高炉热风炉用高发射率涂料的节能效果及机理分析

为研究高发射率涂料在高炉热风炉蓄热室内的应用效果,应用数学模拟和工业试验对比的研究方法对节能效果进行了分析.结果表明:模拟结果接近工业应用数据,可以定量地说明涂料对热风炉传热过程的积极作用;应用高发射率涂料后,可使高炉热风炉热风温度升高25℃,烟气温度降低13℃.结合数学模拟和工业热诊断结果,对涂料在热风炉内使用的节能机理进行了分析.认为在格子砖表面涂覆高发射率涂料,在燃烧期会使蓄热体内烟气与格子砖辐射换热加强,格子砖表面温度增加,且使蓄热体蓄热量增加.模拟结果表明:烟气中CO2成分对提高辐射传热起重要作用;CO2体积分数平均每提高5%,则热风温度提高6～8℃.     

热风炉蓄热体高发射率节能涂层的制备及应用

采用超细化技术制备出微纳米涂料,并在高炉热风炉蓄热体表面成功制备出微纳米节能涂层,涂层的发射率达到0.93,涂层厚度约为300μm.该高发射率涂层强化了气-固相间的辐射传热和内部导热,使蓄热体蓄热速率和热量增加.在高炉热风炉上的应用效果表明,涂层能使热风温度分别提高57℃和28℃,同时减小送风温度的波动,降低废气排放温度,节约燃料消耗10%左右.     

地德式热风炉在鞍钢4038m^3高炉上的应用

介绍了鞍钢鲅鱼圈4038 m3高炉采用的德国地德式热风炉的结构和技术特点以及应用效果。采用地德式热风炉后,可有效提高热风炉的理论燃烧温度,从而提高热风温度,在全烧高炉煤气的情况下,热风温度可达1 250℃以上。     

高辐射节能涂料提高高炉热风温度的研究

通过在热风炉格子砖采用高辐射节能涂料的现场实验,分析了高辐射节能涂料提高热风温度的机理.经实际应用得出,在不同的生产条件下,高辐射涂料的节能效率最高可达到4％.     

28M~3高炉使用卧式热风炉小结

我厂1号28M~3高炉在包头钢铁设计院的帮助下由管式换热式热风炉改建成卧式蓄热式热风炉,进行了两个时期试验,并为配合热风炉试验,高炉进行了一次大修。两年来的生产实践表明效果较好。热风温度最高达到1072℃,平均风温比铸铁管热风炉风温提高400℃,高炉产量提高20%,焦比降低11%。一、改进过程和生产概况第一次试验自1971年11月至1972年4月,使用2座钢壳卧式热风炉、1座耐热混凝土外壳卧式热风炉,蓄热室格子砖用平板砖,高炉仍为铸铁热风围管,使用热风温度600℃～     

顶燃式空气、煤气自身双预热热风炉的开发与应用

顶燃式空气、煤气自身双预热热风炉采用了顶燃式燃烧器热风炉专利的燃烧器技术和高温旁通烟道技术.使用该热风炉后所取得的效果是:总烟道内综合排烟温度可达600 ℃;可将空气、煤气预热到300 ℃;以单一高炉煤气为燃料时,热风温度可达1200 ℃以上;烟气经过空气、煤气换热器后温度低于180 ℃.     

利用高辐射覆层提高热风炉风温的研究

纳米红外节能涂料是由优质的抗氧化物质经超细化处理制得的高辐射材料,将此材料涂覆于经表面处理后的格子砖表层,可提高格子砖的发射率,提高其蓄热能力。实验室试验表明,600℃时,蓄热量提高率为9.93%。1200℃时,蓄热量提高率为18.30%,岩相分析表明,涂料与格子砖呈渗态结合。工业应用表明,格子砖表层涂覆微纳米红外节能涂料可提高热风炉送风混前温度30℃,降低煤气消耗8%。     

再论提高热风温度的途径

随着高炉装备水平的提高，热风炉结构也有了重大改进。继续提高热风温度的途径是使用转炉煤气燃烧热风炉，并且改进操作制度，采用缩短送风周期时间的方法，可使热风温度达到１２００℃以上。     

球式热风炉在185米~3高炉上的应用

本文介绍了球式热风炉在威远钢铁厂185米~3高炉上的设计概况、生产概况和应用效果。投产两个多月来,运行可靠,热效率高,废气温度低,拱顶温度和热风出口温度差小(100～120℃),可提供1100～1200℃高风温,送风周期两小时以上,体现了这种新型的球式热风炉固有的一些优越性。在中小高炉上,它和布袋除尘器联合使用是可行的。     

高发射率涂料在加热炉中的节能机理与应用

基于辐射传热原理，本文详细分析了高发射率涂料在加热炉中应用的节能机理，理论分析和实际应用都已经表明在加热炉中应用高辐射率涂料可以增强炉膛内的辐射换热，从而提高炉子的热效率，具有比较好的节能效果。     

首钢京唐5500m3高炉BSK顶燃式热风炉设计研究

介绍了首钢京唐钢铁厂5500 m3高炉BSK顶燃式热风炉的设计创新。优化集成了特大型顶燃式热风炉工艺;研究开发了助燃空气两级高温预热技术和顶燃式热风炉高效陶瓷燃烧器。根据顶燃式热风炉特性设计了合理的拱顶和陶瓷燃烧器结构;采用高效格子砖,优化了蓄热室的热工参数与结构,确定了合理的热风炉蓄热面积。优化热风炉炉体内衬设计;采用了有效的防止热风炉炉壳晶间应力腐蚀的技术措施。根据蓄热室传热计算,合理配置了热风炉炉体耐火材料,提高了耐火材料技术性能。优化热风管道系统耐火材料结构设计,使热风管道系统合理化并满足1300 ℃高风温的要求。高炉投产后热风温达到设计水平,实现月平均风温1300 ℃。     

顶燃式热风炉高温低氧燃烧技术

 NOx是制约热风炉实现高风温长寿的主要技术障碍。为有效抑制和降低热风炉燃烧过程生成的NOx,研究分析了NOx的生成机制,运用热力型NOx生成模型计算了热风炉燃烧过程NOx生成速率和生成量,开发设计了基于高温低氧燃烧技术（HTAC）的新型顶燃式热风炉,采用CFD仿真模型对比研究了常规热风炉和高温低氧热风炉的燃烧过程和特性。计算得出2种热风炉的温度场分布和火焰形状、浓度场分布以及NOx的浓度分布。研究结果表明,高温低氧热风炉的温度场分布均匀,在相同拱顶温度下,NOx生成量仅为80×10-6,比常规热风炉降低约76%。高温低氧热风炉可以获得更高的风温并可以有效减少NOx排放,实现热风炉高效长寿和节能减排。     

首钢高炉热风炉高风温技术进步

本文叙述首钢高炉热风炉现状和技术进步,说明首钢高炉热风炉向大型、高风温方向发展。通过分析首钢北京地区、首秦和迁钢等高炉热风炉投产以来的风温变化,阐明首钢全烧高炉煤气热风炉采用高温空气燃烧预热技术实现风温1250℃。利用仿真和冷态试验等手段从理论和机理上研究了首钢现有不同高炉热风炉结构的流场和温度分布特征,指出了顶燃式和内燃式热风炉存在的问题。首钢高风温试验研究采取加强系统监测、操作制度优化和改善原燃料条件等措施,实现了1250～1280℃的风温。该试验研究结果将在首钢迁钢3＃高炉、京唐大型高炉上进一步实施,为国内外高炉提高风温研究提供参考。     

顶燃式热风炉周期性工作的数值模拟

提高高炉热风炉热风温度对于降低能耗、实现经济绿色发展具有重要意义。以某2 500 m3高炉热风炉为原型,建立了顶燃式热风炉的三维数学模型。采用Fluent软件对热风炉在“两烧一送”工况下烧炉和送风的过程进行多次连续性仿真模拟。选用可实现的k-ε湍流模型、P-1辐射模型和涡流耗散模型分别应用于模拟流体的流动、辐射传热以及化学燃烧。在此基础上,进一步分析了混烧不同比例的焦炉煤气对热风炉内部温度场和热风温度的影响。模拟结果表明,在这两个工作过程中,热风炉蓄热室内部温度相差200 ℃,这是冷风在蓄热室中所吸收的热量;混烧1%和2%焦炉煤气均可以提高热风平均温度20 ℃。     

Dome Combustion Hot Blast Stove for Huge Blast Furnace

 In Shougang Jingtang 5500 m3 huge blast furnace (BF) design, dome combustion hot blast stove (DCHBS) technology is developed. DCHBS process is optimized and integrated, and reasonable hot blast stove (HBS) technical parameters are determined. Mathematic model is established and adopted by computational fluid dynamics (CFD). The transmission theory is studied for hot blast stove combustion and gas flow, and distribution results of HBS velocity field, CO density field and temperature field are achieved. Physical test model and hot trail unit are established, and the numeral calculation result is verified through test and investigation. 3-D simulation design is adopted. HBS process flow and process layout are optimized and designed. Combustion air two-stage high temperature preheating technology is designed and developed. Two sets of small size DCHBSs are adopted to preheat the combustion air to 520-600 ℃. With the precondition of BF gas combustion, the hot blast stove dome temperature can exceed 1420 ℃. According to DCHBS technical features, reasonable refractory structure is designed. Effective technical measures are adopted to prevent hot blast stove shell intercrystalline stress corrosion. Hot blast stove hot pipe and lining system are optimized and designed. After blowing in, the blast temperature keeps increasing, and the monthly average blast temperature reaches 1300 ℃ when burning single BF gas.     

首钢高风温热风炉技术研究

 在简述国内外热风炉高风温和首钢热风炉技术开发历史基础上,从仿真、冷态试验和投产应用等方面比较、研究了首秦引进的俄罗斯卡卢金顶燃式热风炉、迁钢2号高炉上应用的自研制预热炉和首钢原顶燃式热风炉技术性能特点。研究结果表明：原顶燃式热风炉不能适应高风温使用,卡卢金顶燃式热风炉和自研制预热炉具有炉顶炉墙温度低、中心温度高、结构紧凑、燃烧完全等优点,而且自研制预热炉性能更好,两者均在生产应用中实现了高风温,满足了高炉炼铁生产需要,可为国内外热风炉进一步提高风温提供参考。     

顶燃蓄热式热风炉底部空间空气流动特性模拟研究

顶燃蓄热式热风炉具有蓄热面积大、结构对称强度高、热效率高、送风温度高、生产维护费用低和使用寿命长等优点,具有广阔的发展前景。优化热风炉结构、改善流动状况、提高热风炉风温是目前热风炉研究的重点方向。本文通过建立顶燃蓄热式热风炉底部空间内气体流动的三维数学模型,模拟底部空间内空气的流动过程,分析空气流经支撑柱绕流时的流动规律,对比研究不同挡板结构对底部空间内流场及进入蓄热体气体流动均匀性的影响,从而获得最优化的挡板结构。研究结果对热风炉结构优化、进一步提高热风炉风温、节约能源和保护环境有指导意义。     

迁钢2号高炉高风温技术实践

高风温是高炉提高喷煤比、节能降耗、降本增效的有效措施.迁钢2号高炉在设计上采用了优化热风炉结构,通过数学模拟确定最适宜的空燃比、采用自动燃烧系统、改善热风炉操作水平等措施分阶段提高风温,2008年8月开始高炉风温使用水平不断提高.至2009年9月,2号高炉平均使用风温长期稳定在1280℃以上.高炉通过调整各项操作制度,...     

高温内燃式热风炉的发展及特征

霍戈文式热风炉自1969年问世以来,迄今已在十几个国家的几十座高炉推广应用。该热风炉具有结构合理、投资省、占地少、热损失小、风温高、寿命长等优点。武汉钢铁设计研究院运用霍戈文式热风炉的设计思想,应用自己研制开发的组合砖技术成功地为武钢5号高炉和4号高炉设计了高温内燃式热风炉。现在武钢4号、5号高炉的热风炉在单烧高炉煤气的条件下平均风温达1150℃。