一种带有多个热风出口的热风炉的制作方法

本发明涉及冶金工业的高炉热风炉领域，特别是涉及一种带有多个热风出口的热风炉。

背景技术：

热风炉是高炉炼铁工序中的重要设备，其主要作用是利用高炉煤气燃烧产生的热量来加热空气，并连续不断向高炉提供高温助燃空气。热风炉按照燃烧方式可以分为内燃式、外燃式和顶燃式，近年来，顶燃式热风炉以其高风温、长寿命、低投资等特点，在热风炉新建和改造工程中被广泛采用。

目前，我国高炉炼铁用顶燃式热风炉还存在一些不稳定因素，其中较为常见的问题是热风出口上方易发生变形甚至坍塌。由于热风出口直接砌筑在燃烧室下部的直墙段，不仅要承受较重的炉墙的重量，还长期在高温条件下运行，加之砌体结构设计不合理、砌筑质量不高等问题；一般顶燃式热风炉投运2-5年时间就会不同程度的出现热风出口的变形、坍塌。尤其对于大型高炉，热风出口直径较大、上方炉墙重量更大，出口砌体更易发生损坏。热风出口砌体损坏不仅会严重降低热风炉使用寿命，还会影响高炉的安全运行。

为了解决上述面临的问题，使顶燃式热风炉能够达到两代高炉炉龄的寿命，必须对传统顶燃式热风炉的结构，特别是热风出口结构进行改进。

技术实现要素：

针对现有顶燃式热风炉技术存在的问题，本发明的主要目的是提供一种带有多个热风出口的热风炉，来解决现有顶燃式热风炉热风出口易变形、损坏的问题，以实现热风出口的安全稳定运行，提高热风炉结构强度，达到延长热风炉使用寿命的目的。

本发明采用的技术方案是：

一种带有多个热风出口的热风炉，由上到下依次分布有预燃室、燃烧室、蓄热室和炉底；其中，所述预燃室位于热风炉的正上方，用于煤气和空气的充分混合及预燃，主要包括燃烧器、煤气入口、空气入口；所述燃烧室主要用于混合后煤气和空气的燃烧，炉墙截面积逐步增大并在炉墙直墙段设置热风出口单元；所述蓄热室设有硅砖和黏土砖组成的蓄热体；所述炉底用于支撑蓄热体，并布置有烟气出口和冷风入口。

所述热风出口单元由多个热风出口、热风环腔及热风管道组成，热风管道通过热风环腔与多个热风出口连通，热风出口布置在燃烧室内墙，热风环腔和热风管道布置在燃烧室外墙。

所述燃烧室内墙起到炉墙支撑和炉体隔热保温作用，所述燃烧室外墙对热风环腔起到隔热保温和连接热风管道的作用，燃烧室内墙和外墙中间设有迷宫式缝隙，缝隙采用耐火纤维毯填充，保证墙体自由涨落、减少作用力的传递。

所述热风出口数量由两个及以上组成；所述热风出口的出口方向可与燃烧室径向夹角小于等于60°。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

1.提高热风出口的稳定性。将传统的大口径热风出口更改为多个分散的热风出口，提高了热风出口的抗压强度，同时将热风环腔和热风管道布置在燃烧室外墙上，燃烧室外墙和内墙的迷宫式缝隙中间填充纤维毯，墙体之间相互作用力较小，从而避免了热风出口砌体的变形和坍塌。

2.提高送风流场分布均匀性。相比传统热风炉，本发明新增了多个热风出口和热风环腔，出口可均布在燃烧室炉墙的圆周方向上，增加了蓄热室及燃烧室送风气流的均匀性。

3.应用范围广。本发明既可以应用在新建高炉热风炉工程，也可以应用于传统热风炉的改造工程。

附图说明

图1是带有多个热风出口的热风炉示意图；

图2是图1中a-a的剖视示意图；

图3是图1中b区域的放大示意图。

图中：1、烟气出口；2、炉底；3、蓄热室；4、热风环腔；5、热风出口；6、燃烧室；7、预燃室；8、燃烧器；9、煤气入口；10、空气入口；11、燃烧室内墙；12、燃烧室外墙；13、热风管道；14、冷风入口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

本发明提供了一种带有多个热风出口的热风炉，如图1所示，由上到下依次分布有预燃室7、燃烧室6、蓄热室3和炉底2；所述预燃室7位于热风炉的正上方，包括燃烧器8、煤气入口9、空气入口10，主要用于煤气和空气的充分混合及预燃；所述燃烧室6主要用于混合后煤气和空气的燃烧，燃烧室6截面积逐步增大并在炉墙直墙段处设置热风出口单元；所述蓄热室3设有硅砖和黏土砖组成的蓄热体；所述炉底2用于支撑蓄热体，并布置有烟气出口1和冷风入口14。

所述热风出口单元由多个热风出口5、热风环腔4及热风管道13组成，热风管道13通过热风环腔4与多个热风出口5相连，如图2所示，多个分散的热风出口5有效的提高了热风出口5的抗压强度；所述热风出口5布置于燃烧室内墙11，热风环腔4和热风管道13布置在燃烧室外墙12。

所述燃烧室内墙11起到上部炉墙支撑和炉体隔热保温作用，所述燃烧室外墙12起到热风环腔4隔热保温和连接热风管道13的作用，如图3所示，燃烧室内墙11和燃烧室外墙12中间设置成迷宫式缝隙，缝隙中间填充耐火纤维毯，保证墙体自由涨落、减少作用力的传递。

所述热风出口5数量由两个及以上组成，热风出口5的出口方向可与燃烧室6径向夹角小于等于60°。

在送风期，热风同蓄热室3的蓄热体充分换热后进入到燃烧室6中，通过分布在燃烧室6炉墙圆周上的多个热风出口5均匀的流入到热风环腔4中，最终通过热风管道13流出热风炉本体，特别是当热风出口5与燃烧室6径向成一定的夹角时，热风出口5流出的热风可以直接沿环向进入到热风环腔4中，具有更低的局部阻力损失；相比传统热风炉，能够显著提高蓄热室及燃烧室送风气流的均匀性。多个分散的热风出口5比传统的单个大口径热风出口5具有更高的结构强度和稳定性，燃烧室内墙11与燃烧室外墙12能够自由涨落，墙体之间相互作用力较小，从而避免了热风出口单元在复杂应力环境下的变形和坍塌。

技术特征：

1.一种带有多个热风出口的热风炉，包括用于煤气和空气充分混合的预燃室(7)、用于煤气和空气燃烧的燃烧室(6)、用于热量储存和释放的蓄热室(3)以及支撑蓄热体的炉底(2)，所述燃烧室(6)炉墙下部设置热风出口单元，其特征在于：所述热风出口单元包括多个热风出口(5)、热风环腔(4)和热风管道(13)，热风管道(13)通过热风环腔(4)与多个热风出口(5)相连。

2.根据权利要求1所述的一种带有多个热风出口的热风炉，其特征在于：所述热风出口(5)布置于燃烧室内墙(11)，热风环腔(4)和热风管道(13)布置于燃烧室外墙(12)。

3.根据权利要求2所述的一种带有多个热风出口的热风炉，其特征在于：燃烧室内墙(11)和燃烧室外墙(12)之间设有迷宫式缝隙，迷宫式缝隙采用耐火纤维毯填充。

4.根据权利要求1或2所述的一种带有多个热风出口的热风炉，其特征在于：所述热风出口(5)数量为两个及以上。

5.根据权利要求1或2所述的一种带有多个热风出口的热风炉，其特征在于：所述热风出口(5)的出口方向与燃烧室(6)径向夹角小于等于60°。

技术总结
本发明公开了一种带有多个热风出口的热风炉，将传统的大口径热风出口更改为多个分散的热风出口，可显著提高热风出口的结构强度；同时将热风出口布置在燃烧室内墙上，热风环腔和热风管道布置在燃烧室外墙上，燃烧室外墙和内墙的缝隙中间填充耐火纤维毯，内外墙体之间可以自由涨落，相互作用力较小。相比传统热风炉，本发明可以有效避免热风出口砌体在复杂应力环境下的变形和坍塌，且能够显著提高蓄热室及燃烧室送风气流的均匀性。

技术研发人员：刘红军;林桂柯;宋志顺;祝圣远;樊德义;丛培生;费圣刚;孟庆涛
受保护的技术使用者：山东省冶金设计院股份有限公司
技术研发日：2020.01.10
技术公布日：2020.04.21