第4代新型顶燃式热风炉(安耐克式)的应用(10-21)
奥林燃烧器说明书
奥林燃烧器说明书(总51页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除操作和维护说明书 燃气燃烧器GP-130 H GP-130 T GP-140 H GP-140 T GP-150 H GP-150 TOILON OYFIN-15801 LAHTI FINLAND +358-3-85 761 FAX +358-3-857 623940119817GB目录1. 本书常用语................................................................................................. (1)2. 概述................................................................................................. (2)3. 燃烧器技术参数................................................................................................. (4)4. 燃烧器的安装 ................................................................................................ (6)4.1. 燃烧器的安装....................................................................................................... (6)4.2. 铰接燃烧器外壳 ...................................................................................................... (6)4.3. 电路连接 ...................................................................................................... (6)4.4. 供气管路安装示例....................................................................................................... (6)4.5. 气压调节装置....................................................................................................... (8)5. 燃烧器运行................................................................................................. (9)5.1. 二段式燃烧器(”H”型) .......................................................................................... (9)5.2. 三段式燃烧器(”T”型) .......................................................................................... (12)6. 燃烧器自动控制................................................................................................. (14)6.1. 时序图, ”H”型 ........................................................................................... (14)6.2. 运行 ........................................................................................... (15)6.3. 时序控制图, ”T”型 ........................................................................................... (17)6.4.运行 ................................................................................................................................... 18 7. 燃烧器的调节 ........ ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... ........... (21)7.1.负荷调节 ............................................. (21)气阀(连体) MB-ZRDLE, 二段式燃烧器(”H”型) (21)连体阀 ZRDLE, 二段式燃烧器(”H”型) (22)三段火燃烧器(“T”型) ..................................................................................... (23)7.2. 燃烧空气调节，可调凸轮 ........................................................................................... (24)7.3. 燃烧空气调节............................................................................................ (25)二段火燃烧器(”H”型) ..................................................................................... (25)三段式燃烧器(”T”型)...................................................................................... (26)7.4. 燃烧头调节............................................................................................ (27)7.5. 燃烧头拆卸 (29)和 GP-140 H/T (29) (30)7.6. 拆卸气体喷嘴 (31)7.7. 燃烧器马达更换说明 (32)7.8. 安装控制设备 (33)7.9. 压力开关 (33)气体压力开关 (33)空气压差开关 (34)8. 开关面板 (35)9. 气体检漏器 (36)9.1. VPS 504 (36)9.2. VDK 200 A S02 (37)运行 (37)安装 (38)电路连接 (38)管子连接点 (38)9.2.5. 技术参数 (38)10. 控制装置 LFL1.322 (39)10.1. 内部回路 (39)10.2. 主程序图 (40)10.3. 失效状态及锁定指示控制程序 (41)40119817GB10.4. 火焰探测器QRA..的探测电流和连接 (42)10.5. 技术参数 (42)11. 维修... (43)12. 失效状态及程序 (44)13. 说明... (47)40119817GB1. 本书常用语 1在安装、使用和维修燃烧器之前，先认真阅读说明，对于指定的说明，心须遵守。
顶燃式热风炉自动化控制
顶燃式热风炉自动化控制山东省济南市 250000摘要：本文首先分析了悬链线顶燃式热风炉，接着分析了四段式顶燃式热风炉，最后对自动化控制提高顶燃式热风炉效率的措施进行了探讨。
希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。
关键词：顶燃式热风炉；自动化控制引言：传统的顶燃式热风炉换炉流程复杂，人工操作存在很高的操作失误风险，顶燃式热风炉自动化控制技术的深度应用，极大的解放了热风炉岗位的双手，降低了人为操作造成的风险，并且为热风炉升温过程提供了精准的控制，在复杂燃烧数学模型的加持下，实现了能源消耗的减少和风温效率的增加。
1悬链线顶燃式热风炉作为一种曲线，悬链线的形状就像绳子两端固定，因为均匀引力而使中间部分耷拉下来，酷似U形，从理论上说，在没有外力作用的背景下，悬链线结构是一种稳定的结构，它为高风温的运行提供了基础条件。
但由于热风炉燃烧室烟气燃烧时自身的温度不是恒定不变的，会发生变化，从而导致热风炉炉壁发生变形，产生一定的张力，对整个热风炉结构的稳定产生破坏作用。
所以，为了将燃烧室内的张力减少到最低程度，需要维护悬链线的稳定性。
烟气是燃烧室温度变化的重要因素，烟气具有飘忽不定的特点，尤其是在高温条件下，容易产生离合力，高温状态的烟气在燃烧室中心空间会产生高强度的涡流，从而将该位置变成高温的腹地，并且漫灌到整个燃烧室，决定着燃烧室的整体温度，所以燃烧室的气流没有形成梯度、温差小。
分散的烟气弥漫在燃烧室内，下沉的烟气与上升的烟气形成回流，稀释了烟气的浓度，改变了烟气的结构，将燃烧室的火焰进一步拉长，燃烧效果增强，并且燃烧呈现均匀的状态，同时，能起到废气排放与回收利用的作用，减少氮化物排放，同时对燃烧器也形成保护。
正是因为上述状况，所以需要进一步优化设置悬链线的拱顶，对拱顶直径和高度比例进行重新设置，达到最优化的比例1.15，并且与环形燃烧器形成互动，减缓燃烧室的高温环境，改变燃烧室烟气的流动和分布状况。
顶燃式悬链线热风炉便是这一设计的集中体现，而格子砖改良了传统热风炉格子砖的形状的同时，承载着更多实际的功能，改善了传统格子砖的不少弊端。
01-首钢京唐BSK新型顶燃式热风炉技术进步及耐火材料应用
蓄热室 ① 格子砖
不同高度部位因所处的温度条件不同，所采用的格子砖材质也 不同，从上到下依次为硅质YHRS、红柱石格子砖 RDL-75、低 蠕变粘土质HRN-42、粘土质RN-42。
② 大墙砖
蓄热室顶部与拱顶之间采用采用独立结构，使拱顶及上部直筒 砌砖完全脱离。蓄热室直筒砖衬高度方向划分为三段，上段由 内向外分别采用硅砖YHRS、轻质硅砖GGR-1.2、轻质粘土隔热 砖NG-0.8、耐火纤维毡LYGX-364；中段为过渡段，下段由内向 外分别采用粘土砖RN-42、轻质粘土隔热砖NG-0.8、耐火纤维 毡LYGX-364、硅钙板。
4、京唐BSK热风炉运行情况
京唐炼铁1号高炉于2009年5月21日竣工投产。12月13 日高炉热风温度达到1300℃，成为世界上首座实现 1300℃高风温的高炉。2010年3月全月平均风温 1300℃、利用系数2.37 t/(m3·d)、入炉焦比269.5kg/t 及煤比175 kg/t好成绩。 应用实践证明，京唐5500m3特大型高炉工程是成功 的，高炉的技术经济指标达到或超过了设计指标，特别 是热风炉系统，采用BSK型顶燃式热风炉，利用换热器 回收烟气余热的同时对高炉煤气和助燃空气进行低温预 热，同时利用BSC预热炉将助燃空气高温预热，保证单 烧高炉煤气即可为高炉稳定提供1300℃的高温热风。 在目前焦炭资源匮乏价格不断攀升的条件下，为企业创 造了巨大的经济效益和显著的社会效益、环境效益。
2.5 砌筑结构优化
随着热风压力和温度的不断提高，对送风管道系统的 要求也越来越高。京唐热风炉热风出口都采用了单独 的组合砖砌筑；热风支管、热风总管、热风环管内的 工作层均采用带凹凸榫槽的红柱石组合砖结构以提高 整体稳定性；在热风管道补偿器的膨胀缝处增加镶嵌 式保护砖，有效防止缝内填充的陶瓷纤维材料被气流 冲走。
改进型顶燃式热风炉耐火材料施工技术
改进型顶燃式热风炉耐火材料施工技术一、耐火材料选用在顶燃式热风炉的耐火材料选用上，应综合考虑耐火材料的抗渣能力、抗热震稳定性、机械强度、导热系数、密度和耐温等指标。
目前，改进型顶燃式热风炉多采用高铝质和硅质耐火材料。
前者常用的有氧化铝浮选球、铝粉喷涂料，后者主要有硅质浮选球、硅藻土等。
二、施工前准备工作1. 确定施工计划：施工前要结合现场实际状况，确定好施工计划，包括材料的种类和数量、施工人员的分工以及施工期限等。
2. 安全措施：施工前要做好相关安全措施，包括设立安全警示标志、配备应急救援装备和物品、做好站立稳定防护等。
3. 设备检查：检查施工所需设备的完好情况，包括打磨机、搅拌机、运输设备等，确保设备正常运转。
4. 现场清理：对施工现场进行清理，清除碎石、杂物，确保施工环境整洁，并为施工作业创造良好的条件。
三、施工工艺1. 表面处理：首先对热风炉壁面进行表面处理，清除表面杂物和积灰，保持壁面干燥。
2. 粘结剂配制：按照规定的比例将粘结剂与水充分混合搅拌，制成耐火材料粘结剂。
3. 耐火材料制备：根据设备使用要求和施工计划，将选用的耐火材料与粘结剂按照规定的比例进行混合搅拌，制备成砂浆状的耐火材料。
4. 施工层厚度控制：根据设计要求和实际施工情况，控制好每一层耐火材料的厚度，一般应在5～10mm之间。
5. 施工方式选择：根据施工现场的具体条件，选用适合的施工方式，包括手工涂抹、砌砖、喷涂等。
6. 施工质量控制：施工过程中要对每一道工序和每一层耐火材料进行质量检查，确保施工质量符合规定标准。
四、施工注意事项1. 施工时严格按照设计要求和规定标准进行，保证施工质量。
2. 施工现场要保持清洁整洁，杜绝杂物和尘土的混入。
3. 施工期间要加强安全意识，做好防护措施，确保施工人员的人身安全。
4. 对施工设备进行定期检查和维护，保证设备的正常运转。
5. 施工过程中要注意通风排气，避免有害气体的聚集和危害。
充分了解改进型顶燃式热风炉耐火材料施工技术对于提高热风炉设备性能和延长其使用寿命具有重要意义，正确施工和维护是保证设备安全运行和稳定性能的重要环节。
顶燃式热风炉工作原理过程
蓄热式，按热风炉内部的蓄热体分球式热风炉（简称球炉）和采用格子砖的热风炉，按燃烧方式可以分为顶燃式，内燃式，外燃式等几种。
如何提高风温，是业内人士长期研究的方向。
常用的办法是混烧高热值燃气，或增加热风炉格子砖的换热面积，或改变格子砖的材质、密度，或改变蓄热体的形状（如蓄热球），以及通过种种方法将煤气和助燃空气预热。
优点：换热温度高，热利用率高。
缺点：体积大，占地面积大，热风温度不稳定,切换机构多，容易出问题，蓄热体寿命短，维修成本高，购置成本极高。
热风炉加热期拱顶温度的上升速率和进入拱顶温度管理期废气温度的上升速率，主要取决于燃烧过程的空燃比和煤气流量，同时还受煤气、空气质量和压力波动的影响。
实现热风炉燃烧过程自动控制的关键是随着煤气、空气压力和质量的波动及热风炉燃烧状态的变化对煤气流量和空气流量进行实时调整，空气流量的调整可以转化为对空燃比的调整。
故在加热期，可以最大空气流量进行加热，据此来调整合适的煤气流量或者以最大煤气流量进行加热，并调整合适的空燃比，迅速提高拱顶温度；到达拱顶温度管理期，适当减小煤气流量，并调整合适的空燃比，保证拱顶温度不变的情况下，提高废气的升温速率。
这样就能大大增加效率且消耗资源少。
卡鲁金顶燃式热风炉在鞍钢新5号高炉上的应用
热风炉与预热炉共同使用 1 台助燃风机，由拨风阀来控制热风炉与预热炉的流量。在预热炉和热风炉之 间设置了助燃空气混风室，被预热炉加热到 1100℃的助燃空气，与助燃风机的冷风在混风室内混合，通过 调节冷、热助燃空气的流量，可向热风炉提供温度恒定在 440℃左右的助燃空气。考虑到管道热损失产生的 温降，混风室出口的温度一般控制在 460℃左右。卡鲁金顶燃式热风炉和助燃空气预热炉设计技术指标（见 表 1）。
3.7 采用新型格子砖支撑装置
传统的格子砖支撑装置是无侧孔支柱、托梁、炉算子，取而代之的是带侧孔的支柱、炉算子、铸铁格子 砖配合的新型支撑装置。与传统结构相比，该装置结构简单，每根炉柱单独支撑一块炉箅子，炉箅子上面有 铸铁格子砖，铸铁格子砖的特殊结构在于下部圆孔到上面分成 3 瓣，分别与耐火格子砖的 3 个格孔相通，这 样铸铁格子砖和带侧孔的空心支柱都具有均匀分配冷风和提高格子砖使用效率的功能。
3.4 冷风分配板
在热风炉送风期，冷风由热风炉下部鼓入，自下而上通过格子砖被加热，因此，冷风在畜热室格子砖横 截面上分布的均匀程度，对炉内热交换的好坏有直接影响。卡鲁金顶燃式热风炉在冷风入口处设置了冷风分 配板，冷风分配板的两端分别固定在冷风入口的两根炉柱上，在冷风分配板上分布着大小不等的圆孔，使冷
4 生产实践
鞍钢新 5 号高炉卡鲁金顶燃式热风炉经过一年的运行，平稳正常。在单烧高炉煤气条件下，如控制煤气 量在 100000m3/h，空气预热温度在 330℃，煤气预热温度在 150℃，控制拱顶温度在 1320℃，废气温度在 390℃，就可以向高炉提供 1200℃以上的风温（见图 3）。由于卡鲁金顶燃式热风炉大量使用硅砖，使得热风 炉蓄热能力相对小些，需通过增加换炉次数来满足高风温的需求，这也是与传统热风炉的不同之处。如果进 一步提高空气预热温度和拱顶温度，完全能够实现 1250℃以上的风温。这充分体现了顶燃式热风炉燃烧器 内空、煤气混合充分，燃烧效率高的优点，从而达到了使用低热值燃料、实现高风温的目的。
顶燃热风炉原理
顶燃热风炉原理热风炉是一种常见的燃烧设备，用于产生高温热风，广泛应用于工业生产中的干燥、加热、热处理以及热能回收等领域。
顶燃热风炉是一种特殊类型的热风炉，其原理与传统的热风炉有所不同。
顶燃热风炉是一种通过将燃料从炉顶喷射进入炉膛进行燃烧的热风炉。
相比传统的底喷燃烧方式，顶燃热风炉具有更高的热效率和更低的排放浓度。
下面将详细介绍顶燃热风炉的原理和工作过程。
顶燃热风炉的炉膛内部结构设计合理，以保证燃烧过程的高效进行。
炉膛的顶部设有燃料喷射装置，燃料可以是液体燃料，如重油、轻油，也可以是固体燃料，如煤粉、木屑等。
燃料经过喷嘴进入炉膛，并与空气混合形成可燃气体。
顶燃热风炉在炉膛内部设有燃烧室，燃料在燃烧室中被点火燃烧。
燃烧室内温度较高，燃料迅速燃烧释放出热能。
同时，燃烧室内的氧气也被消耗，形成一定量的燃烧废气。
然后，顶燃热风炉在炉膛下部设有热交换器，用于传递燃烧产生的热能。
热交换器通常采用管式结构，燃烧废气在管内流动，而工作介质（如水或空气）在管外流动，通过管壁的传热作用，将燃烧废气中的热能传递给工作介质。
顶燃热风炉的工作介质在热交换器中吸收了燃烧废气的热能后，温度升高。
热风炉的出口处设有排烟管道，将燃烧废气排出炉外。
同时，工作介质在热交换过程中被加热，形成高温热风，通过出口管道输送至需要的工业生产过程中。
顶燃热风炉的原理是通过将燃料从炉顶喷射进入炉膛进行燃烧，利用燃烧废气中的热能来加热工作介质。
这种燃烧方式具有以下优点：顶燃热风炉的炉膛内部温度分布均匀，燃料燃烧充分，热效率高。
顶部喷射的燃料可以均匀地分布在整个炉膛中，避免了传统底喷燃烧方式中燃料在底部堆积不均匀的问题。
顶燃热风炉的烟气排放浓度低，环保性能好。
由于燃料从炉顶喷射进入炉膛，燃烧废气的流动方向与工作介质相反，能够有效地减少燃烧废气中的有害物质排放。
顶燃热风炉的结构简单，操作方便，维护成本低。
相比传统的热风炉，顶燃热风炉的炉膛结构更为紧凑，设备占地面积小，维护更加便捷。
张钢“改进型”顶燃式热风炉的设计与应用
李咏茹 王丽 张吉增
山 东省 淄 博 市 张店 钢 铁 总厂 ２ ５ １ ５００
摘 要 热风 炉作 为 高炉 的主 要 配套 设备 ，它 的设 计 质 量 对 高 风 温 的提 供和 炼铁 工序 能耗 的 降 低 至 关重 要 。 本文 重 点 对 张钢 １ ５ ｍ５ 炉 Ｏ 高 ３ “ 进型 ” 热风 炉的设 计特 点和 使 用情 况进 改 行 了阐述 。 关 键 词 热风 管道 ；预 燃 室 ；耐 火材 料
热风 围管 不在 同一水 平面 上 ，需要 有一 段热 风竖 管过 渡到热 风直 管 ，通过 热风直 管 与热 风 围管相连 ，在 这方 面表 现的 更为 突 出。 因 此在 设计 中非 常重视 。热 风 围管被 固定 在高 炉框 架上 ，成 为热风 管道 系统 的 固定件 ，送 风时 受盲 板 力和热应 力 的作用 ，与之相连 的 热风 直管 就沿 着其 中心线 向围管相 反方 向膨 胀 ，为此 设计 中采 用 了两 段波 纹管 补偿 器和 管道 支座 ；热 风支 管与热 风总 管 的连接 上 ， 设 置了波 纹补 偿器 和拉杆 组 ，在 支管和 总管 中心 线 的交点 设置 管道 支座 ，吸收 因盲 板 力 和热 应 力引起 的横 向位移 和轴 向位 移 ；热风 空 气耗量 ：１ ８ ０ Ｎｍ ｈ ００ １ ／ 总 管上设 置 了长拉 杆 、热风总 管 与热风 竖管 煤 气耗 量 ：ｌ ５ ０ Ｎ ／ １０ ０ ｍ。 ｈ 前言 之 间 、热 风总 管端 部设 置 了波 纹 管补偿 器 ， 空 气预 热温 度 ：１ ０ ８℃ 热 风 炉 是 炼 铁 生 产 过 程 中 高 炉 的 以 吸收管 道 的纵 向膨胀 位移和 拉 杆的弹 性 伸 煤 气预 热温 度 ：１０ ８￣ Ｃ 长 ；同 时热风 出 口处 的炉壳钢 板 采取 了加 厚 主 要 附 属 设 备 之 一 ，其 投 资 约 占 高 炉 的 ５ ％～６ ％，它供 给高 炉 热 风的 热 量约 占炼 ０ ０ 热 风炉 效率 ：７ ．５ ８ ０％ 措 施 ，以防止 因盲 板 力和热 应力 使热 风出 口 铁生 产 能耗 的 ２％，它消 耗 的高 炉煤 气约 占 ０ 处 的炉 壳变形 ，进 而造 成炉墙 和 管道耐 火 材 高 炉产 生 煤气 的 ５ ％。提 高风 温 ，不 仅 可以 ３ 设计 的 主要特 点 ０ 料 损坏 ，影 响热风 炉寿 命 。 提 高 炉 缸 温 度 ，使 下 部 热 量 充 沛 ，而 且 也 ３ ３耐 火材料 的 配置 ． ３ ３ １热风炉 蓄 热体 ：上部 高温 区采 用 ．． 不 会 影 响 高 炉 炉 腹 煤 气 量 的 变 化 ，对 顺 行 ３ １预 燃室 结构 特 点 ． 影 响小 ，在 １０ ￣ ～ ｌｏ ℃风温 范 围 内，热 ００ １０ 耐 火度 高 、蠕变率 低 的硅砖 ，设 计 中充分 考 ３１１ ． ． 预燃 室 及 拱顶 背 衬 采用 喷涂 层 、 风 温 度每 提 高 ｌ ０ ０￣ Ｃ，可 以 降低 焦 ｌ ２ ｋ ／ ： ０ ｇ 耐 火纤 维毯 、轻 质保 温 隔热砖 到工 作层 ，该 虑 了高 温 区和低温 区的界面 温度 （ 括热 风 Ｅ 包 ｔ Ｆ ，同时 可增 产３ ｅ ％～５ ％。还 可增 加 喷吹 结构 可以 吸收砌 体 膨胀 ，提高 耐火 材料 隔热 炉 本体 内衬 ） ，设 定硅 砖高 度为 ８５ ｍ，防 ．２ 煤 粉 ４ ｋ ／ 铁 ，相应 地 进 一 步 降 低 焦 比 。 ０ｇ ｔ 保温效 果 ，降低 炉 壳温 度 ，减 少拱 顶温 度与 止 硅砖 温 度频繁 波动 而 引起 硅砖 粉化 ；中部 随 着 国家对 节能 减排 的重 视 及世界 能源 １趋 送风 温度 的温差 。 ３ 有硅 砖 和黏 土 砖混 合 过 渡段 ，硅 砖 ４ （ 层 相 紧张 ，石 油 、煤 炭 、天然 气价 格 １益攀 升 ， ３ 层 ３ １ ２ 燃 室采 用 分 别支 撑 与炉 壳 上的 当于 黏 土砖 ６ ） ；下部 为 采用 热 震稳 定 性 ． ．预 为 保证 热风 炉 的换热 效率 ，更好地 向高 炉提 独立 支撑 结构 ，热 风炉拱 顶 、炉墙 、格 子砖 强的黏 土 砖。 供 恒温 、恒 压 的高温 空 气 ，热风 炉的选 型 、 ３ ３ ２热风 炉本 体 内衬 ．． 和炉 壳均 匀而且 对 称 ，拱顶 只有一 个热 风 出 结 构 参数 的设 计 、耐 火材 料 的配 置等 显得尤 口 ，保 证 热 风 炉拱 顶 在 高温 高压 下 的稳 定 喉 口 ：由炉壳 到工作 层依 次采 用支撑 臂 为 重 要 耐热混 凝 土 、硅酸铝 耐火 纤维 毯 、高铝 砖 。 性。 拱 顶 ：由外到 内依次 采用 喷涂 层 、硅酸 ３ １ ３ 燃 室是 顶 燃式 热 风 炉 的核 心部 ． ．预 １热风 炉 的选 型 位 ，预燃 室结 构参 数正 确与 否 ，直 接 关系到 铝耐 火纤 维毯 、轻 质保温 黏土 砖 、轻 质隔热 煤 气和 助燃空 气混 合是 否均 匀 、燃烧是 否 充 硅砖 ，工 作层 用耐 火度 高 、抗 腐蚀 性好 、蠕 目前 国内 外 热 风 炉 的结 构 型式 有 内燃 分 、烟 气分布 是 否合理 ，也 就决 定 了整个热 变率 低 的硅砖 。 上 部 高 温 区 ： 由外 到 内依 次 采 用 硅 酸 式 、外燃 式 、顶燃 式等 。 由于 内燃式 热风 炉 风 炉的送 风 能力和 热效 率 。因此 ，预燃 室结 铝耐 火纤 维板 、轻 质黏 土砖 、轻 质硅砖 、硅 隔墙 的限 制 ，蓄热 室 气流分 布不 均匀 ，内燃 构 参数 的设计 至关 重要 。 砖。 式热 风炉 在大 型化 方 向上被 外燃 式热 风炉 所 预 燃室 为煤 气和 助燃空 气混 合 的部位 ， 下部 低温 区 ：由外 到 内依次采 用 硅酸铝 取代 。而 外燃 式 在结构 上 由于过 于复 杂 ，限 其 中有 煤气 环腔 和空 气环腔 。上 层 为煤 气环 ８ 制 了风温 的进 一 步提 高。 “ 改进 型 ”顶燃 式 腔 ，有 两排 煤气 喷嘴 ，每排 有喷 嘴 １个 ，喷 耐 火纤 维板 、轻 质黏土 砖 、黏土砖 。 ３ ３ ３预 燃 室 ．． 热风 炉是 山东 冶 金设 计院在 “ 卢金 ”顶 燃 嘴 为矩 形 。两排 喷嘴 水平 砌筑 ，煤 气沿 ３ 。 卡 １ 预 燃 室 球 顶 ：由外 到 内依 次 采 用 喷 涂 式热 风炉 专利 技 术基 础上 ，吸收 其他 形式 的 角切 向喷入 预燃 室 ；下 层为空 气环 腔 ，有 两 ８＂ 顶燃 式热 风炉 技 术优 点研 究开 发的一 种新 型 排 助 燃 空 气 喷 嘴 ，每 排 有 喷 嘴 １ ４ ，呈 矩 层 、硅 酸铝耐 火纤 维毯 、两层轻 质黏 土砖 、 顶燃 式热 风炉 ，取消 了燃 烧室 ，将预 燃 室置 形 ，水 平砌 筑 ，上层 空 气喷嘴将 助 燃空 气沿 红 柱石 砖 。 预 燃室 ：耐 火材料 由外到 内依次 采用 喷 ３ 于 热风 炉顶部 ，煤气 和助燃 空 气环腔 安 置在 １。 角方 向喷入 预燃 室 ；下 层空气 喷嘴 将空 预燃 室 内 ，煤气 和助 燃空 气在 预燃 室 内充分 气沿径 向喷 入预 燃室 中心 。这 种结 构形 式使 涂 层 、硅酸 铝耐 火纤 维毯 、低铁 莫来 石砖 、 红 柱石 砖 ，煤 气环道 、空 气环 道及 个喷嘴 工 混 合 ，在热 风炉 拱顶 燃烧 ，这 样可 以节 省热 煤气 在预燃 室 内产生 边缘 强 中心弱 的旋 流 ， 风 炉的 占地 面积 ，热 风炉 高度 及直 径相 对较 与上 层助燃 空 气产生 的旋 流混 合并 旋转 向下 作面均 采用 莫来 石 复合堇 青石 砖 。 ３３４ 管 道耐材 ．． 小 ，耐 火 材 料 及 钢 结 构 用 量 相 对 较 少 。实 运动 ，被 下 层助燃空 气 喷嘴沿 径 向喷入 的空 热风 支管 ：由外到 内依次 采用 硅酸 铝耐 践 证 明 ，在 相 同高 炉 容 积 条件 下 ， “ 进 气充 分搅拌 切割 ，由喉 口进 入拱顶 ，速 度迅 改 层 型 ”顶 燃式 热风 炉 比其 它形式 热风 炉节 约钢 速降 低并 在拱 顶燃烧 。控制 好旋流 强 度就相 火纤 维 板 、低 铁 莫来 石 砖４ ，充 分 考虑 支 材 ３ ％，节 约 耐火 材 料 １％，总投 资 可节 约 当于 控制 了烟 气在格 子 砖上表 面边 缘和 中心 管 的保温 、隔 热及 热膨胀 ，工作面 采用 蠕变 ０ ５ 的强 度 ，达到 烟气 均匀 合理 的分 布 。因此喉 率低 、耐 火度 高 、热震性 能好 的低 蠕变 高铝 ２ ％。经过 全 面 分析 ，确 定 采用 “ ０ 改进 型 ” 顶 燃式 热风 炉 。 口直 径与 预燃 室直径 的 比例 、喉 口直径 与拱 砖 。 热 风 总 管 及 热 风 直 管 ：下 部 １ ０ 范 ２。 顶 内径的 比例 、煤 气和 空气 喷嘴 的角 度及数 围内 喷涂 ７ ｒｍ厚 喷 涂 层 ，上 部 ２ ０ 喷 涂 ２ ａ ４。 目在 设计 中显 得尤 为重 要 。 ２ “ 改进型 ”顶 燃 式热风 炉 的主要 设计 ５ ｒｍ厚 喷 涂 层 ，下 部 １ ０ 范 围 内 铺 衬 ４ ａ ２。 ３２ ．热风 管道设 计特 点 参 数 ２ ｍ油 纸 ，上 部 ２ ０ ａ ｒ ４ 。铺 衬２ ｒｍ硅 酸 铝 耐 ０ ａ 热 风 管 道 系 统 的 设 计 、安 装 和砌 筑 ， 往往 因为 对热 风盲 板 力和管 道热 应力 考虑 不 本次设 计确 定 的主要 参数 如 下 ： 周到 ，
顶燃式热风炉高温低氧燃烧技术
约７ 实现热风炉高效长寿和节能减排 。 ６％ 。 高温低氧热风炉可以获得更高的风温并可以有效减少 ＮＯ ｘ 排放 ， 关键词 ：顶燃式热风炉 ；高温低氧燃烧 ；高风温 ；低 ＮＯ ｘ 含量 ） 文献标志码 ：Ａ 文章编号 ： ０ ４ ４ ９ ７ ４ ９ Ｘ（ ２ ０ １ ２ ０ ８ ０ ０ ７ ４ ０ ７ － － －
第８期
张福明等 ： 顶燃式热风炉高温低氧燃烧技术
［］
·７ ５·
Ｋ２
１ 座大型顶燃式热风炉 实 现 工 业 化 应 用 １ 。 这 种 热 温 度 区 间 分 布 合 理、 占地面积 风炉具有结 构 对 称 、 小、 工程投资低 等 优 点 。 但 传 统 的 顶 燃 式 热 风 炉 受 燃烧空间的影响 ， 容易造成拱顶局部高温 ， 使燃烧室 温度变化剧烈且温 度 分 布 不 均 匀 ， 降低热风炉的传 热效果和使用寿命 。 现有 ３ 种结构形式的热风炉均 为常规热风炉 ， 无论采用何种结构形式的燃烧器 ， 其 燃烧原理和特性 并 无 本 质 差 别 。 研 究 表 明 ， 热风炉 燃烧 拱顶温度达到１ ４ ０ ０℃ 以 上 时 ， ＮＯ ｘ 大 量 生 成， 产物中的 ＮＯ 燃烧产物中的水蒸气 ｘ 含量急剧升高 ， 在温度降低到露点以 下 时 冷 凝 成 液 态 水 ， ＮＯ ｘ 与冷 凝水结合形成酸性 腐 蚀 性 介 质 ， 对热风炉炉壳钢板 产生晶间应力腐蚀 。 因此现有的常规热风炉一般将 拱顶温度 控 制 在１ 旨 在 降 低 ＮＯ ４ ２ ０℃ 以 下 ， ｘ 的含 从而抑制炉壳晶间应力腐蚀 ， 但由此却限制了风 量， 温的进一步提高 。 因此设计开发出一种改变常规热 风炉 燃 烧 过 程 ， 进 一 步 提 高 风 温， 同时降低 Ｃ Ｏ ２、 已成为克服上 ＮＯ ｘ 排放的高风温高效 长 寿 热 风 炉 ， 述技术缺陷的必要条件 。
长寿高效顶燃式热风炉内衬用耐火材料的配置(孙庚辰)24页
1400 ℃
硅砖
1.80
0.913
0.984
1.043
1.097
1.135
1.168
1.193
高级粘土砖
2.22
0.850
0.913
0.998
1.039
1.052
1.098
1.113
特级粘土砖
2.34
0.875
0.946
1.009
1.063
1.110
1.156
1.235
高铝砖（Al2O360%）
2.54
表4、各种耐火材料极限使用温度
砖种
高级粘土砖 特级粘土砖
高铝砖 （Al2O360%）
无负荷
氧化气氛
还原气氛
1200
1040
1260
1000
1370
1230
莫来石砖 （Al2O370%）
1420
1260
4.5m高砌体负荷
氧化气氛
还原气氛
1120
980
1200
1040
1320
1180
1370
1200
9m高砌体负荷
项目
数值
热风炉座数 操作制度
送风时间，min 燃烧时间，min
热风炉燃料 热风炉高度，m 热风炉直径，mm 格子砖孔径，mm 格子砖体高度，m 每个格子砖高，mm 格子砖层数，层 烟气温度，℃ 冷风温度，℃
2 一烧一送
40 40 发生炉煤气 11.300 1980/1790 (NO1)20/(NO2)30 6.0 120 50 最大300，正常平均150 25
热风炉高效即高风温≥1300℃。要求耐火材 料热交换能力强，蓄热能力强，砖重要大。即要 求耐火材料体积密度要大，比热要大，热交换面 积大，热传导和辐射能力强。
昆钢六高炉新4号热风炉设计特点及烘炉实践
ｍ ｍ ，
下部 燃烧 ，产生 局部 高温 ，把 格子 砖砌 体 中 的部分
格 子 砖 融 化 ，形 成 空 洞 ，导 致 格 子 砖 粉 化 并 使 部 分
由于 隔墙太薄 ，隔墙各 层砖 的温差太大 ，产生
炉箅 子支 柱软 化 、弯 曲或产生 裂 纹 ，使 得 ２ ０ 年 下 ０８
半年６ 高炉 人 炉风温 大 幅度下 滑 ，２ ０ 年 ５ ０ ９ 月正 常情 况下入 炉风温仅 能保证９ ９Ｃ，且 直接影 响到 高炉 的 ３￣
Ｈ ｏｔ—ｂｌ ｓ ｏｖｅ ｆ Ｎ ｏ． ｔ Ｋｕｎｇａ ａ ｔ Ｓｔ ｓｏ ６ ＢＦ ａ ｎｇ
Ｙａ ｇＰ ｉ ｈ ｎ Ｌ ｎ ｐｉｇ ｎ ｅ — ｏ ｇ ｉＸｉ — ｎ
（．ｅｈ ｉａ Ｃ ｎｅ ： Ｓ ；． ｏ — ｋｎ ｌｎ） １ ｃ ｎｃ ｌ ｅ ｔｒ ｆ Ｔ ｏ Ｃ ２Ｉ ｎ ｍａ ｉｇＰａ ｔ ＫＩ ｒ
ｓｏ ｅ ｅ ｉ ｕ ｌ ｍａ ｅ ｈｏ ｉ ｅ ｔ ｖ ｓｓ ｒｏ ｓｙ ｄａ ｇ ｄ， ｔａ ｒｔ ｍｐｅ ａ ｕ ｅ ｄｒ ｐ ， ｓ ｏ ｙ ９ ０￣ ，ｏ ｓ ｍ ｐ ｉ ｎ ｏ ｌ ｓ ｕ ｎ ｃ ｒ ｔ ｒ ｏ ｔｉ ｗａ ｎｌ ５ Ｃ ｃ ｎ ｕ ｔ ｔｏ ｆｂ ａ ｔｆ ｒ ａ ｅ
入 炉风 温仅 能 保 ４ ９ ０Ｃ，高 炉 生 产 消耗 较 高 ，为 解 决 这 一 问题 新 建 了４ 热风 炉 ，对 新 建 ４ 热风 炉 的 设 计 ￣ ５￣ ． 号 号 特 点及 烘 炉 生 产 实践 进 行 了介 绍 。
某钢厂1080 m3高炉顶燃式热风炉的设计与应用
某钢厂1080 m3高炉顶燃式热风炉的设计与应用李学华【摘要】某钢厂为满足风温要求,设计了1 080 m3顶燃式热风炉.介绍了该风炉蓄热室设计参数、燃烧器设计特点和耐材结构设计方法,以及投产后热风炉的风温、风压、主要部位的温度、换热器的预热温度等实际操作参数.热风炉投产后,风温达到1 200～1 230℃,满足了高炉对风温、热交换及烧炉的要求.【期刊名称】《天津冶金》【年(卷),期】2013(000)002【总页数】3页(P21-23)【关键词】顶燃式热风炉;风温;蓄热室;燃烧器【作者】李学华【作者单位】中冶华天工程技术有限公司,安徽马鞍山243005【正文语种】中文顶燃式热风炉概念的提出带来了热风炉设计的革命。
在国内，随着首钢型大拱顶多切向预混燃烧器（2～4个）顶燃式热风炉的淘汰，以卡鲁金热风炉为代表的新型顶燃式热风炉逐渐在各级别高炉中得到推广和运用。
由于使用年限较短，相关的研究和实践数据还较少。
新型顶燃式热风炉取消了传统内燃式、外燃式热风炉的独立燃烧室，将热风炉的拱顶作为燃料燃烧的空间；在拱顶之上另设一个直径较小的预燃室（燃烧器），内有煤气和空气的集气室和喷口，采用扩散火焰燃烧。
燃烧器火焰较短，且燃烧器结构简单、运行中温度较低，使用寿命长。
顶燃式热风炉具有减少散热损失、提高风温、节约占地面积、节约投资、耐材结构稳定、寿命长等许多优点。
某钢厂一期新建2座1080m3高炉，计划年产量200万t。
高炉配3座新型顶燃式热风炉，在全烧高炉煤气的条件下，要求年平均风温1150～1200℃。
采用热管式换热器回收烟气余热，预热煤气和助燃空气。
热风炉蓄热室格子砖分3段，材质分别为RG-95、DRL-135、DRN-115。
热风炉燃烧和热平衡计算得到：单炉平均煤气量，50500Nm3/h；单炉理论平均空气量，36500Nm3/h；单炉平均烟气量，81300Nm3/h。
蓄热室内烟气理论流速：1.78Nm/s。
热风炉原始设计参数见表1。
某钢厂1080m3高炉顶燃式热风炉的设计与应用
某钢厂 １ ０ ８ ０ ｍ３ 高炉顶燃式热风炉 的设计与应用
李 学华 （ 中冶华 天工程 技 术有 限公 司， 安 徽 马鞍 山 ２ ４ ３ ０ ０ ５ ）
【 摘 要】 某钢厂为满 足风温要求 ， 设计 了 １ ０ ８ ０ Ｉ ｌ ｌ 顶燃式热风炉。介绍 了该风炉蓄热室设计参数 、 燃烧器设计特点
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ Ａｐｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｔｏ ｐ Ｆｉ ｒ ｅ ｄ Ｈｏ ｔ Ｂｌ ａ ｓ ｔ Ｓｔ ｏ ｖ ｅ ｏ ｆ １ ０８ ０ ｍ３ ＢＦ ０ ｆ Ｃｅ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ Ｓｔ ｅ ｅ ｌ Ｐｌ ａ ｎ ｔ
和耐材结构设计方法 ， 以及投产后热风炉的风温 、 风压 、 主要部位 的温度 、 换热器 的预热温 度等实际操作参数 。热风
炉投产后 ， 风温达到 １ ２ ０ ０ ～ １ ２ ３ ０℃， 满足 了高炉对风温 、 热交换及烧炉 的要求 。
［ 关键 词 】 顶 燃 式热 风 炉 ； 风 温； 蓄热室； 燃 烧 器
１ 引 言
量２ ０ ０ 万ｔ 。 高炉配 ３ 座新型顶燃式热风炉 ， 在全烧
高 炉煤 气 的条 件下 ，要求 年 平均 风 温 １ １ ５ ０ ～ １ ２ ０ ０
顶 燃 式 热风 炉 概念 的提 出带来 了热 风 炉设 计
的革命。在国内， 随着首钢型大拱顶多切向预混燃
烧器 （ ２ ～ ４个 ） 顶 燃式 热风 炉 的淘 汰 ， 以卡鲁 金 热风
ｐ ｒ ｅ ｈ ｅ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｓ ｔ ｏ ｖ ｅ ａ ｔ ｆ ｅ ｒ ｓ ｔ ａ ｔ － ｒ ｕ ｐ ． Ａｆ ｔｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｏ ｖ ｅ ｗａ ｓ ｐ ｕ ｔ ｉ ｎ ｔ ｏ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，ｔ ｈ ｅ ｂ ｌ ａ ｓ ｔ
高炉热风炉使用效果与热效率的研究
高炉热风炉使用效果与热效率的研究摘要：本文通过对中天钢铁有限公司（南通）炼铁厂三座高炉共12座热风炉，每座高炉配置了四座热风炉，采用两烧两送并联送风方式送风，根据实际参数对三座高炉的热风炉进行热平衡测定，并根据测定数据对三座高炉的热风炉进行热效率计算。
通过对热风炉的检测及热效率的结论进行分析，得出结论该热风炉效率高、能耗低等优势。
并指出热风炉使用效果方法，提出如何解决存在的问题，提高热风炉风温水平的方法。
关键词：热风炉；热效率；低能耗；高风温1引言中天钢铁集团有限公司（南通）炼铁厂共三座高炉各配置四座热风炉，热风炉均为顶燃式热风炉，顶燃式热风炉结构主要分为蓄热室、燃烧室和预燃室三部分，则不同结构处是预燃室烧嘴形状和材质不同，也就是燃烧气流混合不同。
其中2#、3#高炉热风炉采用了郑州安耐克耐材有限公司自行研发的锥柱复合三维燃烧器（第四代新型燃烧器），1#高炉热风炉采用的是中冶赛迪设计的低氮交错旋流燃烧器。
三座高炉的热风炉自投产运行至今来看，三座高炉的热风炉目前与冶金行业对比在同等条件下煤气消耗较低风温高，起到节能减排的效果，空煤气配比合适且燃烧充分，热效率高，减少残余CO的废气排放量。
风炉采用“两烧两送”的工作方式，配备了整套空煤板式双预热器，预热高炉煤气和助燃空气，预热温度197-220℃之间。
其中3#热风炉为2022年3月29日投用，1#热风炉为2022年6月11日投用，2#热风炉于2023年3月1日投用。
当前送风温度均为1240℃,运行较为稳定。
2 热风炉技术参数及性能2.1测评周期以热风炉的一个完整操作周期作为测评周期，从燃烧期开始至下一个燃烧期开始(括燃烧，送风和换炉)的整个过程。
四座高炉热风炉的测评周期如表1所示：2.2基准温度以热风炉周围环境温度为基准温度，即30℃。
1#2#3#高炉热风炉测评周期统计炉号燃烧时间送风时间换炉时间送风温度硅砖界面温度拱顶温度1# 2h 1h 13min 1240 1124 13702# 2h 1h 13min 1240 1130 13703# 2h 1h 13min 1240 1135 13702.3低发热值计算煤气成分中燃烧成分为CH₄、H₂及CO,低发热值的计算如下：则：QoM=3359.73kJ/m³2.4煤气的理论燃烧温度=1294℃2.5理论空燃比（23.90%+3.15%）/2/0.21=0.642.6理论空气量理论助燃空气量为Lo=80000×0.64=51200/h 。
鞍钢新4号高炉热风炉无波动换炉系统的应用
Ａｐ ｌｃ ｔ ｎ ｏ ｔＳ ｏ ｅ Ｃｈ ｎ ｅ Ｓ ｓｅ ｗｉ ｏ ｔＦ ｕ ｔ ａ ｉｎ ｏ ｇ ｎ ｗ ． ｐ ｉａｉ ｆＨｏ ｔ ｖ ａ ｇ ｙ ｔ ｍ ｔ ｕ ｌ ｃｕ ｔｏ ｎ Ａｎ ａ ｇ Ｎｅ Ｎｏ ４ ＢＦ ｏ ｈ
ｌ ｔ ｔ ｎａ ｄ ｃａｇｍ ｎ ｍｅｉ ｈｒ ｄ ５ ｍ ｎｔｓｂ ｕ ｇ ｇ ａ ｉ ｓｏ ａａ ｔｍ ｂｆ ｅ ｆ ｃ ａｏ ｎ ｈｎ ｅ ｅｔｔ ｓ ｓｏｔ ｉｕｅ ｙｊｄｉ ｌ ｋ ｄ ｆｐ ｒ ｅｅ ｅ ｒ ｕ ｕｉ ｉ ｅ ｎ ｌ ｎ ｍ ｏ
ｃ ａ ｇ ｍｅ ｔ ｈ ｓａ ｔ ｌ ｎ ｒ ｄ ｃ ｓ ｔｅ ｓ ｅ ｓｒ ｃｕ ｅ ｈ ｎ ｅ ｎ ．Ｔ ｉ ｒ ｃｅ ｉ ｔ ｕ ｅ ｈ ￣ｔｍ ｔ ｔｒ ，ｗ ｒ ｉ ｇ ｐ ｉ ｃｐ ｅ ａ ｄ ｐ ａ ｔ ｅ ａ ｐｉ ａｉｎ ｉ ｏ ｕ ｏ ｋ ｎ ｒ ｉ ｌ ｎ ｒ ｃ ｃ ｐ ｌ ｔ ｎ ｉ ｃ ｏ ｃ ｎ ｉｏ ｓ ｏ ｄｔ ｎ ． ｉ
正 常 的烧 炉计划 ， 而且耗 费能 量 。
使 高炉避 免 了每 小 时 一次 换 炉带 来 的风 压 、 风量
波 动 ， 高炉创 造 了一个稳 定顺行 的工作环境 ， 为 达
到增 产节 焦 目的。
采用无 波动 自动换炉 系统 可 以避 免多 座热 风 炉 同时换炉 ， 减少 管 网中煤气压 力波 动 ， 利于煤 有
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｈｏ ｔｖ ｈ ｎ ｅ ｓ ｓｅ ｗ ｔ ｏ ｔｆ ｃ ｕ ｔ ｎ ｉ ｄ ｖ ｌｐ ｄ ａ ｄ ａ ｐ ｉｄ ｏ ｇ ｎ ｓｒ ｃ ｔ ｓｏ ｅ ｃ ａ ｇ ｙ ｔｍ ｉ ｕ ｕ ｔ ａｉ ｓ ｅ ｅｏ ｅ ｎ ｐ ｌ ｎ Ａｎ ａ ｇ ｈ ｌ ｏ ｅ ｎ ｗ Ｎｏ ４ Ｂ ｎ ｔｅ ｂ ｓｓｏ ｌｙａ ｔｍａｉ ｏ ｔｏ．Ｈｏ ｔｖ ａ ｅ ｃ ａ ｇ ｄ ｗ ｔｏ ｔ ｉ ｄ ｐ ｅ ｓ ｒ ｅ ． Ｆ ｏ ｈ ａ ｉ ｆ ｕｌ ｕ ｏ ｔ ｃ ｎ ｒ１ ｆ ｃ ｔｓ ｅ ｃ ｂ ｈ ｏ ｎ ｎ ｅ ｉ ｕ ｎ ｒｓｕｅ ｈ ｗ
一种能够有效延长使用寿命的顶燃式硅砖热风炉[实用新型专利]
![一种能够有效延长使用寿命的顶燃式硅砖热风炉[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/fa3af0f3227916888586d7cb.png)
专利名称：一种能够有效延长使用寿命的顶燃式硅砖热风炉专利类型：实用新型专利
发明人：黄晓春
申请号：CN201820185490.0
申请日：20180202
公开号：CN207845682U
公开日：
20180911
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种能够有效延长使用寿命的顶燃式硅砖热风炉，包括硅砖炉体、助燃空气管、煤气管、热风管、废气排放。
本实用新型能够在高炉检修时防止热风炉温度过低造成硅砖破裂而导致热风炉寿命下降的问题，有效延长热风炉使用寿命；本实用新型能够使热风炉拱顶温度稳定、炉内蓄热充足，硅砖砌体温度在较长时间内维持在700℃以上；本实用新型还具有结构简单，操作简便，工作可靠的优点。
申请人：武钢集团昆明钢铁股份有限公司
地址：650300 云南省昆明市安宁市郎家庄昆钢科技创新部
国籍：CN
代理机构：昆明知道专利事务所(特殊普通合伙企业)
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燃烧器纵切面温度分布图
格子砖表面温度分布均匀
35
持续推动耐材科技进步和高炉热风炉技术发展
13
填充系数 m3/m3 0.636 0.646 0.68 0.67
六十一孔格子砖
φ 15
持续推动耐材科技进步和高炉热风炉技术发展
二、核心技术
2.3高效小孔格子砖（专利技术）
六十一孔蜂窝格子砖 （专利号： 200720142954.1 ）
三十七孔蜂窝格子砖 （专利号： 200620113576.X ）
蓄热体特征 十九孔格子砖 三十七孔格子砖 三十七孔格子砖
37孔Φ25mm
格孔流体直径 mm φ 30 φ 25 φ 20 换热面积 m2/m3 48.57 56.64 64 88.31
37孔Φ20mm
活面积 m2/m2 0.364 0.354 0.32 0.33
61孔Φ15mm
当量厚度 mm 26.2 22.8 21.25 15.23
持续推动耐材科技进步和高炉热风炉技术发展 三、科学的结构设计及耐材配置
3.1 燃烧器易吹扫防微爆无移位结构
燃烧器混合室煤气段整体浇注，结 构稳定；煤气环道、煤气喷口位于锥段， 顶部空间小，有利于氮气吹扫；规避了
传统顶燃式热风炉因爆燃导致的喷口砖
移位。
燃烧器结构示意图
16
持续推动耐材科技进步和高炉热风炉技术发展 三、科学的结构设计及耐材配置
整体浇注，高温性能优良，整体稳定 性好，杜绝三岔口部位掉砖。
“组合砖+浇注”三岔口结构示意图
24
持续推动耐材科技进步和高炉热风炉技术发展 三、科学的结构设计及耐材配置
3.8“组合砖+浇注”三岔口结构
“组合砖+浇注”三岔口结构施工图
自锁密封式高炉热风管道三岔口 新型组合砖结构 （专利号： 201310055739.8）
二、核心技术
2.3 三维混合燃烧器 （发明专利）
三维混合燃烧器特点： 1 、燃烧器混合室为锥柱复合形结构，煤气喷口分布于锥段，空气喷口分布于圆
柱段。
2 、煤气喷口为上下两层不同混合半径的多孔环形布置，煤气立体旋转向下运动。 3 、多层不同半径（小于空气流半径）的煤气流与空气流形成多层同心不同径的 交叉三维混合，空煤气混合后燃烧完全，火焰短。 4 、由于空心柱面积很小，混合气流在经过喉口整流后形成的负压区面积极小， 保证烟气进入格子砖分布均匀，格子砖利用充分，更利于获得高风温。
3.11 防晶间应力腐蚀措施(发明专利)
炉壳内部高温区域喷涂防晶间应力 腐蚀涂料与耐酸喷涂料，有效预防高风 温热风炉因 NO X 的生成出现晶间应力腐
蚀而导致的高温部分炉壳龟裂。
炼铁高炉热风炉用耐酸喷涂料组合物
及其使用方法 （专利号： 201010536567.2）
29
持续推动耐材科技进步和高炉热风炉技术发展 三、科学的结构设计及耐材配置
目 录
contents
一、开发背景
持续推动耐材科技进步和高炉热风炉技术发展
一、开发背景
高风温、低投资、长寿命是现代热风炉的基本特征。理论研究和 生产实践表明，顶燃式热风炉是最先进的热风炉结构形式，采用顶燃式 热风炉结构，可以提高热风炉热效率、降低设备投资、延长热风炉寿命。 安耐克通过消化吸收卡卢金式顶燃、P·W式外燃、新日铁式外燃 和达涅利式内燃等国际公司的成熟技术，调研了 40 余座高炉配置的各 种形式热风炉应用数据，对顶燃式热风炉空煤气流体、流场的空气动力
冷态模拟实验验证
持续推动耐材科技进步和高炉热风炉技术发展
四、精准严谨的研发体系
4.1 第4代新型顶燃热风炉(安耐克式)研发体系
34
持续推动耐材科技进步和高炉热风炉技术发展
四、精准严谨的研发体系
4.2 CFD计算结果——温度场计算
试验中空煤气进行双预热，测得热风
炉内最高温度1380℃，送风末期格子砖表
10
持续推动耐材科技进步和高炉热风炉技术发展
二、核心技术
平面旋流混合燃烧器特点
1 、 燃 烧 器 为柱 形结构 ，空气 或 煤 气 喷 口 具 有一定 旋转角 度。 2 、空煤气经喷口喷出后沿混合 室 内 壁 下 行 逐步混 合，混 合中心 有 一 个 空 心 柱 ，经过 喉口整 流后形 成 负压区。 3 、 负 压 区 内空 煤气浓 度低， 混 合 效 果 差 ， 混合燃 烧后的 高温烟 气 有上升趋势。 4 、 由 于 负 压区 位置高 温烟气 的 上 升 ， 格 子 砖断面 中心区 域不能 得 到有效利用，蓄热能力不能充分发 挥 ， 不 利 于 获得高 风温。
持续推动耐材科技进步和高炉热风炉技术发展
第4代新型顶燃热风炉（安耐克式） 技术推介
郑州安耐克实业有限公司
安耐可（北京）工程技术有限公司 2015.10
一、开发背景
目 录
contents
二、第4代新型顶燃热风炉核心技术 三、科学的结构设计及耐材配置 四、精准严谨的研发体系
五、专利技术与科技成果
六、应用案例 七、结论
二、核心技术
2.1 热风炉对称布置（专利技术）
1 、热 风炉对 称布置 在热 风竖管 周围 ， 热 风 支 管 与 热风竖 管相连 接，避 免一列 式 布 置 热 风 炉 盲板力 波动对 热风炉 的不利 影 响。 2 、 热 风 支 管与 热风竖 管相连 接，热 风 出 口 与 竖 管热风 入口高 度一致 ，两者 纵 向 膨 胀 量 大 致相等 ，基本 消除了 热风支 管 两 端 的 不 均 匀纵向 位移 。
6
持续推动耐材科技进步和高炉热风炉技术发展
二、核心技术
2.1 热风炉对称排列布置（专利技术）
3 、 对 称 布 置相 对一列 式布置 取消 了 框 架 内 的 热风主 管，缩 短了热 风管道 长
度，降低了热风管道热损失，提高了入炉
风温。 4 、 热 风 炉 对称 布置占 地面积 小、
管系短，且取消了一列式布置的框架结构，
学特性、燃烧状态进行了系统分析和大量的数模仿真研究及冷态、热态
模拟实验，开发出了拥有完全自主知识产权的第 4 代新型顶燃热风炉。
4
二、第4代新型顶燃热风炉核心技术
目 录
contents
热风炉对称布置 三段式独立结构 三维混合燃烧器
高效小孔格子砖
持续推动耐材科技进步和高炉热新型顶燃热风炉 剖面图
8
持续推动耐材科技进步和高炉热风炉技术发展
二、核心技术
2.3 三维混合燃烧器（发明专利）
煤气喷口结构示意图
三维混合燃烧器示意图
空气喷口结构示意图
锥柱复合型拱顶结构顶燃式热风炉 （专利号： 201310283577.3 ）
9
持续推动耐材科技进步和高炉热风炉技术发展
双内环带子母扣互锁结构。外环花瓣 砖分散了热风出口上部砌体荷载；双
内环带子母扣互锁结构提高组合体承
压能力；机制成型、大块红柱石砖整 体组合。
热风出口整体组合图
19
持续推动耐材科技进步和高炉热风炉技术发展 三、科学的结构设计及耐材配置
3.5 无应力孔口结构
无应力孔口结构（专利技术），
将热风出口组合体上部燃烧室荷载通
25
持续推动耐材科技进步和高炉热风炉技术发展 三、科学的结构设计及耐材配置
3.9 复合型炉箅子技术 (专利技术)
复合型炉箅子，支柱、横梁和箅
子相互锁定，受力合理，结构稳定；多
种孔型，强度提高 31% 、通孔率提高 34% 。
复合型炉箅子 （专利号： 201020560091.1）
26
持续推动耐材科技进步和高炉热风炉技术发展 三、科学的结构设计及耐材配置
过人字型承压结构传导到热风出口两 侧大墙上，避免热风出口组合体承受
上部荷载而产生蠕变脱落。
无应力孔口结构组合图
20
持续推动耐材科技进步和高炉热风炉技术发展 三、科学的结构设计及耐材配置
3.5 无应力孔口结构
无应力孔口结构现场施工图
无应力孔口结构 专利号： ZL201020509887.X
21
持续推动耐材科技进步和高炉热风炉技术发展 三、科学的结构设计及耐材配置
3.9 复合型炉箅子技术 (专利技术)
多种孔型炉箅子
鱼腹梁结构横梁
分流板型冷风分配装置
强度高，通孔率高
支柱、横梁和箅子相互 锁定，受力合理，结构稳 定性好。
科学设置分流板，调整冷风 气流。可使冷风分布均匀度达到 95%，提高格子砖利用效率。
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持续推动耐材科技进步和高炉热风炉技术发展 三、科学的结构设计及耐材配置
3.12 底部炉壳及变径处圆弧连接
炉底壳体及高 温区炉壳的变径处采 用圆弧连接，减小应 力集中。
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3.13 热风炉系统耐材标准化配置
安耐克在热风炉耐火材料配置方面具 有丰富的实践经验，针对不同热风炉实际 情况，制定个性化的耐火材料配置方案。 既满足热风炉使用需求，又降低工程投资。 “顶燃式热风炉主要耐火材料材质设计及 其标准制定”项目获“河南省科技成果二
3.6 边缘格子砖定位镶嵌技术
根据蓄热室内腔尺寸设计边缘格子砖。
制造场预砌校正，定位编号，使蓄热室内腔 全部利用，并避免了材料浪费和施工现场切 砖影响施工进度和质量。
格子砖边砖单砖图
格子砖边砖定位镶嵌图
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3.7 “Z字型”自锁密闭式管道结构
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煤气喷口结构示意图
平面旋流混合燃烧器
空气喷口结构示意图
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2500m3 高炉顶燃式热风炉 数模仿真实验纵切面温度分布对比