炉热风炉(炼铁高炉热风炉的介绍和耐火材料的选用)

Posted 2023-06-01

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炉热风炉(炼铁高炉热风炉的介绍和耐火材料的选用)

热风炉，是热动力机械，于20世纪70年代末在我国开始广泛应用，它在许多行业已成为电热源和传统蒸汽动力热源的换代产品。热风炉品种多、系列全，以加煤方式分为手烧、机烧两种，以燃料种类分为煤、油、气炉等。

炼铁高炉热风炉作用是把鼓风加热到要求的温度，用以提高高炉的效益和效率；它是按“蓄热”原理工作的。在燃烧室里燃烧煤气，高温废气通过格子砖并使之蓄热，当格子砖充分加热后，热风炉就可改为送风，此时有关燃烧各阀关闭，送风各阀打开，冷风经格子砖而被加热并送出。高炉装有3-4座热风炉时，两或三座加热，一座送风，轮流更换时，两座加热。

热风炉使用的主要耐火材料

由于热风炉上下温度差极大，因此各段使用的耐火材料相差很大。

(1)热风炉拱顶区。拱顶是连接燃烧室和蓄热室的空间，包括工作层砖、填充料层和绝热层。工作时需要在高温下保持拱顶的结构稳定性，同时还要满足在燃烧时将高温烟气均匀地分配进入蓄热室，因此在设计时将拱顶设计成球形，以避免炉壳受到侧向的推力而不稳定。由于热风炉拱顶区域温度很高，超过1400℃，所以工作层所使用的制品多为硅砖、莫来石砖、硅线石、红柱石砖或低蠕变高铝砖；工作层的外部砌筑的是硅藻土砖或保温黏土砖；最外层填充的是水渣或水渣硅藻土填料。

硅线石砖

(2)大墙。热风炉大墙指的是热风炉炉体的围墙部分，包括工作层砖、填充料层和绝热层。工作层砖根据上下的温度不同选用不同的耐火砖，厚度在300~500mm之间，由于上部温度最高，多采用硅砖、莫来石砖等。中、下部可以采用高铝砖、硅线石砖和粘土砖等。在大墙与炉壳之间砌筑的是一层硅藻土绝热层，在绝热层和大墙间填充一层干水渣填料层起保温的效果。由于大墙的高温区温度较高，为了保温，往往在高温区的工作层砖外再砌筑一层轻质黏土砖，在两层保温层之间充填保温的填料层。

（3)蓄热室。蓄热室是充满格子砖的空间，主要作用是利用内部的格子砖与高温烟气与助燃空气进行热交换。因此作为蓄热和传热介质的格子砖，应具有较大的受热面积、较高的热导率和质量，以利于热交换和蓄热；而增大受热面积的方法主要是在单位面积上积上增加格子砖的孔的数目，所以蓄热室格子砖的孔数有增加的趋势。为了提高材料的热导率，蓄热室内部的格子砖在欧洲就普遍使用黑硅砖，因为黑硅砖中氧化铁的含量较高,密度大,热导率大,蓄热能力强,热交换效率高。因此蓄热室上部采用硅质格子砖，蓄热室中部采用低蠕变高铝砖、莫来石砖、硅线石、红柱石砖等，蓄热室下部一般采用黏土砖。

(4)燃烧室。燃烧室是煤气燃烧的空间。燃烧室空间的设置与热风炉的炉型和结构有很大的关系。外燃式热风炉的燃烧室与蓄热室分开设置，而内燃式热风炉的燃烧室和蓄热室设置在一个大墙内，中间由隔墙分开，顶燃式热风炉的燃烧室设置在蓄热室燃烧室的高温区域使用的是硅砖、莫来石砖或低蠕变高铝砖,中低温区域使用高铝砖和黏土砖。

(5)隔墙。隔墙是在内燃式热风炉中设置的分开燃烧室和蓄热室的炉墙。热风炉的隔墙是两面加热的炉墙，而大墙为单面加热，因此在内燃式热风炉内部炉墙的膨胀较大，会造成隔墙向格子砖一侧倒塌；另外，隔墙的下部两侧温度差较大，热膨胀的差值较大，工作时隔墙会产生弯曲而裂开，造成底部的炉箅子和支柱烧坏。因此砌筑时应该留出膨胀缝和加固的方法。隔墙使用的耐火材料与燃烧室使用的耐火材料相同。

(6）燃烧器。热风炉燃烧器是将煤气和空气混合并送进燃烧的设备。热风炉使用的燃烧器分为金属材质和陶瓷材质两种,其中陶瓷材质的燃烧器主要是莫来石质或堇青石-莫来石质。