一种高温稳定的热风炉制造技术

本发明专利技术涉及冶金领域，尤其涉及一种高温稳定的热风炉，本发明专利技术公开了一种高温稳定的热风炉，包括燃烧室和蓄热室，其特征在于，蓄热室包括蓄热室下部、蓄热室过渡部和蓄热室上部；所述蓄热室下部的耐火材料为粘土砖，所述蓄热室上部的耐火材料为硅砖，所述蓄热室过渡部的耐火材料由高铝砖组成，通过对传统热风炉蓄热室中部硅砖与粘土砖的结合面的结构进行改变，避免热风炉蓄热室中部硅砖与粘土砖的结合面出现了整体性的收缩变形和塌陷情况。

【技术实现步骤摘要】
一种高温稳定的热风炉
本专利技术涉及冶金领域，尤其涉及一种高温稳定的热风炉。
技术介绍
高风温是现代高炉的重要技术特征，提高风温是增加喷煤量、降低焦比、降低生产成本的主要技术措施。随着技术的进步及装备制造能力的提升，国内钢铁企业高炉的热风温度逐年升高，特别是新建设的一批大高炉(大于2000立方米)热风温度均超过1200℃，达到国际水平。宝钢湛江钢铁有限公司5050立方米高炉采用卡卢金顶燃式热风炉，热风温度达到了1300℃的世界先进水平。热风炉是为高炉加热鼓风的设备，是现代高炉不可缺少的重要组成部分。高炉热风炉是高炉煤气热能转换高炉冶炼能源的重要设施，炼铁过程中有约35％以上的能源由热风炉完成转化，鼓风温度每提高100℃，吨铁可以减低15公斤焦比～25公斤焦比，提高产量3％～4％。因此，高风温是衡量炼铁生产节能降耗的重要指标之一。热风炉是一个庞大的建筑物，高风温是通过热风炉内的耐火材料的热交换实现的，因此，热风炉内耐火材料的科学配置欲发显得重要。耐火材料要在高温、高压环境下的工作条件十分恶劣，炉衬受到热交换过程中温度急剧变换的作用，高炉煤气带入灰尘的化学侵蚀作用，机械荷载作用，燃烧气体的冲刷作用等。热风炉在工作时，热风炉炉衬的损毁原因主要有：(1)热应力作用：热风炉在加热时，燃烧室的温度很高，炉顶温度可达到从炉顶沿炉墙和格子砖向下，温度逐渐降低；送风时，高速冷风从蓄热室底部吹进，并逐渐被加热。由于热风炉不停的加热送风、热风炉炉衬和格子砖经常处于急冷急热变化之中，砌体出现裂纹、开裂和剥落。(2)化学侵蚀作用：煤气和助燃空气中含有一定数量的碱性氧化物，燃烧后的灰分中含有20％的氧化铁、20％氧化锌和10％的碱性氧化物，这些物质的绝大部分是排出炉外的，但少数成分粘附在砌体表面，并向砖体内渗透。日积月累，从而导致砖衬组织受损，发生龟裂，强度降低。(3)机械荷载作用：热风炉是一种较高的构筑物，其高度一般在之间。蓄热室格子砖下部承受的最大静荷重达0.8MPa，燃烧室下部承受的静荷重也较高，在机械荷重和高温作用下，砌砖体发生收缩变形和产生裂纹，影响了热风炉的使用寿命。(4)压力作用：热风炉周期性地进行燃烧和送风，燃烧期内处于低压状态，送风期处于高压状态。传统的大墙和拱顶结构，其拱顶与炉壳间留有较大的空间，大墙与炉壳设置的填料层在长期高温作用下收缩及自然压实后也留下一定的空间。由于这些空间的存在，受高压气体的压力作用，砌体承受了很大的向外推力，易造成砌体倾斜、开裂和松动，然后砌体外的空间周期性地通过砖缝进行充压和卸压，进而加剧对砌体的破坏。现代高炉热风炉要求30-40年的寿命，在热风炉设计中，需要根据风温要求、各部位的工作温度、燃烧介质、热风炉结构特点、受力情况、化学侵蚀的特点以及经济合理性等因素综合考虑热风炉耐材的选型，要求耐火材料耐压强度要高，荷重软化温度要高，抗蠕变性能要好，抗热震性要好，抗热化学侵蚀性要好等科学合理地选择耐火材料的材质。是设计单位和钢铁企业关注的重点。根据耐火材料的理化性能和使用特性，热风炉各部位分别选择不同的耐材配置(如图1)：顶部燃烧室工作过程中温度变化频繁、剧烈温度，还要承受高温气流的冲刷等；工作条件非常苛刻，采用高温综合性能优良的红柱石砖；硅砖在800-1400℃范围内的热膨胀率几乎为零，具有良好的抗蠕变性能，高温稳定性非常好，在拱顶燃烧室、热风出口及蓄热室上部选用硅砖；蓄热室下部工作温度较低，选用粘土砖。较好地满足了高风温的要求，为高炉的高效经济运行创造了条件。但近年来投产的大型高炉配套的顶燃式热风炉，尤其是在高风温(1300℃)热风炉在投产后出现蓄热室格子砖下沉、变形，炉墙不均匀下沉、开裂等现象，导致热风炉不得不提前停炉大修，造成了惨重的经济损失。通过对高风温(1300℃)热风炉的破损调查，结果显示发生炉墙不均匀下沉、开裂现象主要集中在热风炉蓄热室中部，蓄热室中部耐材(硅砖与粘土砖的结合面)出现了整体性的收缩变形和塌陷情况，说明目前主流的耐火材料配置方式不能适应高风温要求。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种高温稳定的热风炉，通过研究耐火材料在高温高压状态下理化性能的特性变化，对热风炉内部的耐火材料进行更合理的配置，满足高风温热风炉的使用要求，保证热风炉使用寿命。本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：一种高温稳定的热风炉，包括燃烧室和蓄热室，其特征在于，蓄热室包括蓄热室下部、蓄热室过渡部和蓄热室上部；所述蓄热室下部的耐火材料为粘土砖，所述蓄热室上部的耐火材料为硅砖，所述蓄热室过渡部的耐火材料由高铝砖组成。优选地，所述蓄热室过渡部的耐火材料为低蠕变高铝砖。优选地，所述蓄热室过渡部的耐火材料由低蠕变粘土砖和低蠕变高铝砖两部分组成，所述低蠕变高铝砖位于所述低蠕变粘土砖的上部。优选地，所述低蠕变粘土砖部分与所述低蠕变高铝砖部分的高度比为0～3:4。为控制成本造价，优选地，所述低蠕变粘土砖部分与所述低蠕变高铝砖部分的高度比为3:4。优选地，所述蓄热室下部的绝对高度占蓄热室整体高度的10～40％，所述蓄热室过渡部的绝对高度占蓄热室整体高度的19～49％处，所述蓄热室上部的绝对高度占蓄热室整体高度的41％。为控制成本造价，优选地，所述蓄热室下部的绝对高度占蓄热室整体高度的40％，所述蓄热室过渡部的绝对高度占蓄热室整体高度的19％，所述蓄热室上部的绝对高度占蓄热室整体高度的41％。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：通过对传统热风炉蓄热室中部硅砖与粘土砖的结合面的结构进行改变，避免热风炉蓄热室中部硅砖与粘土砖的结合面出现了整体性的收缩变形和塌陷情况，新结构的热风炉在送风温度达到1300℃情况下，安全使用寿命可以达到30年以上。附图说明图1为传统热风炉的结构示意图；图2为本专利技术实施例1的热风炉蓄热室的结构示意图；附图标记说明：1-传统热风炉；11-蓄热室A部；12-蓄热室B部；13-拱顶燃烧室；14-燃烧器；2-本专利技术的热风炉蓄热室；21-蓄热室下部；22-蓄热室过渡部；23-蓄热室上部。具体实施方式以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本专利技术，但实施例并不对本专利技术做任何形式的限定。除非特别说明，本专利技术采用的试剂、方法和设备为本
常规试剂、方法和设备。除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。(一)建立热风炉热态模型对热风炉蓄热室在热态下的温度场变化进行测试，测量在不同温度条件下热风炉格体加热后的即时温度在高度方向上的变化，测量结果如表1。测定各种耐火材料在不同压力场条件下的极限使用温度，结果如表2。表一：热风炉格体加热后的即时温度在高度方向上的变化表二：各种耐火材料极限使用温度，℃正常工况条件下，热风炉拱顶温度要大于送风温度100-120℃才能保证送风稳定，当送风温度达到1300℃时，拱顶温度为1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温稳定的热风炉，包括燃烧室和蓄热室，其特征在于，蓄热室包括蓄热室下部、蓄热室过渡部和蓄热室上部；所述蓄热室下部的耐火材料为粘土砖，所述蓄热室上部的耐火材料为硅砖，所述蓄热室过渡部的耐火材料由高铝砖组成。/n

【技术特征摘要】
1.一种高温稳定的热风炉，包括燃烧室和蓄热室，其特征在于，蓄热室包括蓄热室下部、蓄热室过渡部和蓄热室上部；所述蓄热室下部的耐火材料为粘土砖，所述蓄热室上部的耐火材料为硅砖，所述蓄热室过渡部的耐火材料由高铝砖组成。


2.根据权利要求1所述的高温稳定的热风炉，其特征在于，所述蓄热室过渡部的耐火材料为低蠕变高铝砖。


3.根据权利要求1所述的高温稳定的热风炉，其特征在于，所述蓄热室过渡部的耐火材料由低蠕变粘土砖和低蠕变高铝砖两部分组成，所述低蠕变高铝砖位于所述低蠕变粘土砖的上部。


4.根据权利要求3所述的高温稳定的热风炉，其特征在于，所述低蠕变粘土砖部分与所述低蠕变高铝砖部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾海宁，梁利生，苏威，
申请(专利权)人：宝钢湛江钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44