热风炉操作
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第八节 热风炉操作
第八节 热风炉操作
• 炼铁系统的能源消耗
• 钢铁工业是能耗大户，其能耗约占全国能耗总 量的10%，而其中炼铁系统（高炉、焦炉、烧 结，下同）的能耗占整个钢铁厂能耗的70%以 上，是能耗大户中的特大耗能户，炼铁系统的 能源消耗主要是煤。 • 炼铁系统的能耗为什么高？一是因为环节多 （包括铁、焦、烧三个工序），又都是高温反 应过程，过程本身耗热多；二是因为生产中排 放的烟气、副产的煤气、熔渣等带走大量的热； 三是焦炭、烧结（球团）都要经过冷却才能进 入高炉，这又损失大量的热量。
第八节 热风炉操作
• “中国首钢”型顶燃式热风炉的结构特点
“中国首钢” 型顶燃式热风炉是中国科学院（化冶所）与首钢共同合作 ，从20世纪60年代开始研究试验，于1978年建成了首钢2号高炉（炉容 1327m3）顶燃式热风炉，这是世界上第一座大型顶燃式热风炉。90年代 又建造了2500m3级高炉的顶燃式热风炉。 “中国首钢”型顶燃式热风炉的结构特点是：热风炉拱顶为半球形大 帽子拱顶结构，拱顶砌砖与大墙砌砖分开，拱顶砌砖坐落在上部炉壳标 高不同的两个托圈上，拱顶和大墙的砌体可以自由涨落，互不干扰。在 拱顶圆柱体部分侧墙上，开了个向上倾斜同时切向均匀分布的燃烧口。 高温部采用低蠕变高铝砖砌筑，中部为普通高铝砖砌筑，下部黏土砖。 4座热风炉正方形平面布置，在正方形的中心布置垂直的热风总管。在 其顶部安装一台 15t 旋转吊车，作为更换设备用。在中间平台上设置一 台整体热管换热器，回收烟气余热来预热助燃空气。 燃烧器用的是首钢经过几年时间研制、设计出的大功率短焰燃烧器。 它是将燃烧器本体、燃烧阀、燃烧口作为一个整体，燃烧阀、燃烧口作 为燃烧器的一个组成部分。空、煤气流出燃烧器本体后，在燃烧阀、燃 烧口所组成的通道内预混，却不在此燃烧。既实现了短焰又不回火。
第八节 热风炉操作
• 顶燃式热风炉
顶燃式热风炉的热风阀、燃烧阀、燃烧器均放置在 热风炉的顶部，热风炉高温区各孔口，如热风出口、燃 烧口、人孔均采用组合砖砌筑，利用炉顶空间进行燃烧 ，取消了侧燃室或外燃室，其结构对称、温度区分明、 占地小、效率高、投资少。 顶燃式热风炉在19世纪就有人提出设想，到20世纪 60年代才引起重视和开始研究这种热风炉，迄今为止， 已建成并运行了多种顶燃式热风炉。在众多形式的顶燃 式热风炉中，中国首钢型和俄罗斯卡鲁金型表现良好。
鞍钢6号高炉外燃式热风炉
宝钢1号高炉新 日铁式外燃热风
各种外燃式热风炉的比较
第八节 热风炉操作
• 外燃式热风炉的结构形式
外燃式热风炉由于燃烧室与蓄热室的连接和拱顶的形状不 同，有地得式、柯柏式、马琴式和新目铁式四种结构形 式。 由于马琴式和新目铁式气流分布均匀，而地得式拱顶结构 庞大，且稳定性较差，柯柏式则气流分布较，因此，20 世纪70年代以后新建的外燃式热风炉，已不再建造柯柏 式，而是建造马琴式、新目铁式和一种改进了的地得式 热风炉。
第八节 热风炉操作
• 传统内燃式热风炉的通病
热风炉隔墙两侧温差图
第八节 热风炉操作
• 改造型内燃式热风炉
为了克服传统内燃式热风炉的缺点，对内燃式热风炉的拱的结 构形式，燃烧室与蓄热室的隔墙、燃烧器等，进行了彻底的 改造。 1）拱顶由传统的半球顶改为悬链线顶或锥形顶，并坐落在箱 梁上，重点解决拱顶的破损和气流的分布不均匀问题。 2）在隔墙的中、下部增设绝热夹层和耐热合金钢板，解决火 井掉砖和短路问题。 3）改金属燃烧器为陶瓷燃烧器，改善燃烧，消除脉动，减少 火井破损。 4）火井改为圆形或眼镜形，圆形的结构形式稳定，但燃烧室 占面积大；眼镜形燃烧室占面积小，气流分布较为均匀，但 火井结构不够稳定，为增加隔墙的稳定性，应加大隔墙厚度 ，使与热风炉大墙呈滑动接触，大墙上设有滑动沟槽。使隔 墙成为独立而稳固的自由涨落结构。
第八节 热风炉操作
• 传统内燃式热风炉的通病 3）当高温烟气由半球形拱顶进入蓄热室时，其气 流分布很不均匀，局部过热和高温区所用砖的 抗高温蠕变性能差，造成火井向蓄热室倾斜， 引起格子砖错位、紊乱、扭曲。 4）由于高炉的大型化和高压操作，风压越来越高 ，热风炉已成为一个受压容器，加之热风炉壳 体随着耐火砌砖的膨胀而上涨，将炉底板拉成 “碟子状”，以致焊缝拉开，炉底板拉裂造成 漏风。 5）由于热风炉存在周期性振动和上、下涨落运动 ，经常出现热风支管损坏，即生产中称为“短 路烂脖子”现象。
第八节 热风炉操作
• 外燃式热风炉的特征
1)将燃烧室搬到炉外，彻底消除了内燃式热风炉的致命弱点。 2)比较好地解决了高温烟气在蓄热室横截面的均匀分布问题，新日 铁式、马琴式处理得更好。 3)热风炉炉壳转折点均采用曲面连接，较好的解决了炉壳的薄弱环 节。 在建造外燃式热风炉的同时，还采用了一些新的技术，例如： 1）在外燃式热风炉的高温区，使用高温性能好的硅砖 2）使用陶瓷燃烧器。 3) 为了使热风炉耐火砌体相邻的两块能咬住，广泛采用带有凹凸子 母扣，能上下左右相互间咬合的异型砖，起到自锁互锁作用，提 高了砌体的整体强度和稳固性。 4) 普遍地在热风炉炉壳内侧喷一层约 50mm陶瓷质喷涂料。热风炉 投产后在高温的作用下，喷涂料可和钢壳结成一体，对保护钢壳 起良好的作用。 5) 热风炉的拱顶和缩口坐落在箱梁上(或焊在炉壳上的砖托上 )，在 连接部位都设有滑动缝，这样拱顶、缩口、大墙的耐火砌体都可 以自由涨落。
本钢内燃式热风炉结构图
高铝格子砖
热风阀中心线
煤气入口中心 线
热风出口中心 线
助燃风入口中 心线
内 燃热 风炉 横 断面 图
粘土格子砖
助燃风入口中 心线
废气出口中心 线 煤气入源自文库中心 线
第八节 热风炉操作
• 外燃式热风炉
1910年德国人首先取得了外燃式热风炉的专利； 1928年美国人建造了世界上第一座外燃式热风炉。然而，外燃式热 风炉广泛应用于生产还是60年代后期的事。 1960～1965年联邦德国先后建造了地得式、柯柏式、马琴式外燃热 风炉； 1971年日本综合柯柏式和马琴式的优点建造了新日铁式外燃热风炉 。 我国于1968～1971年在安阳水治铁厂和济南铁厂，首先建造了外燃 式热风炉，称“水冶型”外燃式热风炉（类似地得式）。 1972 年本钢5 号高炉（炉容2000m3 ）vfhpb “ 水冶型”外燃式热风炉 （图1.2）； 1976年鞍钢6号高炉（炉容1050m3）建成“鞍外Ⅰ型”外燃式热风炉 （类似马琴式），1977年鞍钢又设计建造了“鞍外Ⅱ型”外燃式 热风炉（类似新日铁式），应用于7号高炉（炉容2580m3）， 1985年宝钢1号高炉引进了日本新日铁式外燃式热风炉。
第八节 热风炉操作
• 热风炉结构形式的演变
由于高风温是强化高炉冶炼增产节焦的重要措施之一 ，同时随着喷吹技术的发展，要求提供更高的热风 温度。当前国内外大型先进高炉使用的风温都在 1200℃左右，个别的达到1350℃，最高的鼓风压力 达到（555～606）kPa（5.5～6.0大气压），因而在 本世纪初出现了很多新型热风炉， 1 改造型内燃式（亦称霍戈文式） 2 外燃式（又分为马琴式、科珀式、地德式、 新日铁式等）； 3 顶燃式以及小高炉用的石球式热风炉。
第八节 热风炉操作
• 传统内燃式热风炉的通病 由于传统内燃式热风炉结构上的特点，在使用过 程中发现有以下缺点： 1）燃烧室与蓄热室之间的隔墙的温差太大。鞍钢 1967 年在 6 号高炉 2 号热风炉上（传统内燃式） 测定火井底部隔墙两侧的温差，如图1.1 ，在送 风末期可达700℃，再加上使用金属燃烧器产生 的严重脉动现象，可引起燃烧室产生裂缝、掉 砖、短路烧穿。 2）拱顶坐落在热风炉大墙上的结构不合理。受到 大墙不均匀涨落与自身热膨胀的影响，而产生 拱顶裂缝、损坏。
第八节 热风炉操作
• 热凤炉的基本工作原理
热风炉是高炉鼓风的预热器。热风炉的种类虽然很多， 但它们的基本工作原理是相同的。即利用高炉煤气（或混 合煤气）燃烧产生的高温废气加热热风炉内的蓄热室格子 砖（或耐火球），使格子砖（或球）吸收废气的热量，达 到1200～1400℃的高温，经过一段保温时间，使格子砖内 外温度基本一致后，通过换炉操作，送往高炉的鼓风穿过 处于高温状态的蓄热室格孔（或球层），吸收格子砖（或 球）的热量，达到接近燃烧过程中格子砖（或球）所达到 的温度。现代热风炉通过这样的方法，能把风温提高到 1200℃以上。冷风在热风炉内吸收的热量，来源于煤气燃 烧放出的热量，所以，热风炉实际上是一种热量转换器， 它把煤气的化学热转换成鼓风的物理热，用于高炉冶炼， 达到降低焦比的目的。
第八节 热风炉操作
• 提高风温的方法 • 纵观国内外对高风温热风炉的研究，主要采用 以下两种方法获得高风温： • 一是用高发热值煤气； • 二是利用换热器预热助燃风和煤气。 • 二者的最终目的都是为了提高热风炉拱顶温度， 使风温提高。 • 对热风炉的总要求是：实现高风温和长寿。为 此在设计中必须选择合理的热风炉结构和砌筑 热风炉的耐火材料。
第八节 热风炉操作
• 外燃式热风炉的特征
宝钢1号高炉使用的新日铁式外燃热风炉，自1985 年投产以来 风温一直维持在1200℃以上，最近又攀升到1250℃。高炉在 1995年大修，而热风炉没动，预计可以使用两代高炉寿命。 鞍钢 6 号高炉外燃式热风炉 ( 马琴式 ) 风温一直维持在 1100 ～ 1150℃，高风温试验时曾达到1270℃。现已使用25年，中间 只换一次格子砖。鞍钢10号高炉自身预热外燃热风炉，投产 已 6 年 ， 只 烧 单 一 的 高 炉 煤 气 ， 风 温 一 直 维 持 在 1150 ～ 1200℃的水平。 外燃式热风炉的不足之处是：外燃式热风炉占地面积大、投资 高。但是它高风温、长寿命、适合大型高炉使用获得的经济 效益远比基建费用投资大得多，弥补了占地面积大投资高的 缺点。
第八节 热风炉操作
• 降低高炉的焦比和燃料比的措施—提高风温
• 鼓风带入高炉的热量100%被利用。提高风温是最有效、 最经济的节能措施，同时高风温还是大喷吹煤量的必 要条件。国际上先进高炉的风温是1200--1300℃，而 2002年，我国54家大中型钢铁企业中风温>1200℃的仅 宝钢一家，风温在1100～1200℃之间的仅有4家，风温 <1100℃的有49家，其中<1000℃的有19家，差距仍很 大。现在我们有些厂家的精料水平已经和发达国家接 近了，已经和国内的宝钢接近了，但一比焦比和燃料 比却还差一大截，原因之一就是风温太低。国际上的 风温是1200～1300℃，国内一些钢铁厂是1000℃多一 点，甚至不到1000℃，仅此一项就使焦比或燃料比高 30～40kg。
第八节 热风炉操作
• 各种类型的热凤炉的优缺点
铸铁管式热风炉，不能承受高温高压，供给的风 温很低，已被淘汰。
第八节 热风炉操作
• 内燃式热风炉
1857年，考贝（Cowper）提出用蓄热式热风炉来代替 换热式热风炉，蓄热式热风炉最初也用煤作燃料。 1865年采用了气体燃料加热的蓄热式热风炉，形成 了现有内燃式热风炉的雏形。自考贝使用蓄热式热 风炉以来 , 其基本原理至今没有改变 , 而热风炉的结 构、设备及操作方法却有了重大改进。 1972年，荷兰艾莫依登厂在新建的3667m3高炉上对内 燃式热风炉作了较大改进，较好地克服了传统考贝 式热风炉的缺点。这种热风炉被称为霍戈文内燃式 热风炉。它的拱顶砌体呈悬链线形且直接由炉壳支 承；燃烧室隔墙下部增设隔热砖，以减少燃烧室隔 墙的温度梯度；外包柔性耐火纤维，以吸收砌体的 不均匀膨胀；采用套筒式陶瓷燃烧器。
第八节 热风炉操作
• 热风炉结构形式的演变
从发展过程看： 1829年第一座热风炉开始在美国使用。当时采用的是管式热交换器 ，它的结构很简单。空气从铁管中通过，有煤作燃料，热风温度 只能达到315℃。但高炉炉况有显著改善，产量提高，焦比降低 了35%。这种热风炉不能高温高压，供给的风温很低，已被淘汰 。 1857 年考贝（ Cowper ）开始建造用固体燃料加热的蓄热式热风炉 ； 1865年开始出现用气体燃料加热的蓄热式热风炉（内燃式热风炉） 1928年美国人建造了世界上第一座外燃式热风炉； 1978年世界上第 一座大型顶燃式热风炉诞生在首钢（2号高炉炉容1327m3）。目 前，世界上正在使用的热风炉，可谓是种类繁多，各具特色。 1829年开始采用的铸铁管式热风炉。
第八节 热风炉操作
• 炼铁系统的能源消耗
• 钢铁工业是能耗大户，其能耗约占全国能耗总 量的10%，而其中炼铁系统（高炉、焦炉、烧 结，下同）的能耗占整个钢铁厂能耗的70%以 上，是能耗大户中的特大耗能户，炼铁系统的 能源消耗主要是煤。 • 炼铁系统的能耗为什么高？一是因为环节多 （包括铁、焦、烧三个工序），又都是高温反 应过程，过程本身耗热多；二是因为生产中排 放的烟气、副产的煤气、熔渣等带走大量的热； 三是焦炭、烧结（球团）都要经过冷却才能进 入高炉，这又损失大量的热量。
第八节 热风炉操作
• “中国首钢”型顶燃式热风炉的结构特点
“中国首钢” 型顶燃式热风炉是中国科学院（化冶所）与首钢共同合作 ，从20世纪60年代开始研究试验，于1978年建成了首钢2号高炉（炉容 1327m3）顶燃式热风炉，这是世界上第一座大型顶燃式热风炉。90年代 又建造了2500m3级高炉的顶燃式热风炉。 “中国首钢”型顶燃式热风炉的结构特点是：热风炉拱顶为半球形大 帽子拱顶结构，拱顶砌砖与大墙砌砖分开，拱顶砌砖坐落在上部炉壳标 高不同的两个托圈上，拱顶和大墙的砌体可以自由涨落，互不干扰。在 拱顶圆柱体部分侧墙上，开了个向上倾斜同时切向均匀分布的燃烧口。 高温部采用低蠕变高铝砖砌筑，中部为普通高铝砖砌筑，下部黏土砖。 4座热风炉正方形平面布置，在正方形的中心布置垂直的热风总管。在 其顶部安装一台 15t 旋转吊车，作为更换设备用。在中间平台上设置一 台整体热管换热器，回收烟气余热来预热助燃空气。 燃烧器用的是首钢经过几年时间研制、设计出的大功率短焰燃烧器。 它是将燃烧器本体、燃烧阀、燃烧口作为一个整体，燃烧阀、燃烧口作 为燃烧器的一个组成部分。空、煤气流出燃烧器本体后，在燃烧阀、燃 烧口所组成的通道内预混，却不在此燃烧。既实现了短焰又不回火。
第八节 热风炉操作
• 顶燃式热风炉
顶燃式热风炉的热风阀、燃烧阀、燃烧器均放置在 热风炉的顶部，热风炉高温区各孔口，如热风出口、燃 烧口、人孔均采用组合砖砌筑，利用炉顶空间进行燃烧 ，取消了侧燃室或外燃室，其结构对称、温度区分明、 占地小、效率高、投资少。 顶燃式热风炉在19世纪就有人提出设想，到20世纪 60年代才引起重视和开始研究这种热风炉，迄今为止， 已建成并运行了多种顶燃式热风炉。在众多形式的顶燃 式热风炉中，中国首钢型和俄罗斯卡鲁金型表现良好。
鞍钢6号高炉外燃式热风炉
宝钢1号高炉新 日铁式外燃热风
各种外燃式热风炉的比较
第八节 热风炉操作
• 外燃式热风炉的结构形式
外燃式热风炉由于燃烧室与蓄热室的连接和拱顶的形状不 同，有地得式、柯柏式、马琴式和新目铁式四种结构形 式。 由于马琴式和新目铁式气流分布均匀，而地得式拱顶结构 庞大，且稳定性较差，柯柏式则气流分布较，因此，20 世纪70年代以后新建的外燃式热风炉，已不再建造柯柏 式，而是建造马琴式、新目铁式和一种改进了的地得式 热风炉。
第八节 热风炉操作
• 传统内燃式热风炉的通病
热风炉隔墙两侧温差图
第八节 热风炉操作
• 改造型内燃式热风炉
为了克服传统内燃式热风炉的缺点，对内燃式热风炉的拱的结 构形式，燃烧室与蓄热室的隔墙、燃烧器等，进行了彻底的 改造。 1）拱顶由传统的半球顶改为悬链线顶或锥形顶，并坐落在箱 梁上，重点解决拱顶的破损和气流的分布不均匀问题。 2）在隔墙的中、下部增设绝热夹层和耐热合金钢板，解决火 井掉砖和短路问题。 3）改金属燃烧器为陶瓷燃烧器，改善燃烧，消除脉动，减少 火井破损。 4）火井改为圆形或眼镜形，圆形的结构形式稳定，但燃烧室 占面积大；眼镜形燃烧室占面积小，气流分布较为均匀，但 火井结构不够稳定，为增加隔墙的稳定性，应加大隔墙厚度 ，使与热风炉大墙呈滑动接触，大墙上设有滑动沟槽。使隔 墙成为独立而稳固的自由涨落结构。
第八节 热风炉操作
• 传统内燃式热风炉的通病 3）当高温烟气由半球形拱顶进入蓄热室时，其气 流分布很不均匀，局部过热和高温区所用砖的 抗高温蠕变性能差，造成火井向蓄热室倾斜， 引起格子砖错位、紊乱、扭曲。 4）由于高炉的大型化和高压操作，风压越来越高 ，热风炉已成为一个受压容器，加之热风炉壳 体随着耐火砌砖的膨胀而上涨，将炉底板拉成 “碟子状”，以致焊缝拉开，炉底板拉裂造成 漏风。 5）由于热风炉存在周期性振动和上、下涨落运动 ，经常出现热风支管损坏，即生产中称为“短 路烂脖子”现象。
第八节 热风炉操作
• 外燃式热风炉的特征
1)将燃烧室搬到炉外，彻底消除了内燃式热风炉的致命弱点。 2)比较好地解决了高温烟气在蓄热室横截面的均匀分布问题，新日 铁式、马琴式处理得更好。 3)热风炉炉壳转折点均采用曲面连接，较好的解决了炉壳的薄弱环 节。 在建造外燃式热风炉的同时，还采用了一些新的技术，例如： 1）在外燃式热风炉的高温区，使用高温性能好的硅砖 2）使用陶瓷燃烧器。 3) 为了使热风炉耐火砌体相邻的两块能咬住，广泛采用带有凹凸子 母扣，能上下左右相互间咬合的异型砖，起到自锁互锁作用，提 高了砌体的整体强度和稳固性。 4) 普遍地在热风炉炉壳内侧喷一层约 50mm陶瓷质喷涂料。热风炉 投产后在高温的作用下，喷涂料可和钢壳结成一体，对保护钢壳 起良好的作用。 5) 热风炉的拱顶和缩口坐落在箱梁上(或焊在炉壳上的砖托上 )，在 连接部位都设有滑动缝，这样拱顶、缩口、大墙的耐火砌体都可 以自由涨落。
本钢内燃式热风炉结构图
高铝格子砖
热风阀中心线
煤气入口中心 线
热风出口中心 线
助燃风入口中 心线
内 燃热 风炉 横 断面 图
粘土格子砖
助燃风入口中 心线
废气出口中心 线 煤气入源自文库中心 线
第八节 热风炉操作
• 外燃式热风炉
1910年德国人首先取得了外燃式热风炉的专利； 1928年美国人建造了世界上第一座外燃式热风炉。然而，外燃式热 风炉广泛应用于生产还是60年代后期的事。 1960～1965年联邦德国先后建造了地得式、柯柏式、马琴式外燃热 风炉； 1971年日本综合柯柏式和马琴式的优点建造了新日铁式外燃热风炉 。 我国于1968～1971年在安阳水治铁厂和济南铁厂，首先建造了外燃 式热风炉，称“水冶型”外燃式热风炉（类似地得式）。 1972 年本钢5 号高炉（炉容2000m3 ）vfhpb “ 水冶型”外燃式热风炉 （图1.2）； 1976年鞍钢6号高炉（炉容1050m3）建成“鞍外Ⅰ型”外燃式热风炉 （类似马琴式），1977年鞍钢又设计建造了“鞍外Ⅱ型”外燃式 热风炉（类似新日铁式），应用于7号高炉（炉容2580m3）， 1985年宝钢1号高炉引进了日本新日铁式外燃式热风炉。
第八节 热风炉操作
• 热风炉结构形式的演变
由于高风温是强化高炉冶炼增产节焦的重要措施之一 ，同时随着喷吹技术的发展，要求提供更高的热风 温度。当前国内外大型先进高炉使用的风温都在 1200℃左右，个别的达到1350℃，最高的鼓风压力 达到（555～606）kPa（5.5～6.0大气压），因而在 本世纪初出现了很多新型热风炉， 1 改造型内燃式（亦称霍戈文式） 2 外燃式（又分为马琴式、科珀式、地德式、 新日铁式等）； 3 顶燃式以及小高炉用的石球式热风炉。
第八节 热风炉操作
• 传统内燃式热风炉的通病 由于传统内燃式热风炉结构上的特点，在使用过 程中发现有以下缺点： 1）燃烧室与蓄热室之间的隔墙的温差太大。鞍钢 1967 年在 6 号高炉 2 号热风炉上（传统内燃式） 测定火井底部隔墙两侧的温差，如图1.1 ，在送 风末期可达700℃，再加上使用金属燃烧器产生 的严重脉动现象，可引起燃烧室产生裂缝、掉 砖、短路烧穿。 2）拱顶坐落在热风炉大墙上的结构不合理。受到 大墙不均匀涨落与自身热膨胀的影响，而产生 拱顶裂缝、损坏。
第八节 热风炉操作
• 热凤炉的基本工作原理
热风炉是高炉鼓风的预热器。热风炉的种类虽然很多， 但它们的基本工作原理是相同的。即利用高炉煤气（或混 合煤气）燃烧产生的高温废气加热热风炉内的蓄热室格子 砖（或耐火球），使格子砖（或球）吸收废气的热量，达 到1200～1400℃的高温，经过一段保温时间，使格子砖内 外温度基本一致后，通过换炉操作，送往高炉的鼓风穿过 处于高温状态的蓄热室格孔（或球层），吸收格子砖（或 球）的热量，达到接近燃烧过程中格子砖（或球）所达到 的温度。现代热风炉通过这样的方法，能把风温提高到 1200℃以上。冷风在热风炉内吸收的热量，来源于煤气燃 烧放出的热量，所以，热风炉实际上是一种热量转换器， 它把煤气的化学热转换成鼓风的物理热，用于高炉冶炼， 达到降低焦比的目的。
第八节 热风炉操作
• 提高风温的方法 • 纵观国内外对高风温热风炉的研究，主要采用 以下两种方法获得高风温： • 一是用高发热值煤气； • 二是利用换热器预热助燃风和煤气。 • 二者的最终目的都是为了提高热风炉拱顶温度， 使风温提高。 • 对热风炉的总要求是：实现高风温和长寿。为 此在设计中必须选择合理的热风炉结构和砌筑 热风炉的耐火材料。
第八节 热风炉操作
• 外燃式热风炉的特征
宝钢1号高炉使用的新日铁式外燃热风炉，自1985 年投产以来 风温一直维持在1200℃以上，最近又攀升到1250℃。高炉在 1995年大修，而热风炉没动，预计可以使用两代高炉寿命。 鞍钢 6 号高炉外燃式热风炉 ( 马琴式 ) 风温一直维持在 1100 ～ 1150℃，高风温试验时曾达到1270℃。现已使用25年，中间 只换一次格子砖。鞍钢10号高炉自身预热外燃热风炉，投产 已 6 年 ， 只 烧 单 一 的 高 炉 煤 气 ， 风 温 一 直 维 持 在 1150 ～ 1200℃的水平。 外燃式热风炉的不足之处是：外燃式热风炉占地面积大、投资 高。但是它高风温、长寿命、适合大型高炉使用获得的经济 效益远比基建费用投资大得多，弥补了占地面积大投资高的 缺点。
第八节 热风炉操作
• 降低高炉的焦比和燃料比的措施—提高风温
• 鼓风带入高炉的热量100%被利用。提高风温是最有效、 最经济的节能措施，同时高风温还是大喷吹煤量的必 要条件。国际上先进高炉的风温是1200--1300℃，而 2002年，我国54家大中型钢铁企业中风温>1200℃的仅 宝钢一家，风温在1100～1200℃之间的仅有4家，风温 <1100℃的有49家，其中<1000℃的有19家，差距仍很 大。现在我们有些厂家的精料水平已经和发达国家接 近了，已经和国内的宝钢接近了，但一比焦比和燃料 比却还差一大截，原因之一就是风温太低。国际上的 风温是1200～1300℃，国内一些钢铁厂是1000℃多一 点，甚至不到1000℃，仅此一项就使焦比或燃料比高 30～40kg。
第八节 热风炉操作
• 各种类型的热凤炉的优缺点
铸铁管式热风炉，不能承受高温高压，供给的风 温很低，已被淘汰。
第八节 热风炉操作
• 内燃式热风炉
1857年，考贝（Cowper）提出用蓄热式热风炉来代替 换热式热风炉，蓄热式热风炉最初也用煤作燃料。 1865年采用了气体燃料加热的蓄热式热风炉，形成 了现有内燃式热风炉的雏形。自考贝使用蓄热式热 风炉以来 , 其基本原理至今没有改变 , 而热风炉的结 构、设备及操作方法却有了重大改进。 1972年，荷兰艾莫依登厂在新建的3667m3高炉上对内 燃式热风炉作了较大改进，较好地克服了传统考贝 式热风炉的缺点。这种热风炉被称为霍戈文内燃式 热风炉。它的拱顶砌体呈悬链线形且直接由炉壳支 承；燃烧室隔墙下部增设隔热砖，以减少燃烧室隔 墙的温度梯度；外包柔性耐火纤维，以吸收砌体的 不均匀膨胀；采用套筒式陶瓷燃烧器。
第八节 热风炉操作
• 热风炉结构形式的演变
从发展过程看： 1829年第一座热风炉开始在美国使用。当时采用的是管式热交换器 ，它的结构很简单。空气从铁管中通过，有煤作燃料，热风温度 只能达到315℃。但高炉炉况有显著改善，产量提高，焦比降低 了35%。这种热风炉不能高温高压，供给的风温很低，已被淘汰 。 1857 年考贝（ Cowper ）开始建造用固体燃料加热的蓄热式热风炉 ； 1865年开始出现用气体燃料加热的蓄热式热风炉（内燃式热风炉） 1928年美国人建造了世界上第一座外燃式热风炉； 1978年世界上第 一座大型顶燃式热风炉诞生在首钢（2号高炉炉容1327m3）。目 前，世界上正在使用的热风炉，可谓是种类繁多，各具特色。 1829年开始采用的铸铁管式热风炉。