热风炉操作课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第八节 热风炉操作,第八节 热风炉操作,钢铁工业是能耗大户，其能耗约占全国能耗总量的10%，而其中炼铁系统（高炉、焦炉、烧结，下同）的能耗占整个钢铁厂能耗的70%以上，是能耗大户中的特大耗能户，炼铁系统的能源消耗主要是煤。,炼铁系统的能耗为什么高？一是因为环节多（包括铁、焦、烧三个工序），又都是高温反应过程，过程本身耗热多；二是因为生产中排放的烟气、副产的煤气、熔渣等带走大量的热；三是焦炭、烧结（球团）都要经过冷却才能进入高炉，这又损失大量的热量。,第八节 热风炉操作,炼铁系统的能源消耗,钢铁工业是能耗大户，其能耗约占全国能耗总量的10%，而其中炼,鼓风带入高炉的热量100%被利用。提高风温是最有效、最经济的节能措施，同时高风温还是大喷吹煤量的必要条件。国际上先进高炉的风温是1200-1300，而2002年，我国54家大中型钢铁企业中风温1200的仅宝钢一家，风温在11001200之间的仅有4家，风温1100的有49家，其中1000的有19家，差距仍很大。现在我们有些厂家的精料水平已经和发达国家接近了，已经和国内的宝钢接近了，但一比焦比和燃料比却还差一大截，原因之一就是风温太低。国际上的风温是12001300，国内一些钢铁厂是1000多一点，甚至不到1000，仅此一项就使焦比或燃料比高3040kg。,第八节 热风炉操作,降低高炉的焦比和燃料比的措施,提高风温,鼓风带入高炉的热量100%被利用。提高风温是最有效、最经济的,纵观国内外对高风温热风炉的研究，主要采用以下两种方法获得高风温：,一是用高发热值煤气；,二是利用换热器预热助燃风和煤气。,二者的最终目的都是为了提高热风炉拱顶温度，使风温提高。,对热风炉的总要求是：实现高风温和长寿。为此在设计中必须选择合理的热风炉结构和砌筑热风炉的耐火材料。,第八节 热风炉操作,提高风温的方法,纵观国内外对高风温热风炉的研究，主要采用以下两种方法获得高风,第八节 热风炉操作,热凤炉的基本工作原理,热风炉是,高炉鼓风的预热器,。热风炉的种类虽然很多，但它们的基本工作原理是相同的。即利用高炉煤气（或混合煤气）燃烧产生的高温废气加热热风炉内的蓄热室格子砖（或耐火球），使格子砖（或球）吸收废气的热量，达到12001400的高温，经过一段保温时间，使格子砖内外温度基本一致后，通过换炉操作，送往高炉的鼓风穿过处于高温状态的蓄热室格孔（或球层），吸收格子砖（或球）的热量，达到接近燃烧过程中格子砖（或球）所达到的温度。现代热风炉通过这样的方法，能把风温提高到1200以上。冷风在热风炉内吸收的热量，来源于煤气燃烧放出的热量，所以，热风炉实际上是一种,热量转换器,，它把煤气的化学热转换成鼓风的物理热，用于高炉冶炼，达到降低焦比的目的。,第八节 热风炉操作热凤炉的基本工作原理 热,第八节 热风炉操作,热风炉结构形式的演变,从发展过程看：,1829年第一座热风炉开始在美国使用。当时采用的是管式热交换器，它的结构很简单。空气从铁管中通过，有煤作燃料，热风温度只能达到315。但高炉炉况有显著改善，产量提高，焦比降低了35%。这种热风炉不能高温高压，供给的风温很低，已被淘汰。,1857年考贝（Cowper）开始建造用,固体燃料,加热的蓄热式热风炉；,1865年开始出现用,气体燃料,加热的蓄热式热风炉（内燃式热风炉）,1928年美国人建造了世界上第一座外燃式热风炉；1978年世界上第一座大型顶燃式热风炉诞生在首钢（2号高炉炉容1327m,3,）。目前，世界上正在使用的热风炉，可谓是种类繁多，各具特色。1829年开始采用的,铸铁管式热风炉,。,第八节 热风炉操作热风炉结构形式的演变 从发展过程看：,第八节 热风炉操作,热风炉结构形式的演变,由于高风温是强化高炉冶炼增产节焦的重要措施之一，同时随着喷吹技术的发展，要求提供更高的热风温度。当前国内外大型先进高炉使用的风温都在1200左右，个别的达到1350，最高的鼓风压力达到（555606）kPa（5.56.0大气压），因而在本世纪初出现了很多新型热风炉，,1 改造型内燃式,（亦称霍戈文式）,2 外燃式,（又分为马琴式、科珀式、地德式、新日铁式等）；,3 顶燃式,以及小高炉用的石球式热风炉。,第八节 热风炉操作热风炉结构形式的演变,第八节 热风炉操作,各种类型的热凤炉的优缺点,铸铁管式热风炉，不能承受高温高压，供给的风温很低，已被淘汰。,第八节 热风炉操作各种类型的热凤炉的优缺点 铸铁管式热,第八节 热风炉操作,内燃式热风炉,1857年，考贝（Cowper）提出用蓄热式热风炉来代替换热式热风炉，蓄热式热风炉最初也用煤作燃料。1865年采用了气体燃料加热的蓄热式热风炉，形成了现有内燃式热风炉的雏形。自考贝使用蓄热式热风炉以来,其基本原理至今没有改变,而热风炉的结构、设备及操作方法却有了重大改进。,1972年，荷兰艾莫依登厂在新建的3667m,3,高炉上对内燃式热风炉作了较大改进，较好地克服了传统考贝式热风炉的缺点。这种热风炉被称为,霍戈文内燃式热风炉,。它的拱顶砌体呈悬链线形且直接由炉壳支承；燃烧室隔墙下部增设隔热砖，以减少燃烧室隔墙的温度梯度；外包柔性耐火纤维，以吸收砌体的不均匀膨胀；采用套筒式陶瓷燃烧器。,第八节 热风炉操作内燃式热风炉 1857年，考贝（Cowpe,热风炉操作课件,第八节 热风炉操作,传统内燃式热风炉的通病,由于传统内燃式热风炉结构上的特点，在使用过程中发现有以下缺点：,1）燃烧室与蓄热室之间的隔墙的温差太大。鞍钢1967年在6号高炉2号热风炉上（传统内燃式）测定火井底部隔墙两侧的温差，如图1.1，在送风末期可达700，再加上使用金属燃烧器产生的严重脉动现象，可引起燃烧室产生裂缝、掉砖、短路烧穿。,2）拱顶坐落在热风炉大墙上的结构不合理。受到大墙不均匀涨落与自身热膨胀的影响，而产生拱顶裂缝、损坏。,第八节 热风炉操作传统内燃式热风炉的通病 由于传统内燃式热风,第八节 热风炉操作,传统内燃式热风炉的通病,3）当高温烟气由半球形拱顶进入蓄热室时，其气流分布很不均匀，局部过热和高温区所用砖的抗高温蠕变性能差，造成火井向蓄热室倾斜，引起格子砖错位、紊乱、扭曲。,4）由于高炉的大型化和高压操作，风压越来越高，热风炉已成为一个受压容器，加之热风炉壳体随着耐火砌砖的膨胀而上涨，将炉底板拉成“碟子状”，以致焊缝拉开，炉底板拉裂造成漏风。,5）由于热风炉存在周期性振动和上、下涨落运动，经常出现热风支管损坏，即生产中称为“短路烂脖子”现象。,第八节 热风炉操作传统内燃式热风炉的通病 3）当高温烟气由半,第八节 热风炉操作,传统内燃式热风炉的通病,热风炉隔墙两侧温差图,第八节 热风炉操作传统内燃式热风炉的通病 热风炉隔墙两侧温差,第八节 热风炉操作,改造型内燃式热风炉,为了克服传统内燃式热风炉的缺点，对内燃式热风炉的拱的结构形式，燃烧室与蓄热室的隔墙、燃烧器等，进行了彻底的改造。,1）拱顶由传统的半球顶改为悬链线顶或锥形顶，并坐落在箱梁上，重点解决拱顶的破损和气流的分布不均匀问题。,2）在隔墙的中、下部增设绝热夹层和耐热合金钢板，解决火井掉砖和短路问题。,3）改金属燃烧器为陶瓷燃烧器，改善燃烧，消除脉动，减少火井破损。,4）火井改为圆形或眼镜形，圆形的结构形式稳定，但燃烧室占面积大；眼镜形燃烧室占面积小，气流分布较为均匀，但火井结构不够稳定，为增加隔墙的稳定性，应加大隔墙厚度，使与热风炉大墙呈滑动接触，大墙上设有滑动沟槽。使隔墙成为独立而稳固的自由涨落结构。,第八节 热风炉操作改造型内燃式热风炉 为了克服传统内燃式热风,本钢内燃式热风炉结构图,本钢内燃式热风炉结构图,第八节 热风炉操作,外燃式热风炉,1910年,德国,人首先取得了外燃式热风炉的专利；,1928年,美国,人建造了世界上第一座外燃式热风炉。然而，外燃式热风炉广泛应用于生产还是60年代后期的事。,19601965年,联邦德国,先后建造了地得式、柯柏式、马琴式外燃热风炉；,1971年,日本,综合柯柏式和马琴式的优点建造了新日铁式外燃热风炉。,我国于19681971年在,安阳,水治铁厂和,济南,铁厂，首先建造了外燃式热风炉，称“水冶型”外燃式热风炉（类似地得式）。,1972年,本钢,5号高炉（炉容2000m,3,）vfhpb“水冶型”外燃式热风炉（图1.2）；,1976年,鞍钢,6号高炉（炉容1050m,3,）建成“鞍外型”外燃式热风炉（类似马琴式），1977年鞍钢又设计建造了“鞍外型”外燃式热风炉（类似新日铁式），应用于7号高炉（炉容2580m,3,），,1985年,宝钢,1号高炉引进了日本新日铁式外燃式热风炉。,第八节 热风炉操作外燃式热风炉 1910年德国人首先取得了外,鞍钢6号高炉外燃式热风炉,鞍钢6号高炉外燃式热风炉,宝钢1号高炉新日铁式外燃热风,宝钢1号高炉新日铁式外燃热风,各种外燃式热风炉的比较,各种外燃式热风炉的比较,第八节 热风炉操作,外燃式热风炉的结构形式,外燃式热风炉由于燃烧室与蓄热室的连接和拱顶的形状不同，有地得式、柯柏式、马琴式和新目铁式四种结构形式。,由于马琴式和新目铁式气流分布均匀，而地得式拱顶结构庞大，且稳定性较差，柯柏式则气流分布较，因此，20世纪70年代以后新建的外燃式热风炉，已不再建造柯柏式，而是建造马琴式、新目铁式和一种改进了的地得式热风炉。,第八节 热风炉操作外燃式热风炉的结构形式 外燃式热风炉由于燃,第八节 热风炉操作,外燃式热风炉的特征,1)将燃烧室搬到炉外，,彻底消除,了内燃式热风炉的致命弱点。,2)比较好地解决了高温烟气在蓄热室横截面的均匀分布问题，新日铁式、马琴式处理得更好。,3)热风炉炉壳转折点均采用曲面连接，较好的解决了炉壳的薄弱环节。,在建造外燃式热风炉的同时，还采用了一些新的技术，例如：,1）在外燃式热风炉的高温区，使用高温性能好的硅砖,2）使用陶瓷燃烧器。,3)为了使热风炉耐火砌体相邻的两块能咬住，广泛采用带有凹凸子母扣，能上下左右相互间咬合的异型砖，起到自锁互锁作用，提高了砌体的整体强度和稳固性。,4)普遍地在热风炉炉壳内侧喷一层约50mm陶瓷质喷涂料。热风炉投产后在高温的作用下，喷涂料可和钢壳结成一体，对保护钢壳起良好的作用。,5)热风炉的拱顶和缩口坐落在箱梁上(或焊在炉壳上的砖托上)，在连接部位都设有滑动缝，这样拱顶、缩口、大墙的耐火砌体都可以自由涨落。,第八节 热风炉操作外燃式热风炉的特征 1)将燃烧室搬到炉外，,第八节 热风炉操作,外燃式热风炉的特征,宝钢1号高炉使用的新日铁式外燃热风炉，自1985年投产以来风温一直维持在1200以上，最近又攀升到1250。高炉在1995年大修，而热风炉没动，预计可以使用两代高炉寿命。,鞍钢6号高炉外燃式热风炉(马琴式)风温一直维持在11001150，高风温试验时曾达到1270。现已使用25年，中间只换一次格子砖。鞍钢10号高炉自身预热外燃热风炉，投产已6年，只烧单一的高炉煤气，风温一直维持在11501200的水平。,外燃式热风炉的,不足之处,是：外燃式热风炉占地面积大、投资高。但是它高风温、长寿命、适合大型高炉使用获得的经济效益远比基建费用投资大得多，弥补了占地面积大投资高的缺点。,第八节 热风炉操作外燃式热风炉的特征 宝钢1号高炉使用的新日,第八节 热风炉操作,顶燃式热风炉,顶燃式热风炉的热风阀、燃烧阀、燃烧器均放置在,热风炉的顶部,，热风炉高温区各孔口，如热风出口、燃烧口、人孔均采用组合砖砌筑，利用炉顶空间进行燃烧，取消了侧燃室或外燃室，其结构对称、温度区分明、占地小、效率高、投资少。,顶燃式热风炉在19世纪就有人提出设想，到20世纪60年代才引起重视和开始研究这种热风炉，迄今为止，已建成并运行了多种顶燃式热风炉。在众多形式的顶燃式热风炉中，,中国首钢型,和,俄罗斯卡鲁金型,表现良好。,第八节 热风炉操作顶燃式热风炉 顶燃式热风,第八节 热风炉操作,“中国首钢”型顶燃式热风炉的结构特点,“中国首钢”型顶燃