酒鋼7號高爐熱風爐設(shè)計特點探究

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1、酒鋼7號高爐熱風爐設(shè)計特點探究  摘要:酒鋼7號高爐熱風爐型式為頂燃式熱風爐,拱頂部位設(shè)置環(huán)形陶瓷燃燒器,高溫區(qū)選用硅磚,蓄熱室采用19孔高效格子磚,采用冷風均勻分配技術(shù),獨立支撐無梁式爐箅子,利用廢煙氣預(yù)熱助燃空氣和煤氣,以使熱風平均溫度達到1200℃以上。關(guān)鍵詞:頂燃式熱風爐;硅磚;冷風導(dǎo)流;爐箅子中圖分類號:TB文獻標識碼:A文章編號:16723198(2013)220197021概述酒鋼集團本部在現(xiàn)有生產(chǎn)規(guī)模的基礎(chǔ)上調(diào)整產(chǎn)能結(jié)構(gòu),初步使本部的鐵-鋼-材生產(chǎn)環(huán)節(jié)達到合理銜接,在現(xiàn)有的規(guī)模上增加一座1800m3高爐(7號),要求其工藝技術(shù)裝備水平

2、達到國內(nèi)先進;熱風爐系統(tǒng)在整個煉鐵系統(tǒng)中占據(jù)非常重要的地位,所以熱風爐的設(shè)計質(zhì)量會影響整個煉鐵工程的運行狀況。7酒鋼7號高爐配置了三座頂燃式熱風爐,預(yù)留一座熱風爐的位置。熱風爐高溫區(qū)采用硅磚。熱風爐燃料為單一高爐煤氣,利用煙氣余熱回收裝置預(yù)熱煤氣和助燃空氣。熱風爐高溫閥門采用軟水密閉循環(huán)冷卻,熱風爐系統(tǒng)燃燒、送風、換爐實現(xiàn)自動控制。三座熱風爐正常工作時,采用“兩燒一送”工作模式,在富氧鼓風的條件下,熱風溫度可達1200℃以上。2熱風爐本體設(shè)計特點頂燃式熱風爐主要技術(shù)性能參數(shù)見表1。表1頂燃式熱風爐主要技術(shù)性能參數(shù)項目1數(shù)值熱風爐座數(shù)13熱風溫度,℃1

3、>1200熱風爐爐殼直徑(上部/中部/下部),mm111504/10670/10120熱風爐高度,m150.145蓄熱室斷面積,m2164.95格子磚類型119孔格子磚孔徑,mm130格子磚蓄熱面積,m2/m3148.56單位鼓風加熱面積m2/min143.72.1燃燒器及拱頂結(jié)構(gòu)環(huán)形陶瓷燃燒器設(shè)置在熱風爐頂部預(yù)混室中心區(qū)域,環(huán)形陶瓷主燃燒器由一條煤氣和一條空氣環(huán)形通道組成,在煤氣和空氣通道上分布有多個旋流噴射孔,噴射孔沿圓周切線方向布置,噴出的氣流以一定的速度在預(yù)混室內(nèi)交叉混合并向下旋流,煤氣在拱頂錐段空間燃燒,此環(huán)形陶瓷燃燒器為短焰燃燒器,火焰不

4、接觸砌體,砌體不會出現(xiàn)局部過熱現(xiàn)象。環(huán)形陶瓷燃燒器預(yù)混室與錐形拱頂?shù)膸缀谓Y(jié)構(gòu)使通過氣流在拱頂空間內(nèi)的收縮、擴張、旋流、回流而實現(xiàn)煤氣的完全燃燒和高溫煙氣的均勻分布。7環(huán)形陶瓷燃燒器與拱頂砌體采用相互獨立的砌筑結(jié)構(gòu),環(huán)形陶瓷燃燒器的砌體由拱頂爐殼獨立支撐,與拱頂磚襯砌體完全脫開,采用迷宮式密封結(jié)構(gòu),防止熱膨脹應(yīng)力破壞磚襯。拱頂磚襯獨立支撐在拱頂爐殼的磚托圈上,拱頂磚襯和大墻磚襯之間設(shè)置迷宮式滑移膨脹縫,可以吸收大墻受熱產(chǎn)生的膨脹位移,使大墻與拱頂可以自由伸縮。這種自由滑動的設(shè)計結(jié)構(gòu)增強了拱頂?shù)姆€(wěn)定性,降低了拱頂及拱頂各孔部位磚襯的熱膨脹量,消除了各孔口

5、磚襯由于熱膨脹產(chǎn)生裂縫而造成的漏風。陶瓷燃燒器關(guān)鍵部位耐材選用綜合性能優(yōu)良的紅柱石磚,拱頂為高溫區(qū),故選擇耐高溫性好的硅磚。2.2蓄熱室結(jié)構(gòu)通過傳熱計算確定蓄熱室格子磚的高度及材質(zhì),確定大墻磚的厚度和材質(zhì),使蓄熱室具有合理的氣流分布及合適的蓄熱面積。蓄熱室高溫段選用耐高溫體積穩(wěn)定性、抗蠕變性和耐侵蝕性性能優(yōu)異的硅磚。中溫區(qū)選用低蠕變粘土磚,此段處于高溫區(qū)和低溫區(qū)的過度區(qū)間,溫度變化比較敏感,低蠕變粘土磚的抗熱震性能能適應(yīng)此段的溫度變化,且價格便宜。低溫區(qū)選用高密度粘土磚以提高熱風爐蓄熱量并節(jié)省投資。最下段選用了低蠕變粘土磚,利用其抗壓強度高、抗蠕變性

6、能和抗熱震性能優(yōu)良的特性,以保證整個格子磚的穩(wěn)定性。這種耐火材料的選取依據(jù)是好鋼用在刀刃上,既滿足了熱風爐的功能性要求,又降低了浪費,節(jié)省工程投資。7為了優(yōu)化熱風爐蓄熱室的蓄熱、加熱性能,采用了直徑為30mm的19孔高效格子磚,其加熱面積為48.56m2/m3,有效地實現(xiàn)了蓄熱室斷面的氣流均勻分布,縮小了熱風爐直徑和外形尺寸,爐體結(jié)構(gòu)簡化,避免了大直徑拱頂結(jié)構(gòu),提高了拱頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和壽命。提高了格子磚蓄熱、加熱能力,為實現(xiàn)穩(wěn)定的高風溫創(chuàng)造了條件。2.3孔口組合磚結(jié)構(gòu)熱風爐高溫孔口的工作條件惡劣,強化熱風爐燃燒和換熱過程,耐火材料要承受高溫、高壓的作

7、用,孔口耐火材料還要承受氣流收縮、擴張、轉(zhuǎn)向運動所產(chǎn)生的沖擊和振動作用。熱風爐各孔口在多種工況的惡劣條件下工作,是制約熱風爐長壽和提高風溫的薄弱環(huán)節(jié)。熱風出口采用獨立的環(huán)形組合磚構(gòu)成,組合磚之間采用凹凸槽結(jié)構(gòu)進行加強。2.4爐底結(jié)構(gòu)熱風爐底部常有底板變形漏風的情況,高溫高壓熱風爐更加突出。為了防止底板變形漏風,除了在砌體設(shè)計方面予以考慮外,爐底結(jié)構(gòu)也做了相應(yīng)的改進:做雙層底板,上下層之間設(shè)勁梁,澆注耐熱混凝土,使底板剛度增大,對防止底板變形有利。爐底板和直筒段采用圓弧連接,連接半徑大,結(jié)構(gòu)應(yīng)力小。7底板下鋪一層干沙,既方便施工,還可以吸收部分爐皮膨脹

8、反力。爐殼安裝完畢后,從爐底板上的灌漿孔向底板下進行壓力灌漿,使爐底板和干沙緊密接觸。2.5爐箅子結(jié)構(gòu)熱風爐

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