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 ℃。     

首钢京唐BSK顶燃式热风炉的燃烧技术

 为开发5500m3高炉BSK顶燃式热风炉技术,对顶燃式热风炉的燃烧机制和燃烧特性进行了研究。采用CFD数学仿真模拟研究了BSK顶燃式热风炉环形陶瓷燃烧器的燃烧机制,解析了顶燃式热风炉燃烧室内气体的混合、流动以及燃烧过程,计算分析了顶燃式热风炉燃烧过程的速度场、温度场以及浓度场分布。通过对实体热风炉的冷态测试,验证了CFD数学仿真计算的结果。研究结果表明,BSK顶燃式热风炉采用旋流扩散燃烧技术使燃烧过程速度场、温度场和浓度场分布均匀对称,并可以有效控制火焰长度和火焰形状,使煤气在拱顶空间内充分燃烧。速度场、温度场和浓度场的分布与煤气和助燃空气的初始分布有直接关系。通过燃烧器喷嘴结构优化设计可以显著提高空气与煤气混合的均匀性,改善燃烧室内浓度、温度分布以及火焰形状。     

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。     

太钢卡鲁金顶燃式热风炉高风温实践

着重阐述了太钢4号高炉大修工程热风炉在无富化煤气的前提下,为达到1 300℃的风温,在提高煤气和助燃空气预热温度、优化热风炉结构及热风管系等方面的方案选择和措施以及所获得的效果。     

现代高炉高风温关键技术问题的认识与研究

提高风温可以有效降低高炉燃料消耗,促进高炉生产稳定顺行,是绿色低碳炼铁技术的重要发展方向之一。研究了热风炉热量传输过程和传热特性,通过传热学机理的研究解析,阐述热风炉加热面积与风温之间的关系,提出提高热流通量以改善热风炉传热的观点。研究了热风炉理论燃烧温度、拱顶温度和风温之间的关系,介绍了利用低热值高炉煤气和回收热风炉烟气余热,通过耦合预热和能量梯级利用的技术方法,实现高风温的技术创新及实践。提出了实现热风炉智能化操作的技术要素,论述了合理控制拱顶温度和抑制NO_x大量生成的工艺方法,以及有效预防热风炉炉壳晶间应力腐蚀的技术措施。指出实现低热值煤气的高效利用和高值转化,提高风温、降低燃料比和CO₂排放,是未来高炉炼铁的关键共性技术。     

高辐射覆层技术在日钢球式热风炉中的应用

日钢炼铁厂在2#、5#、7#、8#高炉热风炉改造中应用高辐射覆层技术,热风炉正常运行1a后的数据统计表明,5#高炉2#热风炉烧炉时间节省4.34min,即节约煤气量3.34%,送风拱顶温度提高了49.20℃,送风终了拱顶温度提高了53.86℃;2#、7#、8#高炉的11座热风炉在风温提高16℃的情况下,高炉外供总煤气量仍增加0.55%,年效益为1512.6万元。     

高炉高风温的试验研究

在钢铁工业的节能减排形势下,首钢开展了高炉高风温试验研究.2009年高风温试验情况表明,迁钢2号高炉连续4个月月均风温突破1270℃,实现年均风温1258.7℃,达到了高炉生产降低焦比和提高煤比等目标.采用对比分析法总结分析了高风温试验前、2008年和2009年迁钢2号高炉的试验数据,2009年实现1280℃高风温下的...     

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℃。     

莱钢2~#1080m~3高炉热风炉动力系统优化改造

山钢股份莱芜分公司炼铁厂2#1 080 m3高炉热风炉采取提高热风炉预热器换热效率、优化改造热风炉助燃风、废气回收系统、应用局部加压技术、改造热风炉助燃风机等措施,使高炉动力系统与当前的高炉炉容进一步匹配,平均风温由983.67℃上升至1 007.33℃,燃料比由545.07 kg/t下降至539.45 kg/t,高炉年节约动力成本1 000余万元。     

高风温长寿热风炉的设计

介绍了不同形式热风炉的特点和结构稳定性,针对鞍钢4号高炉增建4号热风炉采用的新技术－近似悬链线拱顶、烟气分配、冷风分配、圆形火井、板块结构、滑动缝、膨胀缝、不锈钢隔板、七孔格子砖以及组合砖等进行了介绍,同时对在有预热技术的情况下,有效地提高风温问题进行了探讨。     

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 ℃。     

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,...     

卡卢金热风炉的工业应用

卡卢金热风炉是一种现代蓄热式高炉热风炉。相对于内燃式和外燃式热风炉而言,卡卢金顶燃式热风炉淘汰了传统意义上的燃烧室(俗称"燃烧井"),被称为"无燃烧井"热风炉,又叫"顶燃式热风炉",真正实现了高炉煤气的充分燃烧和高风温的目标。该炉凭借其高风温、低投资、长寿命的特点,已经成为炼铁行业中广泛应用的热风炉之一。独立的设计和技术服务使其在世界范围内赢得了高品质的称赞。使用20mm孔径格子砖的热风炉已经成为新一代卡卢金热风炉的标志。从高炉热风炉的发展史,技术改革等方面,阐述了卡卢金热风炉在燃烧器设计,格子砖技术,炉箅子结构,余热利用等方面的优势,并介绍了在中国和国际市场的应用业绩。     

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。     

热风炉燃烧系统研究现状

分析了当前国内外热风炉的各种高风温技术，提出了通过测量热风炉拱顶，格子砖，烟道废气，高炉煤气及助燃空气等的温度，建立数学模型，达到自动控制空燃比，从而实现对燃烧系统优化控制的研究方向。     

鞍钢热风炉高风温及节能技术

介绍了鞍钢高炉热风炉高风温及其相应节能技术的进步。重点叙述了鞍钢热风炉长期坚持使用低热值煤气烧炉的特点,开展了热风炉结构形式的改造和热风炉自预热、前置炉及辅助热风炉等根本性改造和对热风炉的多项综合节能技术的研究与应用,实现了热风温度大幅提高和热风炉烧炉煤气消耗的大幅降低,取得了良好的效果。     

济钢1750m~3高炉热风炉设计特点及运行效果

济钢1 750 m3高炉配置3座卡鲁金顶燃式热风炉,根据热风炉的设计特点制定相应的操作参数,在单烧高炉煤气及普通空、煤气双预热条件下,实现了年平均在1200的稳定高风温。     

梅山高风温长寿命内燃式热风炉的设计与生产实践

简要回顾了梅山内燃式热风炉的历史和现状,分析了梅山2号高炉配置的高风温长寿内燃式热风炉采用的新技术及初步效果。认为强化燃烧能力、提高热流强度、缩短送风时间、发挥预热助燃空气和煤气的作用、回收废气热量、提高总热效率、加强操作技术管理是热风炉高风温长寿的有效手段。     

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。