一种球式热风炉改造方法及热风炉与流程

1.本技术涉及到钢铁冶金技术领域，尤其涉及到一种球式热风炉改造方法及热风炉。


背景技术：

2.热风炉是高炉炼铁配套的核心装备之一，能够为高炉提供1200℃以上的高风温，热风显热代替焦炭燃烧产生的热量，从而获得好的冶炼效果，达到增产、节能的目标。从热风炉获取热风的热量占高炉热量来源的30％。球式顶燃式热风炉是高炉配套热风炉其中一种，蓄热体为φ40-φ80耐火球，在生产过程中高温下耐火球易粘连结团、堵塞、阻力大、送风温降大等特点，使用周期短，必须周期性地换球以满足高炉对高风温的需求，运行成本高。格子砖用于高炉炼铁热风炉作为蓄热体是十分成熟的应用技术，格子砖具有热交换能力强、蓄热面积大、通气顺畅、阻力小等诸多优越热工特性。从不同规格的格子砖与不同直径的耐火球的面体比参数可以发现，12.6mm～40mm孔径格子砖的特征几乎与40mm～80mm耐火球是一致的。由于格子砖是有序堆放而耐火球是随机的堆砌，故格子砖是通孔型的活面积，而球床是不定自由型的活面积。显然，后者的积灰堵塞要大于前者，相互间的无序作用力也大于前者，进而易损坏的程度也就大于前者。因此，在性能相当的基础上进行互换，格子砖就能显现出其突出的优势。


技术实现要素：

3.本技术提供了一种球式热风炉改造方法及热风炉，用以解决球式热风炉的蓄热体高温区域球粘连结团、堵塞、阻力大的问题，同时增加了蓄热面积、提高了风温，延长了热风炉的寿命。
4.第一方面，提供了一种球式热风炉改造方法，包括以下步骤：
5.拆除原球式顶燃式热风炉的蓄热室的耐火球；
6.对耐火衬进行修复；
7.在蓄热室下部砌筑耐火球；
8.在蓄热室中部砌筑格子砖；
9.在蓄热室上部砌筑格子砖，砌筑的格子砖延伸至燃烧室。
10.在上述技术方案中，对原球式顶燃式热风炉进行技术改造，在热风炉炉壳大小高度不变的情况下，通过蓄热体砌筑工艺的改变，用格子砖代替了部分耐火球，同样取得了高风温的目的，有效解决了球式热风炉的蓄热体高温区域球粘连结团、堵塞、阻力大的问题，同时增加了蓄热面积、提高了风温，延长了热风炉的寿命。
11.在一个具体的可实施方案中，还包括步骤：
12.砌筑完耐火球后对球表面进行找平。
13.在一个具体的可实施方案中，在蓄热室上部以梯形砌筑格子砖。
14.在一个具体的可实施方案中，所述耐火球包括利旧的耐火球和新的耐火球。
15.在一个具体的可实施方案中，所述格子砖为定位型格子砖。
16.第二方面，提供了一种热风炉，包括：炉壳，其中，
17.所述炉壳内部由上至下依次设置有燃烧室和蓄热室，
18.所述蓄热室内设置有蓄热组件，所述蓄热组件包括耐火球蓄热件，第一格子砖蓄热件和第二格子转蓄热件，其中，
19.所述耐火球蓄热件设置在蓄热室下部内；
20.所述第一格子砖蓄热件设置在蓄热室中部内；
21.所述第二格子砖蓄热件设置在蓄热室上部内，且所述第二格子砖蓄热件延伸至所述燃烧室。
22.在一个具体的可实施方案中，所述炉壳的顶部设置有笼形弧顶，所述笼形弧顶的内侧壁上设置有耐火衬炉墙，所述燃烧室设置在所述耐火衬炉墙内部；
23.所述笼形弧顶的外侧壁上设置有燃烧口和热风出口，所述热风出口与所述燃烧口处于同一水平面上，所述燃烧口和所述热风出口均与所述燃烧室连通。
24.在一个具体的可实施方案中，所述炉壳的底部设置有下腔室，所述下腔室设置在所述蓄热室下部的下方；
25.所述下腔室的底面固定安装有支撑柱，所述支撑柱的顶面固定安装有炉箅子，所述耐火球蓄热件设置在所述炉箅子上；
26.所述下腔室的外侧壁上设置有烟道口，所述烟道口与所述下腔室连通。
27.在一个具体的可实施方案中，所述耐火球蓄热件包括耐火球，所述耐火球的直径为40mm～60mm。
28.在一个具体的可实施方案中，所述第一格子砖蓄热件和所述第二格子转蓄热件包括格子砖，所述格子砖的孔径为20mm～40mm。
29.在上述技术方案中，对原球式顶燃式热风炉进行技术改造，在热风炉炉壳大小高度不变的情况下，用格子砖蓄热件代替了部分耐火球蓄热件，实现了球转混合的蓄热结构，同样取得了高风温的目的，有效解决了球式热风炉的蓄热体高温区域球粘连结团、堵塞、阻力大的问题，同时增加了蓄热面积、提高了风温，延长了热风炉的寿命。
附图说明
30.图1为本技术实施例提供的球式热风炉改造方法的方法框图；
31.图2为本技术实施例提供的热风炉的结构示意图；
32.图3为本技术实施例提供的改造前的球式顶燃式热风炉的结构示意图。
具体实施方式
33.下面通过附图和实施例对本技术进一步详细说明。通过这些说明，本技术的特点和优点将变得更为清楚明确。
34.在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
35.此外，下面所描述的本技术不同实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成
冲突就可以相互结合。
36.为方便理解本技术实施例提供的球式热风炉改造方法及热风炉，先说明一下其应用场景。本技术实施例提供的球式热风炉改造方法用以解决球式热风炉的蓄热体高温区域球粘连结团、堵塞、阻力大的问题，同时增加了蓄热面积、提高了风温，延长了热风炉的寿命，其应用于球式热风炉改造中。球式顶燃式热风炉是高炉配套热风炉其中一种，蓄热体为φ40-φ80耐火球，在生产过程中高温下耐火球易粘连结团、堵塞、阻力大、送风温降大等特点，使用周期短，必须周期性地换球以满足高炉对高风温的需求，运行成本高。为此本技术实施例提供了一种球式热风炉改造方法及热风炉，以解决球式热风炉的蓄热体高温区域球粘连结团、堵塞、阻力大的问题，同时增加了蓄热面积、提高了风温，延长了热风炉的寿命。下面结合具体的附图以实施例对其进行详细说明。
37.参考图1，图1为本技术实施例提供的球式热风炉改造方法的方法框图。在图1中，本技术实施例提供了一种球式热风炉改造方法，包括以下步骤：
38.拆除原球式顶燃式热风炉的蓄热室1的耐火球；
39.对耐火衬进行修复；
40.在蓄热室下部a砌筑耐火球；
41.在蓄热室中部b砌筑格子砖；
42.在蓄热室上部c砌筑格子砖，砌筑的格子砖延伸至燃烧室3。
43.具体实施时，球式热风炉改造方法的具体步骤为：
44.步骤一、卸除原球式顶燃式热风炉的蓄热室1的所有耐火球；
45.步骤二、检查修复球式顶燃式热风炉内墙、烘顶和各进出口的耐火衬；
46.步骤三、在蓄热室下部a内，采用高强高铝耐火球砌筑蓄热结构；
47.步骤四、砌筑完耐火球后对球表面进行找平后，在蓄热室中部b内砌筑格子砖，最下两层格子砖再次找平，高度差≤1.5mm；
48.步骤五、在蓄热室上部c内砌筑格子砖，砌筑的格子砖延伸至燃烧室3。利用燃烧室锥段增加蓄热面积。格子砖为定位型格子砖。具体地，蓄热室中部b内采用19孔30mm孔径定位型低蠕变高铝格子砖，蓄热室上部c内采用19孔30mm孔径硅质格子砖以梯形递增方式砌筑。单块格子砖砖间的间隙控制在4mm～6mm，所有的格子砖其上、下层格孔的错位在5mm内。蓄热室1中心点上的格孔作为确定各层砖格子水平十字中心线控制线的基准,每层格子砖均应按此水平十字中心线砌筑,并保持格孔垂直；四周砖格子与炉墙间留设膨胀缝并固定好。施工过程中采取防垢措施,不得堵塞格孔。
49.本实施案例的球式顶燃式热风炉改造为球砖混合蓄热体工艺方法，改造后的顶燃式热风炉蓄热面积比原热风炉蓄热面积增加25％-30％，可以显著提高风温，并且阻损小,实践中风温达到1235℃，阻损小于3kpa，满足高炉用风温要求。本实施例中，可以对蓄热室1砌筑的耐火球、格子砖的材质、大小、孔径进行多种变化，以提高热风炉的蓄热效果及寿命。
50.在上述技术方案中，对原球式顶燃式热风炉进行技术改造，在热风炉炉壳5大小高度不变的情况下，通过蓄热体砌筑工艺的改变，用格子砖代替了部分耐火球，同样取得了高风温的目的，有效解决了球式热风炉的蓄热体高温区域球粘连结团、堵塞、阻力大的问题，同时增加了蓄热面积、提高了风温，延长了热风炉的寿命。
51.在一个具体的可实施方案中，耐火球包括利旧的耐火球和新的耐火球。采用合格
的旧耐火球，降低改造成本。
52.参考图2和图3，图2为本技术实施例提供的热风炉的结构示意图。图3为本技术实施例提供的改造前的球式顶燃式热风炉的结构示意图。在图2中，本技术实施例提供了一种热风炉，包括：炉壳5。其中，炉壳5内部由上至下依次设置有燃烧室3和蓄热室1。蓄热室1包括蓄热室下部a，蓄热室中部b和蓄热室上部c。蓄热室1内设置有蓄热组件。蓄热组件包括耐火球蓄热件，第一格子砖蓄热件和第二格子转蓄热件。其中，耐火球蓄热件设置在蓄热室下部a内。第一格子砖蓄热件设置在蓄热室中部b内。第二格子砖蓄热件设置在蓄热室上部c内，且第二格子砖蓄热件延伸至燃烧室3。
53.在上述技术方案中，对原球式顶燃式热风炉进行技术改造，在热风炉炉壳5大小高度不变的情况下，用格子砖蓄热件代替了部分耐火球蓄热件，实现了球转混合的蓄热结构，同样取得了高风温的目的，有效解决了球式热风炉的蓄热体高温区域球粘连结团、堵塞、阻力大的问题，同时增加了蓄热面积、提高了风温，延长了热风炉的寿命。
54.参考图2，在一个具体的可实施方案中，炉壳5的顶部设置有笼形弧顶。笼形弧顶的内侧壁上设置有耐火衬炉墙6。燃烧室3设置在耐火衬炉墙6内部。笼形弧顶的外侧壁上设置有燃烧口2和热风出口4。热风出口4与燃烧口2处于同一水平面上，燃烧口2和热风出口4均与燃烧室3连通。通过设置笼形弧顶，通过笼形弧顶能够保证顶燃式热风炉现有炉体结构不变，只对蓄热体耐热结构重新设计，以达到耐火球格子砖混合热风炉的使用效果。
55.参考图2，在一个具体的可实施方案中，炉壳5的底部设置有下腔室8。下腔室8设置在蓄热室下部a的下方。下腔室8的底面固定安装有支撑柱9。支撑柱9的顶面固定安装有炉箅子10。耐火球蓄热件设置在炉箅子10上。下腔室8的外侧壁上设置有烟道口7，烟道口7与下腔室8连通。通过设置支撑柱，通过支撑柱用于支撑炉箅子与蓄热件。
56.参考图2，在一个具体的可实施方案中，耐火球蓄热件包括耐火球，耐火球的直径为40mm～60mm。第一格子砖蓄热件和第二格子转蓄热件包括格子砖，格子砖的孔径为20mm～40mm。热风出口4与燃烧口2采用高强陶瓷耐磨浇注料ahj-70整体浇注。保证了热风出口与燃烧口的耐热性。耐火衬炉墙6上设置有保温层，保证蓄热室与笼形弧顶内部的保温效果。
57.在上述技术方案中，将球式顶燃式热风炉改造为球砖混合蓄热体，改造后的顶燃式热风炉蓄热体填充了燃烧室锥段约50％空间，蓄热面积比原球式顶燃式热风炉蓄热面积增加25％-30％，可以显著提高风温，同时，耐火球只用在低温区，解决了耐火球高温下粘连结团、堵塞、阻力大问题，耐火球可以利旧，进一步降低改造成本。
58.需要说明的是，格子砖具有热交换能力强、蓄热面积大、通气顺畅、阻力小等诸多优越热工特性。从不同规格的格子砖与不同直径的耐火球的面体比参数可以发现，12.6mm～40mm孔径格子砖的特征几乎与40mm～80mm耐火球是一致的。由于格子砖是有序堆放而耐火球是随机的堆砌，故格子砖是通孔型的活面积，而球床是不定自由型的活面积。显然，后者的积灰堵塞要大于前者，相互间的无序作用力也大于前者，进而易损坏的程度也就大于前者。因此，在性能相当的基础上进行互换，格子砖就能显现出其突出的优势。为弥补格子砖的不足，采用了格孔互通的结构来调节气流的均匀性，采用锥形格孔以增强换热能力和防止上下格子砖堆砌的孔错台。这样采用合适的小孔格子砖去取代球床蓄热体，就能充分发挥格子砖的通畅性和保持球床的均压均流、换热性能强的特征，是球式热风炉改造的一
种行之有效的办法。改造后彻底克服了球式热风炉蓄热室易积灰、易堵塞、易粘结、易损坏、流阻大的缺陷，以及克服由此带来的球床使用寿命短、运行费用高的致命弱点。基于球式顶燃式热风炉存在的不足之处，球式热风炉改造成球加砖混合式蓄热体是热风炉中修技改技的可实施优选方案。
59.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于本技术工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
60.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”应作广义理解。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
61.以上结合了优选的实施方式对本技术进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本技术进行多种替换和改进，这些均落入本技术的保护范围内。

技术特征：
1.一种球式热风炉改造方法，其特征在于，包括以下步骤：拆除原球式顶燃式热风炉的蓄热室的耐火球；对耐火衬进行修复；在蓄热室下部砌筑耐火球；在蓄热室中部砌筑格子砖；在蓄热室上部砌筑格子砖，砌筑的格子砖延伸至燃烧室。2.根据权利要求1所述的球式热风炉改造方法，其特征在于，还包括步骤：砌筑完耐火球后对球表面进行找平。3.根据权利要求1所述的球式热风炉改造方法，其特征在于，在蓄热室上部以梯形砌筑格子砖。4.根据权利要求1所述的球式热风炉改造方法，其特征在于，所述耐火球包括利旧的耐火球和新的耐火球。5.根据权利要求1所述的球式热风炉改造方法，其特征在于，所述格子砖为定位型格子砖。6.一种热风炉，其特征在于，包括：炉壳，其中，所述炉壳内部由上至下依次设置有燃烧室和蓄热室，所述蓄热室内设置有蓄热组件，所述蓄热组件包括耐火球蓄热件，第一格子砖蓄热件和第二格子转蓄热件，其中，所述耐火球蓄热件设置在蓄热室下部内；所述第一格子砖蓄热件设置在蓄热室中部内；所述第二格子砖蓄热件设置在蓄热室上部内，且所述第二格子砖蓄热件延伸至所述燃烧室。7.根据权利要求6所述的热风炉，其特征在于，所述炉壳的顶部设置有笼形弧顶，所述笼形弧顶的内侧壁上设置有耐火衬炉墙，所述燃烧室设置在所述耐火衬炉墙内部；所述笼形弧顶的外侧壁上设置有燃烧口和热风出口，所述热风出口与所述燃烧口处于同一水平面上，所述燃烧口和所述热风出口均与所述燃烧室连通。8.根据权利要求7所述的热风炉，其特征在于，所述炉壳的底部设置有下腔室，所述下腔室设置在所述蓄热室下部的下方；所述下腔室的底面固定安装有支撑柱，所述支撑柱的顶面固定安装有炉箅子，所述耐火球蓄热件设置在所述炉箅子上；所述下腔室的外侧壁上设置有烟道口，所述烟道口与所述下腔室连通。9.根据权利要求6～8任一项所述的热风炉，其特征在于，所述耐火球蓄热件包括耐火球，所述耐火球的直径为40mm～60mm。10.根据权利要求6～8任一项所述的热风炉，其特征在于，所述第一格子砖蓄热件和所述第二格子转蓄热件包括格子砖，所述格子砖的孔径为20mm～40mm。

技术总结
本申请提供了一种球式热风炉改造方法及热风炉，该球式热风炉改造方法包括以下步骤：拆除原球式顶燃式热风炉的蓄热室的耐火球；对耐火衬进行修复；在蓄热室下部砌筑耐火球；在蓄热室中部砌筑格子砖；在蓄热室上部砌筑格子砖，砌筑的格子砖延伸至燃烧室。在上述技术方案中，对原球式顶燃式热风炉进行技术改造，在热风炉炉壳大小高度不变的情况下，通过蓄热体砌筑工艺的改变，用格子砖代替了部分耐火球，同样取得了高风温的目的，有效解决了球式热风炉的蓄热体高温区域球粘连结团、堵塞、阻力大的问题，同时增加了蓄热面积、提高了风温，延长了热风炉的寿命。了热风炉的寿命。了热风炉的寿命。


技术研发人员：谢振坤 杨酒 涂春奎 刘宪生 姚璇敏
受保护的技术使用者：广东敬业钢铁实业股份有限公司
技术研发日：2023.08.02
技术公布日：2023/10/6