構對稱，穩定性好；（3）蓄熱室內氣流分布均勻，效率高。）蓄熱室內氣流分布均勻，效率高。（4）節省鋼材和耐火材料，占地面積較小。）節省鋼材和耐火材料，占地面積較小。 優點：優點：（1）操作不便：熱風出口、煤氣和助燃）操作不便：熱風出口、煤氣和助燃空氣的入口、燃燒器集中于拱頂；空氣的入口、燃燒器集中于拱頂；（2）