外燃式热风炉设计

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1、目录1热风炉本体结构设计11.1热风炉的概述11.2炉基的设计和选择31.3炉壳的设计41.4炉墙的设计41.5拱顶的设计51.6蓄热室的设计61.7燃烧室的设计71.8炉箅子与支柱的设计82燃烧器选择与设计92.1金属燃烧器92.2陶瓷燃烧器93格子砖的选择134管道与阀门的选择设计184.1管道184.2.阀门195热风炉用耐火材料215.1硅砖215.2高铝砖215.3粘土砖215.4隔热砖215.5不定形材料216热风炉的热工计算276.1燃烧计算276.2简易计算326.3砖量计算357参考文献37湖南工业大学课

2、程设计1热风炉本体结构设计1.1热风炉的概述（1）热风炉的原理是借助煤气燃烧将热风炉格子砖烧热，然后再将冷风通入格子砖。冷风被加热并通过热风管道送到高炉。目前蓄热室热风炉有三种基本形式，即内燃式，外燃式，顶燃式热风炉。（2）传统内燃式热风炉如下图所示，它包括蓄热室和燃烧室两大部分，并由炉基，炉底，炉衬，炉箅子，支柱等构成。热风炉的有效尺寸决定于高炉的有效容积，冶炼强度要求的风温。图1-1传统式热风炉我国设计的尺寸参考表1-1。37湖南工业大学课程设计表1-1我国设计的尺寸参考下表：100250620103612001513

3、1800205025164063上434654007300800085009000933099600900010100下52006780900095004.805.574.804.704.954.934.935.705.575.35我所设计的热风炉是外燃式热风炉（3）外燃式热风炉是内燃式热风炉的进化和发展，他是燃烧室和蓄热室分别在两个圆柱形壳体内，两个室的顶部以一定方式连接起来。根据连接的方式不同形成了四种主要的结构形式，即地得式，拷贝式，马琴式和新日铁式，如下图所示：地得式外燃式热风炉拱顶由1/4小球拱和1/4的大球拱将

4、燃烧室和蓄热室连成一体，如本钢的5号高炉；拷贝式外燃式热风炉两室的半球拱顶又配有膨胀圈的连接管连接；马琴式蓄热室的定不是有锥形缩口，拱顶是由两个半径相同的1/4球顶和一个平地半圆柱连接管组成，如鞍钢1050高炉；新日铁式热风炉的蓄热室拱顶有锥形缩口，拱顶由两个半径相同的半球形顶和一个圆柱形管组成，连接管上设有膨胀补缩器，如马钢的3600高炉和宝钢的所有高炉。根据一序列的参考材料我选择设计新日铁式外燃式热风炉37湖南工业大学课程设计新日铁是外燃式热风炉的特点：蓄热室拱顶有锥形缩口，拱顶由两个半径相同的半球形顶和一个圆柱形管组

5、成，连接管上设有膨胀补缩器。为了使热风和混入的冷风混合均匀，在每一个热风炉燃烧室热风口处设有一个混风室，在混风室和燃烧室之间的连接管上亦设有通用型伸缩管，以吸收两者的不均匀膨胀和连接管的轴向膨胀。我国目前使用的外燃式热风炉（地得式，马琴式，新日铁式）数量已达40多座，其中使用最多，应用效果最好的为新日铁式外燃式热风炉。设计的过程中可参考太钢4350高炉热风炉的设计，其设计参数参照表1-2[6]。表1-2太钢4350m3高炉设计参数：项目燃烧室炉壳外径mm燃烧室炉壳外径mm拱顶温度℃格子砖高度mm送风风温度℃格子砖类型单位炉

6、容加热面积m2/m3燃料组成每座热风炉加热面积m2参数1000061001450350101250七孔高效74.4高炉煤气，焦炉煤气80910新日铁式热风炉炉型结构如下图：图1-3[9]新日铁式热风炉1.2炉基的设计和选择由于整个热风炉重量很大又经常震动，且荷重将随高炉容积的扩大和风温的提高而增加，故对炉基压球很严格。地基的耐压力不小于2.0~2.5kg/cm2,为37湖南工业大学课程设计了防止热风炉产生不均匀下沉而使冠达变形或撕裂，将全部热风炉基础做成一个整体，高出地面200～400mm，以防水浸基础由或16Mn钢筋和3

7、25号水泥浇灌成钢筋混泥土结构。土壤承载力不足时，需打桩加固。生产实践表明，不均匀下沉未超过允许值时，可将热风炉基础又做成单体分离形式，如武钢、鞍钢两座大型高炉，克节省大量钢材。1.3炉壳的设计热风炉的炉壳由8～20mm厚的钢板焊成。对一般部位可取：δ=1.4D（mm）。开孔多的部位可取：δ=1.7D（mm）,δ为钢板厚度（mm），D为炉壳内径（m），钢板厚度主要根据炉壳直径、内压、外壳温度、外部负荷而定。炉壳下部是圆柱体，顶部为半球体。为确保密封炉壳连同封板焊成一个不漏气的整体。由于炉内风压较高，加上炉壳耐火砖的膨胀，使

8、热风炉底部承受到很大的压力，为防止底板向上抬起，热风炉炉壳用地脚螺栓固定在基础上，同时炉底封板与基础之间进行压力灌浆，保证板下密实，也可以把地脚螺栓改成锚固板，并在底封板上灌上混泥土。将炉壳固定使其不变形，或把平底封板加工成蝶形底，使热风炉成为一个手内压的气罐，减弱操作应力的影响。在施工过程中对焊接必须