工 业 技 术
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科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 高炉热风炉是炼铁厂高炉重要的附属设备，炼铁生产过程中，高炉热风炉向高炉内部持续鼓入大量的高温空气，从而保证高炉中燃烧的焦炭将铁矿石中的铁氧化物还原成金属铁，能够能将降低焦比、增加产量。 二十世纪五十年代，我国高炉以内燃式热风炉为主，不过其在技术方面有许多不完善的地方，同时随着风温的增加其缺陷也会更为明显。到了六十年代，出现了燃烧室与蓄热室分开的外燃式热风炉。七十年代，我国开发了顶燃式热风炉，并且在的高炉上得到了应用。之后对高炉热风炉进行不断的完善。从高炉热风炉的发展过程可以看出，高炉有效容积、强化冶炼程度及炉温、风压的不断提高，致使热风炉的结构也随之变化。该文主要比较分析Didier、NSC以及顶燃式三种典型热风炉的本体结构，并对外燃式热风炉和顶燃式热风炉的速度分布、格子砖表面温度分布、风炉流场进行比较分析。 检查井井座1 高炉热风炉的分类
根据现代热风炉结构形式，应用于4000m 3级别的高炉热风炉可分为三类，包括内燃式、外燃式以及顶
燃式三种。1.1内燃式热风炉
霍戈文热风炉是内燃式热风炉的成功代表，其体积小、材料用量少，能够节省很大一部分的投资，并且其良好的生产效果能够满足高风温和长寿的需求。普通内燃式热风炉存在一定的缺陷，比如火井偏在一侧导致气流的分布参差，阻碍了直径的扩大；燃烧室隔墙结构相对比较复杂；拱顶温度不得超过1320℃、风温要控制在980～1100℃。
1.2外燃式热风炉
大型高炉多采用外燃式热风炉，目前使用较多且效果好的外燃式热风炉是新日铁工外燃热风炉。其具有结构稳定，防止晶间应力腐蚀，增加了热风阀的使用寿命等优点。外燃式热风炉也存在一些缺点，其材料消耗相对较大，异型砖拱顶的复杂结构造成施工比较困难，同时结构不对称，受力参差。
1.3顶燃式热风炉
其撤除了燃烧室，在热风炉的拱顶直接安装燃烧器。顶燃式热风炉将内燃式、外燃式的优点相结合，不仅增强了结构的稳
定性、增加了蓄热面积，而且还降低了热损失，增加了热风炉的使用寿命等等。
用于5000 m 3级别的高炉热风炉技术为外燃式热风炉和顶燃式热风炉两种。
2 大型高炉热风炉技术的比较分析
该文主要比较分析用于5000m 3级别大型高炉热风炉的外燃式热风炉和顶燃式热风炉两种。
2.1外燃式和顶燃式热风炉本体结构的比较
外燃式热风炉应用较多的类型是得式(Didier)式和新日式铁式(NSC)外燃式。下面对典型形式的外燃式、顶燃式热风炉进行比较:
2.1.1Didier外燃式(1)布置：一列式。
(2)拱顶特点:2个不同半径近于1/4球体和半个截头圆锥组成，尺寸大、结构复杂。
(3)燃烧器：栅格燃烧器，火焰短，空煤气预热温度要求基本相同，对掉物具有较强的敏感性，有火井，可用15年。
(4)气流：分布较差。(5)优势：外形低。
(6)缺点：结构复杂，拱顶温度高，晶间应力腐蚀问题突出，稳定性差，对温度差具有较强的敏感性。
2.1.2NSC外燃式(1)布置：一列式。
(2)拱顶特点:2个相同半径半球顶和1个圆柱连联管组成，尺寸小、结构稳定。
空调热交换器
(3)燃烧器:3孔套筒燃烧器，火焰长，需要建立在其它设备比较严格的基础上运行，有火井，可用15年。
(4)气流：分布较好。(5)优势：结构稳定。
(6)缺点：面积大，存在晶间应力腐蚀、联通管问题。
2.1.3顶燃式
(1)布置：一列式、矩形、菱形。
(2)拱顶特点：燃烧和蓄热相结合，拱顶直径小，具有较强的稳定性，结构对称。
(3)燃烧器：旋流扩散环形燃烧器，多孔旋流喷射，火焰短，适应性较强，无火井，可使用25年。
(4)气流：分布良好。
(5)优势：结构对称，布置灵活，面积小，原材料消耗相对较小，烟气分布优，降低了
晶间应力腐蚀。
(6)缺点：火器位置高导致管系设计相对较为复杂。
2.2外燃式和顶燃式热风炉数值计算定性比较分析
2.2.1速度分布比较
顶燃式风炉炉内的速度是围绕热风炉中心线进行，分布对称，从而确保烟气不会出现参差，使之受热均匀。
外燃式热风炉在燃烧的过程中，所形成的高温烟气不能达到中心对称的要求进入格子砖，造成受热参差不均匀，使格子砖的效率无法提高。
2.2.2格子砖表面温度分布比较
顶燃式热风炉格子砖表面的温度分布比较均匀，最大的温差也不会超过50℃。
superboost外燃式热风炉格子砖温度分布参差，而且相差较大，最大的温差可高达200℃。
2.2.3风炉流场比较
顶燃式热风炉流场比较均匀，围绕热风炉中心线旋流向下流入格子砖，使格子砖能够均匀的受热。
外燃式热风炉由于空间结构制约了高温烟气，难以均匀的流入格子砖，在流入之前会形成比较大的涡流，导致气流分配参差，降低结构的稳定性。
3 结语
高炉是消耗能量巨大的专业设备，必须要在大量的热量基础上才可以确保冶炼成功，现代热风炉的发展要求提高热效率、节约能源、延长使用寿命等。顶燃式热风炉的本体结构技术、流场传热技术都具有明显的优势，特别是对于大型高炉来说，具有可观的经济效益。
氧化挂具参考文献
[1]毛庆武，张福明，张建良，等.特大型高炉
真空注型机
高风温新型顶燃式热风炉设计与研究[J].炼铁,2010(4):1-6.
[2]刘全兴.我国高炉热风炉的新技术应用
回顾与展望[J].炼铁,2007(2):56-60.[3]钱世崇.顶燃式热风炉为超大型高炉赢
效益[N].中国冶金报,2011-12-08B02.[4]李欣.特大型高炉超高风温顶燃式热风
炉技术研究与应用[N].世界金属导报,2013-08-06B16.
①作者简介：张健欣(1985,12,1—)，男，河北唐山人，本科，首钢京唐钢铁联合有限责任公司助理工程师，主要研究方向：电力拖动与自 动控制。
大型高炉热风炉技术的比较分析①
张健欣
(首钢京唐钢铁联合有限责任公司 河北唐山 063000)
摘 要：高炉热风炉是炼铁厂高炉重要的附属设备，随着高炉热风炉技术的不断改进和提高，我国高炉热风温度已经逐渐得到了提高。高炉热风炉于二十世纪五十年代在我国得到应用，当时以内燃式热风炉技术为主，之后逐渐引入并开发了外燃式热风炉和顶燃式热风炉，技术逐步得到了提高。大型高炉热风炉以外燃式热风炉和顶燃式热风炉为主，比较典型的有外燃式热风炉Didier、NSC和顶燃式热风炉，该文主要比较分析了三种典型热风炉的本体结构，并对外燃式热风炉和顶燃式热风炉的速度分布、格子砖表面温度分布、风炉流场进行比较分析。关键词：大型高炉 高炉热风炉 外燃式热风炉 顶燃式热风炉 拱顶 结构中图分类号:TF578文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)11(b)-0051-01
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