简析蓄热式加热炉陶瓷蜂窝体的损坏及解决__tr
蓄热式加热炉常见问题及解决方案
107管理及其他M anagement and other蓄热式加热炉常见问题及解决方案张修宁，徐朝辉，刘金花摘要：近年来，蓄热式燃烧技术因具有较好的节能效果在工业化国家的钢铁、有色、建材等高温工业炉窑中的应用呈现迅猛发展的势头。
自上世纪80年代中期以来，我国工业炉窑节能状况不断得到改善。
但工业炉窑节能减排、污染控制及治理始终是钢铁企业的重中之重，各种新的节能技术也不断涌现出来，如黑体节能技术、激光在线气体分析仪精确燃烧控制系统等，而蓄热式燃烧技术应用较为广泛，本文主要阐述蓄热式加热炉使用过程中常见问题及解决方案。
关键词：加热炉；蓄热式燃烧技术；解决方案1 概述重庆钢铁热卷线共有三座大型步进梁式蓄热式加热炉，炉长43.5m、炉子内宽11.7m，设计产能为冷装270t/h，热装300t/h。
加热炉采用空气蜂窝体单蓄热式烧嘴的空气单蓄热炉型，另配备煤气预热器，利用烟气余热将煤气预热到300度左右。
全炉共分6个供热段，每段采用蓄热烧嘴侧向供热，同时设一不供热的热回收段，有效回收常规排烟余热。
2 蓄热式燃烧技术简介蓄热燃烧技术又称高温空气燃烧技术，全名称为：高温低氧空气燃烧技术（High Temperature and Low Oxygen Air Combustion-HTLOAC），也作HTAC （High Temperature Air Combustion）技术，也有称之为无焰燃烧技术（Flameless Combustion）。
通常高温空气温度大于1000℃，而氧含量低到什么程度，没有人去划定，有些人说应在18%以下，也有说在13%以下的。
蓄热燃烧技术原理如图1所示：当常温空气由换向阀切换进入蓄热室1后，在经过蓄热室（陶瓷球或蜂窝体等）时被加热，在极短时间内常温空气被加热到接近炉膛温度（一般比炉膛温度低50℃～100℃），高温热空气进入炉膛后，抽引周围炉内的气体形成一股含氧量大大低于21%的稀薄贫氧高温气流，同时往稀薄高温空气附近注入燃料（燃油或燃气），这样燃料在贫氧（2%～20%）状态下实现燃烧；与此同时炉膛内燃烧后的烟气经过另一个蓄热室（见图中蓄热室2）排入大气，炉膛内高温热烟气通过蓄热体时将显热传递给蓄热体，然后以150℃～200℃的低温烟气经过换向阀排出。
蓄热式加热炉运行中的问题及处理方法
蓄热式加热炉运行中的问题及处理方法摘要：近几年来，我国在经济迅速发展的同时，对各种事物的需求也越来越高，其中钢材作为现代社会生产和生活中必不可少的材料，占有十分重要的位置，当前钢材厂仍然采用热轧的方式进行钢材的生产，因此加热炉也就成为轧钢厂热轧工作的主要设备，随着相关技术不断发展，我国的加热炉发生了很大的变革，现在工厂多沿用蓄热式加热炉，但是蓄热式加热炉在运行的过程中会出现很多问题，文章就围绕出现的问题来提出一些解决方法，希望能够促进轧钢厂的正常生产。
关键词：蓄热式加热炉；问题；处理一、前言随着工业化和城市化水平的不断推进，人们的物质生活条件和水平在不断改善和提高，对生活环境的要求也越来越高，但是钢材厂一直在消耗过多的能源，十分不利于生态环境的改善，因此相关人员希望能够通过技术的改进，来进一步减少对能源的消耗，与此同时新技术被不断应用于加热炉中，很多人员在炉型结构、性能等方面都做出了很大的改进，于是就出现了现在的蓄热式加热炉，但是它也存在着很多问题，影响着热轧工作的正常进行，希望能够得到缓解或解决。
二、蓄热式加热炉2.1蓄热式加热炉的基本介绍蓄热式加热炉主要是拥有独立设置的蓄热室或者蓄热式烧嘴，这样就可以在进行加热之前先将空气或者煤气进行预热，它实际上是由常规的加热炉和高效蓄热式换热器结合而成的，基本构成有蓄热室、燃料、排烟系统、加热炉炉体、换向系统以及供风[1]。
蓄热室主要为蓄热式加热炉进行烟气余热回收的工作，它是空气和烟气流动通道的一部分，在其内部充满蓄热体，通常情况下在加热炉中是成对使用的，具有改善加热质量、均匀炉内温度、提升产品合格率等多种优点[2]。
2.2蓄热式加热炉的分类蓄热式加热炉按照不同的标准可以分成不同的类型，其中按照预热介质的种类可以分为空气单预热方式和同时预热空气和煤气式；根据结构形式对其进行分类，则可以有通道式和烧嘴式两种，其中的烧嘴式还可以分为群组换向和全分散换向两种；如果将运料方式作为划分的依据，则蓄热式加热炉又能够分为推钢式和步进式[3]。
焦炉蓄热室格子砖变形堵塞原因与修复措施
焦炉蓄热室格子砖变形堵塞原因与修复措施刘智江【摘要】八钢1号焦炉在长期使用高炉煤气加热过程中出现了蓄热室格子砖严重变形、堵塞情况,由此造成蓄热室阻力增大,影响焦炉正常加热.文章对蓄热室格子砖变形、堵塞原因进行了探讨分析,并对更换格子砖过程中采取的相关措施进行简介.【期刊名称】《新疆钢铁》【年(卷),期】2012(000)003【总页数】3页(P31-32,35)【关键词】焦炉;格子砖;高炉煤气【作者】刘智江【作者单位】宝钢集团八钢公司炼铁分公司【正文语种】中文【中图分类】TQ522.151 问题的提出八钢焦化1号焦炉于1996年8月投产，在投产一年后改为高炉煤气加热，运行5年后蓄热室陆续出现格子砖变形堵塞情况，严重影响焦炉正常生产。
1号焦炉从2002年开始出现部分焦侧煤气蓄热室阻力异常增大情况，直接影响相应的燃烧室横排温度和炉头温度调节，打开蓄热室封墙观察发现，空气蓄热室格子砖情况基本正常，而煤气蓄热室上部三层格子砖全部变形、膨胀松散、破裂、孔洞变窄甚至胀满堵死，格子砖缝隙挂满灰渣，从上部第四层往下的格子砖基本良好，机侧煤气蓄热室格子砖变形、堵塞的程度要比焦侧轻。
2010年1号焦炉大部分蓄热室出现高炉煤气送不够量，且废气开闭器至蓄热室封墙煤气泄漏超标问题，严重影响焦炉正常生产和员工人身安全。
2 蓄热室格子砖的性质焦炉格子砖属弱酸性粘土质耐火材料，烧成的制品的气孔率较硅砖大，其主要化学组成为SiO2和Al2O3，各占总量的45%和40%,SiO2和Al2O3在烧成过程中与杂质形成共晶低熔点的硅酸盐，包围在莫来石结晶的周围。
粘土砖的优点是热性能好，耐急冷急热，也存在一些缺点，其特性有：（1）在高温下抵抗碱性熔渣，如冶金炉渣、煤气、CO、硫、氟、锌、碱蒸汽等的侵蚀作用能力较硅砖差。
（2）粘土砖的主要相组成是莫来石和作为莫来石基质的大量的硅酸盐玻璃相，在高温下（1200～1500℃）产生二次莫来石化，引起体积膨胀约为10%。
蓄热式加热炉的蓄热燃烧技术应用及操作优化探析
管理及其他M anagement and other 蓄热式加热炉的蓄热燃烧技术应用及操作优化探析高 阳摘要：当前许多钢厂的轧钢产线加热炉仍使用的是三段式步进蓄热加热炉，与其他类型加热炉相比，三段式步进蓄热加热炉具有加热均匀，温度可控，余热可回收，废气排放量低、燃料选择面广等优点，适合高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气、天然气等各种燃料，并且可以有效利用本厂产生的高炉煤气、焦炉煤气或者转炉煤气等作为燃料，既保证了加热质量，有效降低钢坯的氧化烧损，又实现了节能减排，降本创效，受到了国内许多钢厂的青睐。
本文主要介绍了蓄热式加热炉及蓄热燃烧技术的原理，并简述了蓄热式加热炉蓄热燃烧技术在河钢张宣科技型材作业区的应用效果及操作优化相关情况。
蓄热式加热炉及其蓄热燃烧技术的广泛应用不仅仅给大多数钢铁企业带来了巨大的经济效益，更重要的是其技术的应用在节能环保方面也起到了巨大的作用。
关键词：蓄热式加热炉；蓄热燃烧；蓄热体；技术应用；节能；环保；操作优化1 概述河钢张宣科技型材作业区设计产能为70万吨/年，生产钢种为碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金钢等，为适应轧线工艺和燃气条件的要求、提高钢坯加热质量、降低钢坯氧化烧损及控制脱碳，河钢张宣科技型材作业区选用的是三段式步进梁式蓄热加热炉，自投产以来，本加热炉生产运行安全稳定，有效利用了本单位炼钢厂产生的转炉煤气，加热质量指标优良，生产运行成本低，节能环保，但是在实际操作使用管理当中仍然存在一些例如操作不当、管理不到位问题，这些问题的存在直接影响了加热炉的炉况寿命、经济指标、节能降耗和使用效率。
下面就以上问题重点对蓄热式加热炉、蓄热燃烧技术应用和操作优化及节能环保进行探析。
2 蓄热式加热炉首先，对蓄热式加热炉进行一个简单的介绍，蓄热式加热炉主要由加热炉炉体本身、换向系统、蓄热室蓄热体、供风系统、燃料、汽化冷却、液压润滑和排烟及各种管路等系统构成。
实质上就是蓄热式换热器与常规加热炉的结合体。
蓄热式台车加热炉氧化烧损原因分析与改进措施__tr
（本文编写过程中曾得到原机械工业第五设计 研究院戈小云高工的帮助，在此表示感谢！ ）
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（上接第 54 页）
2 改进措施
2.1 及时清理氧化铁皮 加强对蓄热式台车加热炉机械设备的维修保养
管理。 由于氧化铁皮堆积是造成坯料氧化烧损严重 的主要原因之一，考虑到台车炉经常需要连续工作， 清理氧化铁皮工作强度大时间紧，需要制定相应的 规章制度，并且要专人进行及时清理。 2.2 严格控制空气系数
Key words: regenerative combustion; car-bottom heating furnace; oxidation burning loss; measue
台车式加热炉是一种间断式变温炉，炉膛不分 区段，广泛应用于冶金、机械行业，适用于重量较大 且难于在连续式加热炉内输送的钢料的加热[1]。 蓄 热燃烧技术在台车加热炉的应用初期取得了较好的 经济性，该技术通过提高气体预热温度并降低燃烧 空间中氧的浓度，创造贫氧燃烧条件，使燃烧几乎在 全炉膛区域内进行，可以提高加热质量、缩短加热周 期；但在随后的使用过程中，逐渐出现了坯料氧化烧 损严重、成材率下降等产品质量问题。
7.63m焦炉蓄热室格子砖破损原因及机理分析
引起格子砖体积过度膨胀变形的原因ꎮ 因此ꎬ提高砖的质量、减少杂质含量ꎬ有利于提高蓄热室的使用寿命ꎮ
关键词: 焦炉ꎻ 蓄热室ꎻ 格子砖ꎻ 黏土砖ꎻ 半硅砖ꎻ 耐火材料
中图分类号: ＴＱ１７５.７３
ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｉｍｐｕｒｉｔｉｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ Ｆｅ２ Ｏ３ ꎬＫ２ Ｏ ａｎｄ ｓｏ ａｎｄ. Ｔｈｅ ｕｓｅｄ ｓｅｍｉ￣ｓｉｌｉｃａ ｂｒｉｃｋ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ
ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｏｆ Ｆｅ２ Ｏ３ ａｎｄ Ｋ２ Ｏ ａｒｅ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ｆｉｒｅｃｌａｙ ｂｒｉｃｋ. Ｔｈｅ ｍａｉｎ
２０１９ 年 １２ 月
第 ４４ 卷 第 ６ 期
１５
耐火与石灰
砖就出现变形堵塞ꎮ 武钢 ７. ６３ ｍ 焦炉采用德国技
用前的格子砖理化性能分析数据如表 １ 所示ꎮ 从分
筑ꎮ ７. ６３ ｍ 焦炉运行 ５ 年后ꎬ部分炭化室出现蓄热
量均超标ꎬ荷重软化温度偏低ꎻ半硅砖氧化铁含量超
术ꎬ蓄热室采用黏土质和半硅质格子砖ꎬ分层交错砌
摘 要: 焦炉蓄热室格子砖的破损与其中 Ｆｅ２ Ｏ３ 、Ｋ２ Ｏ 等杂质含量过高有关ꎬ半硅砖用后组成分析结果表明ꎬ其砖
中的 Ｆｅ２ Ｏ３ 、Ｋ２ Ｏ 增加幅度比黏土砖小ꎮ 用后黏土质和半硅质格子砖的主要组成包括高岭石、玻璃相、莫来石相以及
以镁铝钛铁氧化物为主的析出相ꎮ 基质相及析出相中 Ｆｅ２ Ｏ３ 含量高ꎬＫ２ Ｏ 在高岭石相中的固熔降低了格子砖的熔
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｃｏｋｅ ｏｖｅｎꎻ Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｏｒꎻ Ｃｈｅｃｋ ｂｒｉｃｋꎻ Ｆｉｒｅｃｌａｙꎻ Ｓｅｍｉ￣ｓｉｌｉｃａ ｂｒｉｃｋꎻ Ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ
加热炉内衬故障及修复措施
材料选择与优化
01
02
03
高温材料
选择能够承受高温、具有 良好稳定性和抗腐蚀性的 材料，如耐火砖、高温水 泥等。
耐磨材料
针对易磨损的区域，选择 耐磨性好的材料，如碳化 硅、氧化铝等。
隔热材料
选择具有良好隔热性能的 材料，如硅酸铝纤维、耐 火纤维等，以降低炉内温 度波动。
结构设计优化
炉墙结构
采用轻质、高强、保温性 能好的材料，如空心砖、 加气混凝土等，以减少热 量损失和温度波动。
炉门结构
设计合理的炉门结构，采 用密封性能好的材料，如 石棉橡胶板等，以保持炉 内温度稳定。
管道布局
优化管道布局，减少流体 阻力，提高传热效率。
生产工艺改进建议
干燥工艺
采用合理的干燥工艺，控制干燥时间和温度，以 避免内衬材料开裂和变形。
砌筑工艺
采用科学的砌筑工艺，确保内衬材料的密实度和 整体性。
维护保养
在加热炉关键部位安装温度、压力、位移等传感 器，实时监测炉内衬的工作状态。
数据采集与分析
通过在线监测系统采集数据，对数据进行整理、 分析和比较，及时发现异常情况。
3
预警与报警
设定预警和报警阈值，当监测数据超过阈值时， 及时发出预警和报警信号，以便采取相应措施。
故障诊断与预测方法
故障诊断方法
采用多种故障诊断方法，如基于模型的方法 、信号处理方法和人工智能方法等，对加热 炉内衬的故障进行诊断。
根据加热炉的运行特点和生产负荷，制定适合的检查与维护计划 ，包括检查周期、检查项目和责任人等。
实施定期检查
按照计划对加热炉内衬进行检查，及时发现潜在问题和隐患，记录 检查结果。
及时处理问题
对于检查中发现的问题，应立即采取措施进行处理，包括修复、更 换和调整等。
加热炉蓄热体堵塞原因分析及解决方法
第４６卷第４期２０２０年８月包 钢 科 技ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＢａｏｔｏｕＳｔｅｅｌＶｏｌ．４６，Ｎｏ．４Ａｕｇｕｓｔ，２０２０加热炉蓄热体堵塞原因分析及解决方法张庆峰，王海燕，张 磊（内蒙古包钢钢联股份有限公司长材厂，内蒙古包头 ０１４０１０）摘 要：文章对包钢长材厂１＃线加热炉蓄热体堵塞原因进行了分析，根据蓄热式加热炉的工作原理和蓄热体特点提出了解决方法，有效地延长了蓄热体的更换周期，降低了维护成本，提高了生产效率，并取得一定的经济效益。
关键词：加热炉；蓄热体；堵塞；原因分析中图分类号：ＴＧ３０７ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９－５４３８（２０２０）０４－００９１－０４ＣａｕｓｅＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＳｏｌｕｔｉｏｎｓｔｏＢｌｏｃｋｉｎｇｏｆＲｅｇｅｎｅｒａｔｏｒｆｏｒＨｅａｔｉｎｇＦｕｒｎａｃｅＺｈａｎｇＱｉｎｇ－ｆｅｎｇ，ＷａｎｇＨａｉ－ｙａｎ，ＺｈａｎｇＬｅｉ（ＬｏｎｇＰｒｏｄｕｃｔｓＰｌａｎｔｏｆＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＢａｏｔｏｕＳｔｅｅｌＵｎｉｏｎＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂａｏｔｏｕ０１４０１０，ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＡｕｔｏｎｏｍｏｕｓＲｅｇｉｏｎ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ，ｔｈｅｃａｕｓｅｓｆｏｒｂｌｏｃｋｉｎｇｏｆｒｅｇｅｎｅｒａｔｏｒｆｏｒｈｅａｔｉｎｇｆｕｒｎａｃｅｏｆ１＃ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｌｉｎｅｏｆＬｏｎｇＰｒｏｄ ｕｃｔｓＰｌａｎｔｏｆＢａｏｔｏｕＳｔｅｅｌａｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎｓａｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｒｅｇｅｎｅｒ ａｔｉｖｅｈｅａｔｉｎｇｆｕｒｎａｃｅａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｒｅｇｅｎｅｒａｔｏｒ，ｗｉｔｈｗｈｉｃｈｔｈｅｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｃｙｃｌｅｏｆｒｅｇｅｎｅｒａｔｏｒｉｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｐｒｏ ｌｏｎｇｅｄ，ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｃｏｓｔｓａｒｅｒｅｄｕｃｅｄ，ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄａｎｄｓｏｍｅｅｃｏｎｏｍｉｃｂｅｎｅｆｉｔｓａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｅａｔｉｎｇｆｕｒｎａｃｅ；ｒｅｇｅｎｅｒａｔｏｒ；ｂｌｏｃｋｉｎｇ；ｃａｕｓｅａｎａｌｙｓｉｓ 蓄热式加热炉采用独特的空气、煤气预热方式和排烟方式，充分利用烟气中的热量，通过蓄热装置将空气、煤气预热到１０００℃左右，排烟温度降至２００℃以下，改变常规加热炉预热温度低、排烟温度高、热效率低的难题。
加热炉蓄热系统的损坏原因及改进措施
加 热 炉 蓄 热 系 统 的 蓄 热性 能 ， 足 了加 热 炉 的 使 用要 求 。 满
关 键词 ： 蓄热式加热炉 蓄热室堵塞 蜂 窝体 中图 分 类号 ： ７ ＴＧ１ ５ 文 献标 识码 ： Ａ 在 冶 金 工 业 中 ， 热 式 加 热 炉 是 钢 材 蓄 生 产 的 主 要 设备 之 一 ； 虽然 蓄热 式 燃 烧 技 术 作为 一项 利 用 低 热 值 煤 气 的节 能 减 排 新 技术 ， 近年 来 在 冶 金 行 业 逐步 推广 应 用 ； 但 是 还 存 在 着 一 些 不足 之 处 。 要 表 现 在 以 主 下几 个 方面 ：Ｉ蜂 窝 体 的使 用 寿命 低 。 窝 （） 蜂 体 的使 用 寿 命一 般 为 ３～６ 月 ， 至 出 现 个 甚 过 使 用 ２ 就 大 量 堵 塞 的 情 况 。２ 蓄 热 球 ～３ （） 性 能 不 适 应 实 际 高 温 生 产 环 境 。 使 用过 在 程 中经 常 出现 熔 化 、 化 、 裂 和 腐蚀 破 碎 软 破 等现象。 钢中板厂３ 济 座蓄 热 式 加 热 炉 自投 用 后 ， 生 产 中也 存 在 以上 问题 ， 此 ， 在 为 济 钢 中 板 厂 分 析 了 蓄 热 系 统 损坏 的 原 因 ， 并 进 行 了 改造 ， 增加 了 加 热 炉 的 使 用 周 期 。
文章 编 号 ： ６ ２ ７ １２ １ ） ９ａ一０ ９ －０ １ ７ －３ ９ （ ｏ ００ （） ０ ２ Ｉ
这 些含 水 的煤 气 在 通 过 蜂 窝 体前 同灰 尘 一 起 被 粘 在 表 面 ， 间一 长 就 形成 堵 塞 时 （） 热 室 内气 体 偏 流 问题 。 体 在 蓄 ２蓄 气 热 室 内 出 现 偏 流 ， 过 若 干 次 换 向后 容 易 经 导 致 蜂 窝 体 局 部 高 温 产生 热 应 力 。 当产 生 的 温 度 应 力 超 出其 承 受极 限 时 ， 窝体 就 蜂 会破裂 。 （ ）二 次 燃 烧 ” ３“ 问题 。 热 式 燃 烧 系统 蓄 的 空 气 喷 口和 煤 气 喷 口一 般 相 互 独 立 ， 但 是 对 空 气 和 煤 气 射 流 的 速 度 、 角 和 距 离 交 的 最 佳 值 很 难 把 握 ， 旦 处 理 不 当 则 容 易 一 造 成 炉 内局 部 煤 气 燃 烧 不充 分 产 生 的 残 余 燃料 ； 这些 烟 气 在 被 吸 入 蓄热 室 时 ， 气 和 空 煤 气会 重新 接 触 产 生 “ 次 燃 烧 ” 放 出 的 二 ， 热 量 可 以 完 全 被 蜂 窝 体和 蓄 热 体 吸 收 ， 尽 １ 原 因分 析 管 没 有 造成 能 量 损 失 ， 局 部 高 温 很 容 易 但 蓄 热 式 加 热 炉 燃 烧 原 理 如 下 ： 热 炉 使 蜂 窝 体 及 蓄 热 体 熔 化 而 失 效 。 加 两 侧 蓄 热 式 烧 嘴 ， Ｂ侧 烧 嘴 为 燃 烧 加 热 当 时， Ａ侧 烧 嘴 为 排 烟 并 进 行 蓄 热 ， 经过 一 定 ２ 改进措施 时 间 ， 过 换 向 阀完 成 煤 气 或 空 气 的 转换 ， ２ １更换 蓄热 球材质 。 少破碎 通 ． 减 Ａ￣ 烧嘴 为 燃 烧 加 热 ， Ｉ Ｉ ］ 而Ｂ侧 烧 嘴为 排 烟 并 通过 对加 热炉 实 际 生 产 状 况 进 行 了调 进行蓄热 。 查 和 分 析 ， 对 各 种 蓄 热 球 耐 材 特 性 进 行 并 通 过 对 生 产 现 场加 热 炉 实 际 生 产 的 分 比较 ， 蓄热 球 采 用 金 刚 玉 材 质 ， 由于 金 刚玉 析 ， 为 造 成 以 上 问 题 的 原 因 主要 有 以 下 蓄 热 球 具 有 高 耐 磨 、 强 度 、 高 温 、 腐 认 高 耐 抗 几点 。 蚀 、 急冷 急 热 性 好 、 用 寿 命 长 等 特 性 ， 耐 使 （） 窝 体 工 作 环 境 影 响 。 １蜂 由于 蜂 窝体 其抗 压 强 度达 ｌ ０ ＭＰ 以上 ， 好 的解 决 了 ０ ａ ５ 较 长 期 工 作 在 急 冷 急 热 、 有 腐 蚀 性 气 体 的 蓄 热 球 熔 化 、 化 、 裂 和 腐 蚀 等 问 题 。 带 软 破 恶劣 环境 中 ， 常 承 受 着 高 温 作 用 和 因 内 经 ２． 改 变蜂窝体 网格 的形 状 ． ２ 缓解 堵塞 外 温 差 变 化 而 引 起 的 应 力 作 用 。 热 体 与 蓄 由于 原 设 计 主 要 考 虑 蜂 窝 体 的 强 度 因 气流 进 行 热 交 换 ， 些 带 有腐 蚀 性 的 气 体 素 ， 蜂 窝体 的通 气 孔 设计 成 中１ ｍｍ的 圆 一 将 ５ 和粉尘颗 粒会对蜂窝体产生 不利影响 。 比 孔 ； 际 使 用 时 ， 实 由于 煤 气 气 源 较 脏 、 气 烟 如 氧 化 铁 颗 粒 会 降 低 铝 硅 材 质 的 软 熔 温 中低 熔 点 物 质 太 多 ， 窝 体 孔洞 过 小 ， 成 蜂 造 度 ， 蜂 窝 体 熔 化而 堵 死 气 孔 ； 性 气体 会 低熔 点 物 质 极 易贴 附 在 圆 孔 边 沿 ， 高 温 使 酸 受 对 蜂 窝 体 产 生 腐 蚀 作 用 ； 内燃 烧 后 的 微 侵 蚀 、 结 结 晶 后 较 硬 ， 以 清 除 ， 久 蜂 Байду номын сангаас炉 烧 难 不 小颗 粒 会 附 着 在 蜂 窝体 表 面 而 堵 塞 气 体 通 窝 体 便 会 堵 塞 ， 致 烧 嘴 不 能 正 常 供 气 与 导 道等 。 气 中 含水 量 高 。 煤 高炉 煤气 的 含 水 量 蓄 热 ， 使 加 热 炉 不能 正 常 工作 ， 热 能 力 致 加
蓄热式加热炉蓄热体寿命的研究
蓄热式加热炉蓄热体寿命的研究杨艳军1刘谊松2（1.板带事业部； 2.生产计划部）0前言蓄热式燃烧技术是一项卓有成效的节能和利用低热值煤气新技术，该技术能够将燃料和空气预热到1000℃以上，排烟温度降低至150-200℃以下，应用节能效果显著。
而双预热技术的关键是蓄热材料的材质及结构选型，蜂窝体则是目前所有的蓄热材料中结构较为合理，换热效率较高的一种蓄热体，它最大的优点是蜂窝体更换方便，换热效果好，燃烧充分，加热能力大，节能效果好，便于实现自动化控制，事故率低，配套设备简单等。
1加热炉简介板带事业部1780生产线共有三座加热炉，为端进端出三段连续式步进炉，有效长度38.6m，有效宽度13.2m，加热标准板坯200×1500×12000mm，加热能力260t/h，均热段常规燃烧方式，燃料为混合煤气，设置32个平焰烧嘴，8个调焰烧嘴，空气预热温度～500℃，加热段蓄热燃烧方式，燃料为高炉煤气，设置40个蓄热烧嘴，空气预热温度～1000℃，高炉煤气预热温度～1000℃。
步进周期55秒，炉内水管冷却方式为汽化冷却。
加热炉采用双蓄热和常规相结合的燃烧方式，每座加热炉共有蓄热式烧嘴40个，蓄热箱80个，共需要陶瓷蜂窝体60m3，需要费用100万元（不含人工），现加热炉陶瓷蜂窝体更换周期为9个月，使用寿命较短。
同时更换蜂窝体需要停炉，每次停炉最短需要20天，严重影响生产组织，造成较大经济损失。
所以，提高蓄热体使用寿命迫在眉睫。
2影响蓄热体寿命的原因及分析2.1蜂窝体材质影响陶瓷蜂窝体材质的选用非常关键，应优先考虑耐急冷急热性能好、比热大、密度大的材料。
蜂窝体的破裂，很大程度上是由于其材质的选取不合理。
烟气与空气对陶瓷蜂窝体反复冲涮，导致陶瓷蜂窝体的温度出现频繁变化，这对其材质提出更高的要求。
目前蜂窝体有十多种材质，其中以莫来石质、铝质瓷、致密堇青石质、疏散堇青石质应用最为广泛[1]。
2.2煤气质量对蜂窝体影响2.2.1高炉煤气含水量大由于原料含有一定量的水，这些水进入高炉内变成汽，而汽在通过一段较长管道的路程又变成了水。
蜂窝陶瓷蓄热体传热与阻力特性的热态实验研究
实现显热回收
[ 1- 3]
。
蓄热体性能对蓄热室换热效率、蓄热室的大 小、布置都有重要影响, 直接关系到整个燃烧系 统的设计, 而目前国内对蓄热体性能参数的研究 还不够深入细致 , 很难直接指导工业设计。实验 采用四种不同规格蓄热体 , 对蓄热室内的温度分 布、蓄热体传热系数、阻力损失、温度效率、热 效率等重要参数进行研究 , 为工业生产提供直接 设计依据。 1 实验装置和方法 整个实验装置由蓄热式回收系统、 换向系统、
室上, 通过数据采集卡与计算机相连接, 实现温 度的自动采集。皮托管测速计按如图 1所示的位 置布置 4 支 , 通过压力采集器与计算机相连接, 通过计算机测量两侧进风、抽风的皮托管测速计 压差来显示流量。蜂窝体蓄热室的阻力损失通过 布置在进风口和燃烧室前的两 个 U 形管压力计 进行测量。 实 验 采 用 比 表 面 积 为 686 65 、 906 52 、 2 3 742 65 、 800 06m /m 四种蓄热体进行。
参 [ 1] 钟水库 , 马宪国 态特性实验研究 [ 2] 王 考 文 献
蜂窝型陶瓷 蓄热体换热 器的热动 工业加热 , 2006, 28( 4): 35- 38 高性 能复合相变 蓄热材 北京 : 冶金 工 业 出版 蜂 巢蓄热体换 热性能 897
华 , 王胜林 , 尧文涛
料的制备 与 蓄热 燃 烧技 术 社 , 2005 [ 3] 王皆腾 , 祁海鹰 , 李宇红等 的实验研究 - 899 [ 4] 编写组
图 4 炉膛温度对传热系数的影响
图 3 流量对传热系数的影响
图 5 流量对阻力损失的影响 ( 下转第 62 页 )
蜂窝陶瓷蓄热体的温度场研究
０５ ． ％的煤矿瓦斯。甲烷是一种温室气体 ， １０ ７ 以 ０ａ 计甲烷的温室效应是 Ｃ ２ 倍 ， Ｏ 的 １ 对大气臭氧层 的破坏能力为 Ｃ ： ７ ］ Ｏ 的 倍［ 。煤矿乏风瓦斯风排
量巨大、 浓度 低 、 以利 用 ， 对这 种 情况 ， 难 针 山东 理 工 大学 研究 开 发 了煤矿 乏 风 瓦斯 氧化 装 置 ，用 以 治 理 和利用 矿 井乏 风 瓦斯 。将 瓦 斯进 行 氧化 产 生
蜂窝陶瓷蓄热体 的温度场研究
董敏 ， 王延遐
（５ ０ １ ２ ５９ 山东省 淄博市 ， 山东理工大学 交通 与车辆工程学院 ） ［ 摘要］基 于煤矿乏风热逆流氧化试验 ， 建立该试验 装置的关键部件一蜂 窝陶瓷蓄热体的传热模型， 对工作状 态 下陶瓷蓄热体的温度 场进行 了仿真 ， 分析 了蓄热体的孔隙率 、 孔型和操作参数 对蓄热体 温度的影响规律 。结果 表 明： 随着孔隙率的增大， 蓄热体蓄热时间变短 ， 蓄热速 率增大； 在材质和孔隙率一定的情况下， 六方孔型蓄热体 蓄热速率要 大于四方孔型蓄热体 ； 随着气体入 口流速的增加 ， 蓄热体 的蓄热速 率增大， 蓄热时间降低。 ［ 关键词】蜂 窝陶瓷 ； 蓄热体 ； 数值模 拟； 温度分布 ［ 中图分 类号］Ｔ ２ Ｋ１４ ［ 文献标志码］Ａ ［ 文章编号］１７ — １２２ １）５ ０ ０ — ４ ６ ３ ３４ （ ２０ — ０ １０ ０
基于上述物理模型及相关假设 ，蜂窝蓄热体
内流动 及换 热控 制方程 组 可表示 为 ：
・
（ ＝ ｐ ０ ）
＋ ｖ（ ）一 ＋ Ｖ Ｊ Ｕ． ｐ ： ＶＰ／ ｚ ｓ
（） １
（） ２
２ 结果与分析
＋ ｑｕ ） Ｖ・ Ｖ・ ， ｒ＝ （
贵钢蓄热式加热炉蜂窝蓄热体堵塞原因分析
贵钢蓄热式加热炉蜂窝蓄热体堵塞原因分析(贵阳钢厂劳动服务公司型煤项目小组)前言按计划，型煤在三轧分厂了试烧，但在试烧过程中，发现其蓄热式加热炉蜂窝蓄热体发生了堵塞，据该分厂负责人介绍，在正常使用块煤时，该蜂窝蓄热体堵塞周期一般为两月，但使用型煤时，仅用了20余天就发生了堵塞，因而，型煤在三轧分厂的试烧过程被迫暂停。
蓄热体堵塞已经成为了影响型煤在贵钢推广使用的关键因素。
因此我们专门查阅了大量的文献资料对蓄热体堵塞进行了研究。
由于我们无法调阅三轧的加热炉详细资料，因此，我们只能从国内有关的分析文章对蓄热体堵塞的机理进行分析。
正文一、技术简介贵钢二轧及三轧所使用的加热炉均采用了目前较为流行的高温蓄热式燃烧技术。
高温蓄热式燃烧技术简称HTAC,是一项20世纪90 年代初开发的节能、环保效果显著的新一代燃烧技术,具有高效余热回收、高温预热空气及低NOx排放等优点。
蓄热式燃烧的基本原理是将助燃空气(或煤气)预热到800~1000℃以上,在氧浓度低于15%的高温贫氧环境下,成对烧嘴在定时或定温等条件下换向燃烧,达到烟气余热的极限回收和助燃空气(或煤气)的高温预热。
蓄热式加热炉的工作原理不同于传统加热炉。
空气-煤气双预热蓄热式加热炉是蓄热式加热炉的一种普遍形式,主要由换向系统、蓄热体、控制系统、供风及排烟系统组成,工作原理如图1所示。
在A 状态时,煤气和助燃空气经换向阀进入左侧蓄热室,分别被空气蓄热体A和煤气蓄热体A加热,预热后的高温空气和煤气分别从各自的喷口喷出,然后在炉膛内进行燃烧,燃烧产物对坯料进行加热后,烟气通过右侧喷口进入右侧蓄热室,高温烟气中的潜热大部分释放给右侧蓄热室内的蓄热体B将蓄热体加热,然后以150℃的低温经过换向阀,由排烟机排入大气中。
几分钟后,控制系统发出换向命令,换向阀动作,空气与煤气同时换向,系统变为B状态,空气和煤气分别经过右侧蓄热室的空气蓄热体B和煤气蓄热体B,被预热后从右侧喷口喷出并混合燃烧,高温烟气经过左侧蓄热室后大部分潜热释放给左侧蓄热室内的蓄热体将蓄热体加热,然后以150℃的低温经过换向阀,由排烟机排入大气中,完成一个换向周期。
蓄热式加热炉存在问题的分析与解决策略
通 过本 钢 ２＃ＲＨ 的生产 实践 得 出 ，要 使 精炼 处 理结束 的碳 含量达到 ２５￣１０ 一下 ，脱 碳时 间需要 ≥ １８ ｍｉｎ，全泵脱碳 时 间达到 ７ ｍｉｎ以上 ，适 当延长 脱 碳时 间可以使 碳含量达到更低 ，但 当脱碳时 间到达 ２２ ｍｉｎ时 ，碳 氧反应基本 达到平衡 。 ３．５ 转炉蒸汽对脱碳 的影 响。
３ 结 语
总 而言之 ，蓄热式加热炉具有工作 效率高 、节省 能源的优势 ，但是存在一定 的问题 ，相关 工作人员要 采用科学 的解决方案 ，实现资源 的合理利用 。在未来 的推广使用 中，要结 合更 多 的先进 技术 ，与 自动化 、 汽化 冷却 、涂料 、热 装热送 等工艺 结合 ，推动全 面综 合 的节能发展 。
（４）保 证脱碳 时间在 １８ ｍｉｎ以上 ，全泵 ７ ｍｉｎ以 上 ，可 以达到碳氧平衡 。
（５）做好 与过热 的联系和对 吸嘴的喷补与维护 ， 使 吸嘴保持在 良好 的状态 。 参 考 文 献 ［１］黄 希 祜 ．钢铁 冶 金 原 理 ［Ｍ］．北 京 ：冶 金 工业 出版社 ，
１９９９．
作者简 介 ：李波 （１９８５一），男 ，山东莱芜 人 ，研究 方向 ：热能 与动力 工程。
５２
第 ５期
李波：蓄热 式加热炉存在 问题的分析 与解决策略
在做 相关研究 实验 时发 现 ，高 温低 氧条件 可 以有效 减少 氮化物 的产生 ，也就 是说 蓄热式 加热 系统 可 以 起到绿色环保 的作用 ，抑制有 害气体 的生成 ，因此要 尽量确保其低氧高温运行环境 。 ２．５ 使 用 维 护
加热炉蓄热体破损原因及改进方法
加热炉蓄热体破损原因及改进方法摘要：承钢1780双蓄热式加热炉蓄热体出现损坏的形式分析出破损原因，针对原因，找出相应的解决办法，延长蓄热体的使用寿命。
关键词：加热炉蓄热体损坏原因改进方法1前言近年来随着能源日渐的短缺紧张，成本压力日益的增加下，蓄热式加热炉以其优异的节能性广泛的用于轧钢生产中。
承钢1780采用的双蓄热式步进加热炉于2008年8月投产，在使用过程中，蓄热体出现了破损，堵塞，坍塌熔融变形等问题，严重的影响了蓄热体的综合使用性和蓄热式的节能性，为此本文系统的分析出蓄热体的破损原因，并提出了改进方法。
2蓄热体破损的原因分析2.1蓄热体熔融变形的原因及分析荷重软化温度低，这是造成蓄热体坍塌变形的主要原因之一。
如果荷重软化温度低，在正常高温环境长期使用过程中或出现异常高温时，下部蓄热体会因承受不了高温和荷重的共同作用而出现软化、压缩变形，致使该排蓄热体坍塌，甚至带动相邻蓄热体一起坍塌。
其后果是蓄热体下部波动被堵塞，上部形成无蓄热体的直接空隙。
高温烟气直接从空隙中流走。
这样既造成烟气中的热量不能回收利用，优又使得排烟温度过高，对烟气管道中的设备及仪表带来不利影响。
局部高温。
因燃料在炉膛内不完全燃烧，在进入蓄热室后产生二次燃烧。
导致局部高温，若超出蓄热体承受温度，就会使其软化甚至出现缩孔。
耐腐蚀性能不好，抗渣性差。
经过现场观察，因蓄热体和其他杂志发生反应而损坏的现象出现在高温侧第一排。
主要是高温下与烟气带来的熔融氧化铁或氧化铁皮小颗粒发生反应，蓄热体内部晶相组织发生变化，从而使得蓄热体耐火度、荷重软化温度、抗渣能力等急剧下降，相互间发生粘结、缩孔、堵塞甚至坍塌。
高温体积稳定性差，重烧变形量大。
在使用过程中，蓄热体大多是冷态安装，热态使用。
由于蓄热体高温体积稳定性差，重烧变形收缩量大，则在使用过程中会在蓄热室上部形成无蓄热体的空隙，此时蓄热体本身并没有损坏，但烟气大多从上部空隙直接流走，同样不利于正常使用。
蜂窝蓄热体易损原因分析及其解决措施
)
蜂窝蓄热体损坏及其原因分析
目前广泛使用的蜂窝蓄热体其几何尺寸大多为
蜂窝孔尺寸为 ) FFM) FF ， 壁厚 ! !## FFM!## FF， 堇青石等， 从理论上讲这 FF 左右。材质主要有高铝、 些材质的耐火度和荷重软化点都 N! "## O ，实际应用 中空、 煤气预热温度最高都不超过 ! !## O ， 通过的废 气温度也在 ! )P# O 左右，因此不存在耐火度不够问 题。从影响耐火材料使用寿命的耐急冷急热性分析， 高 铝、 堇青石等材料的耐急冷急热性也都是比较好的， 而 采用蜂窝蓄热体的加热炉@为避免炉温波动较大影响生 产， 在确定换向时间时一般都将空、 煤气初始预热温度
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蜂窝蓄热体由于具有比表面积大、 占地面积小、 蓄 热能力强等方面的特点，在蓄热式燃烧技术研究领域 得到人们越来越多的关注， 特别在旧加热炉改造中， 人 们希望用对炉体改动小的蓄热式烧嘴则更是离不开蜂 窝蓄热体。但在实际应用过程中， 蜂窝蓄热体也暴露出 许多问题，严重制约了蜂窝蓄热体及蓄热式烧嘴的推 广使用， 本文根据现场检测、 实验室试验情况就蜂窝蓄 热体易损原因做一分析并提出相应的解决办法。
蜂窝蓄热体破损分析及对策
１ 前 言
随着 高温 空气 燃烧 理 论 的 发展 ．蓄 热式 燃 烧
技术 日益成熟 。近年来 。 在能 源 价格上 扬 和能源 供 应 紧 张 ， 本 压力 日益 增加 的情 况下 ． 热式 加 热 成 蓄
寸 为 １ ５ ｍｘ ｍ １０ ｍ 和 １０ ６ｍ ｌ０ ｍｘ ０ ｍ １ ５ ｍｍｘ Ｏ ｍ ｌＯ ｍｘ
出现 因为 耐 火度 不 够 高 引起 的烧 损 ．而 在 实 际 中
积大， 具有高密度、 高比热容较强的蓄热能力。
昆钢 棒 线厂 第 五作 业 区 蓄热 式 加 热炉 是 外 置
高温端的蓄热体却 出现 了变形和熔 融的现象 ． 其
主要 原 因 是 高温 时 蓄热 体 在各 种 因素 的影 响下 被 粘 结 在 表 面 的 熔 化 物 质 侵 蚀 出 现耐 火 度 下 降 ． 从
烧嘴蓄热式加热炉 ， 使用 的蜂窝蓄热体 。 其几何尺
２ ０
昆
钢
科
技
２０ ０ ８年 １ Ｏ月
第３ 期
而导 致蜂 窝蓄 热体 在未 达 到蓄热 体 耐火 度 时 就 出
现软化或熔 融 ， 图 １ 图 ２所示 。 如 、
图 １ 图２ Fra bibliotek３ ． 氧化铁 粉尘 结渣 ２
在 蓄热体 ｄ： 表面上 ．燃 烧 时遇低 温 空气 后凝 结 ，Ｌ ／ 在 小孔周 围形成 固体 ．如此 反 复不断 积 累最终 堵
３１ 蓄热 体 耐火 度下 降 ． 蜂 窝 蓄 热体 耐 火 度 比炉 膛 温度 高得 多 ．不 会
用 蜂窝 蓄热 体 ：而 在通 道 式蓄 热 式 加 热炉 中使 用 蓄热球 。不 同结构 的加热 炉 中 。 采用 不 同的蓄 热 可 体。 也可 以混合 使用 。选择 蜂 窝 蓄热 体 ， 根 据 炉 要 型和使 用 温度 及 其它 环境 条 件 来决 定 ．对 于材 质 的选择 是 关键 。对 于 目前 广 泛 使用 的加 热 炉蜂 窝 蓄 热 体 ， 求 其 耐 火 度 高 。 膨 胀 系数 小 。 要 线 比表 面
蓄热式烧嘴堵塞原因分析__tr
收稿日期:2010-08-18孙维强(1971- ),工程师;114021辽宁省鞍山市。
蓄热式烧嘴堵塞原因分析孙维强1刘常鹏2徐大勇2贾 振2(1 鞍钢股份有限公司设备处,2 鞍钢股份有限公司技术中心)摘 要 针对蜂窝式蓄热烧嘴在使用过程中出现的堵塞问题,分析了造成烧嘴堵塞的原因,并提出了避免烧嘴堵塞的办法。
关键词 蓄热式 烧嘴 堵塞Analysis of the cause of stopping up ofhoneyco mb regenerative burnerSun W eiqiang L i u Changpeng Xu Dayong Jia Zhen(Angang Steel Co m pany Li m ited)Abstract Study i ng the prob l ems o f ja m dur i ng usi ng t he burner ,ana l y zi ng t he m ater i a l and reason tha t caused the burner j am w e find ou t the w ay that avo i ds t he burner ja m.K eyword s honeyco m b reg enerati ve burner stopp i ng up蜂窝蓄热式烧嘴是将蓄热式技术和传统的烧嘴相结合,使蓄热烧嘴具有预热空气(或煤气)、组织燃烧及排烟的功能。
蜂窝蓄热体由于具有比表面积大、占地面积小、蓄热能力强等优点,应用于蓄热式烧嘴中,作为烟气与空气(或煤气)之间交换热量的载体,使蓄热式加热炉的结构紧凑,并能得到最大的换热效果。
蜂窝式蓄热烧嘴在加热炉的使用过程中经常会出现蜂窝蓄热体堵塞的现象,蓄热体被堵塞后,高温烟气和低温燃气(助燃空气)均不能通过蓄热体,失去换热作用,最终由于长时间承受高温炉气的辐射而损坏。
某厂的加热炉用高炉煤气为燃料,进行空煤气双预热的蓄热式技术改造后,在使用过程中出现了蓄热体严重堵塞的问题,影响到加热炉蓄热式烧嘴的正常使用,进而影响加热炉的生产能力。
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收稿日期:2008-09-05
毕洪伟(1972- ),工程师;810005青海省西宁市。
简析蓄热式加热炉陶瓷蜂窝体的损坏及解决
毕洪伟1
姜 辉2
王玉库2
秦 文
2
(11西宁特殊钢股份有限公司,21中钢集团鞍山热能研究院有限公司)
摘 要 分析了应用于蓄热式加热炉的蜂窝蓄热体的损坏原因,并提出了解决措施,对工程设计有一定的参考意义。
关键词 加热炉 陶瓷蜂窝体 蓄热
S i m ple ana lysis of ceram i c honeycom b damage and resolve
of regenera ti ve rehea ti n g furnaces
B i Hong wei
(Xining Special Steel Co .,L td .)J iang Hui W ang Yuku Q in W en
(Sinosteel Anshan Research I nstitute of Ther mo 2energy Co .,L td .)
Abstract The paper analyses the da mage reas ons of ceram ic honeycomb in regenerative furnace,and puts for ward s ome res olve measures .The measures have i m portant reference meaning t o engineering design .
Keywords reheating furnaces cera m ic honeycomb regenerative
蓄热燃烧技术是一种节能的新型燃烧技术,
目前已经在许多国家推广应用。
该技术之所以具有较高的温度效率和热效率,蓄热体是一个关键部件。
但从实际应用来看,陶瓷蜂窝体寿命往往不尽人意,原因是多方面的,主要是蜂窝体材质不合理、使用环境恶劣或设计不合理等。
文章对现场提取的损坏陶瓷蜂窝体进行了分析,总结出其损坏的原因和解决措施,以期为蜂窝体的选用、生产及现场的应用、维护提供有益的建议。
1 损坏原因分析
目前广泛使用的陶瓷蜂窝蓄热体多采用莫来
石质,就理论上讲,其耐火度和荷重软化点都大于1400℃,完全能够满足加热炉烟气温度小于1300℃的使用条件,但在实际应用中却出现破裂或堵塞的现象。
综合多个钢厂加热炉陶瓷蜂窝体
的使用情况,将其损坏原因归纳如下:
(1)蜂窝体材质
陶瓷蜂窝体材质的选用非常关键,应优先考虑耐急冷急热性能好、比热大、密度大的材料。
蜂窝体的破裂,很大程度上是由于其材质的选取不合理。
烟气与空气对陶瓷蜂窝体反复冲刷,导致陶瓷蜂窝体的温度出现频繁变化,这对其材质提出了更高的要求。
工程中使用的蜂窝体材质耐急冷急热性能往往不好,容易出现破损现象。
目前蜂窝体有十多种材质,其中以莫来石质,铝质瓷,致密堇青石质,疏散堇青石质,炻瓷应用最为广泛,其化学成分组成及性能如表1。
(2)使用环境
炉内的氧化铁皮和材料本身的氧化铁含量降低了蜂窝体的耐火度。
蜂窝体的主要成分是A l 2O 3和Si O 2。
在还原性气氛中,一些低铝蓄热体材料,只要吸收少量的氧化亚铁,就会在低于1210℃的温度下形成液相。
而莫来石和刚玉的高铝材料却要到1380℃并吸收大量的氧化亚铁之
2
2冶 金 能 源
ENERGY F OR MET ALLURGI CAL I N DUSTRY
Vol 128 No 11
Jan 12009
表1 几种蜂窝体化学成分组成及物理性能
参 数莫来石质铝质瓷致密堇青石质疏散堇青石质炻瓷Si O2/%27184218471847197012 A l2O3/%70115015351133171914 Mg O/%--6178150118 Fe2O3/%0180160178116017 Na2O+K2O+Ca O/%110418218113313
Ti O2+BaO/%--013901780125密度/gc m-32112172147119213
热容量/J(kg℃)-1850～1050800～900800～1200750～800840～920最高使用温度/℃16001300130013001300
后,才会形成液相。
(3)设计因素
蓄热式加热炉中,双蓄热占绝大多数。
由于空气和煤气的喷嘴都很大,空气、煤气流股混合效果不理想,会导致不完全燃烧。
当残存的空气和煤气进入蜂窝体狭小的空间内混合,导致二次燃烧损坏蜂窝体。
空气(或煤气)和烟气在蓄热室内的流动不均匀时,容易导致局部的温度偏高或偏低,产生热应力从而影响蜂窝体的使用寿命。
(4)蜂窝体结构
陶瓷蜂窝体的孔距及壁厚的选择也很关键,能影响蜂窝体在吸热和换热过程中温度场的变化和分布,进而影响其使用寿命。
孔距太小,在安装蜂窝体时容易错位,气体有效流通面积变小,阻力损失增大;孔距太大,气体和蜂窝体的换热不理想。
因此,在一定的环境下,蜂窝体应有一个合适的结构与之相适应。
2 解决措施
通过对影响蓄热体损坏的四大主要因素的分析,综合实际使用情况,有针对性地提出解决措施。
(1)在陶瓷蜂窝体材料的选用上,不应一味追求含铝量。
含铝量越高,耐火度越高,但抗热震性却越差。
在同一蓄热室内最好采用三种材料,由炉内方向至炉外方向依次采用刚玉、莫来石、堇青石质(或相近材质),达到抗热震性和耐火度的最佳优化。
(2)在实际生产中,应严格控制空燃比,减小钢坯的氧化烧损,控制氧化亚铁的生成量,进而阻止氧化亚铁被吸入蓄热烧嘴内,造成蜂窝体的损坏。
(3)煤气不完全燃烧,将在蓄热体内进行二次燃烧,造成蜂窝体损坏。
设计烧嘴时,应充分考虑两喷口的角度、距离及两股射流的动量比。
同时控制空燃比,保证煤气完全燃烧。
这样在蜂窝体内,就不存在二次燃烧的问题。
(4)陶瓷蜂窝体孔距及壁厚的选择要合适。
孔眼采用两种形式,靠近炉膛部位第一层采用大孔厚壁结构,其余采用小孔薄壁结构。
不能为了追求比表面极大,选用过于细小的孔眼结构,影响强度并且容易堵塞。
每层蜂窝体之间留有部分间隙(弧面连接),使气流通畅,避免灰尘堵塞。
根据孔距与壁厚的大小选择合适的换向时间。
通过理论计算,参考多家钢厂加热炉的实际使用情况,小孔薄壁蓄热体多采用空格为218～3mm,壁厚018～1mm,换向时间30～60s。
较长的换向时间对换向阀等关键设备的使用寿命有利。
3 结语
根据蓄热式加热炉陶瓷蜂窝体使用过程中损坏的主要原因,提出了解决措施,希望为蜂窝体的生产、选用和广泛应用提供帮助。
只有不断的对蓄热式加热炉进行深入地研究,才能更好地发挥这项技术的优越性。
万 雪 编辑
32
Vol128 No11 Jan12009
冶 金 能 源
E NERGY
F OR MET ALLURGI CAL I N DUST RY。