蓄热体微纳米高辐射覆层对热风炉传热过程的影响

根据蓄热室内烟气与蓄热体的换热以及蓄热体的导热之间的能量平衡关系,建立了高炉热风炉蓄热室内部辐射与对流换热过程数学模型,并使用CFD软件对高炉热风炉蓄热室内部流动传热过程进行数值模拟.重点对石横特钢1080m3高炉3号热风炉(无覆层)和1号热风炉(有覆层)的烟气温度变化、热风温度变化、格子砖表面温度变化进行定量分析,并同现场热诊断结果进行比较.     

方大特钢新2号高炉高风温热风炉的设计特点

重点阐述了方大特钢新2号高炉高风温热风炉的设计特点。设计中,新2号高炉采用了一系列高风温成套技术,例如:高风温热风炉本体技术,包括高效陶瓷燃烧器、合理的蓄热室参数、完整的热风出口组合砖;高温预热技术,包括煤气低温预热工艺,助燃空气预热选择附加燃烧炉+板式预热器的预热技术;高风温长寿热风管系技术,包括热风主管通长大拉杆+端头补偿器组合、新型三岔口的内衬结构等。投产后,在没有掺烧高热值煤气的条件下,热风炉送风温度最高为1260℃,年平均风温1242℃。     

山钢日钢高炉热风炉低氮排放实践

山钢日照公司通过优化热风炉陶瓷燃烧器设计,改善助燃风混匀方式和热风炉高温区分布,并通过实践摸索,优化热风炉烧炉技术。在单纯燃烧低热值高炉煤气的工况条件下,在满足高炉高风温需要的同时,NO_x排放控制在30 mg/m~3以下,实现了超低氮排放,既满足了高炉风温需要,也减轻了企业环保税负。     

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℃.     

迁钢2号高炉霍戈文热风炉最佳煤气流量的数值模拟

针对热风炉由于高风温操作生成的氮氧化合物易导致热风炉炉壳晶界的严重腐蚀,从而影响热风炉使用寿命的问题,本文采用CFX11.0软件对不同煤气流量条件下霍戈文热风炉燃烧室的燃烧状态进行了数值模拟研究。研究结果表明:在高炉煤气热值为3000kJ/m3左右,预热温度为170℃,助燃空气预热温度为600℃的条件下,控制煤气流量在66000～74000 m3/h之间时,可同时获得较高的燃烧温度和较好的燃烧效率,能有效地控制拱顶温度,从而使热风炉长寿。此项研究为迁钢2号高炉霍戈文热风炉1280℃高风温工业实践的顺利实施提供了理论依据。     

顶部射流优化热风炉内燃烧行为模拟

提出了一种在热风炉燃烧器顶部增加空气喷嘴的新型结构,并利用计算流体力学方法建立了炉内燃烧、烟气流动、烟气与格子砖耦合传热的三维数学模型,对比分析了传统顶燃式热风炉与3种带有顶部射流结构的热风炉内流场、CO和温度的分布特点.结果表明：增加顶部空气射流后,燃烧室内形成中心空气与外层空气裹挟煤气的燃烧方式,提高了理论燃烧温度及燃料利用率;与传统顶燃式热风炉相比,顶部6喷嘴和12喷嘴热风炉的蓄热体截面平均温度提升了大约13 K,各个截面的均匀度提升了0.03%～0.5%,送风温度提升了10 K.     

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 ℃。     

热风炉自动优化燃烧系统在承钢的应用

主要介绍了自动优化燃烧系统在承钢炼铁厂热风炉的应用情况。该系统在热风炉整个燃烧期可根据风温指标及顶温、烟气温度上升速率自动调整煤气使用量;同时根据烟气残氧量控制顶温在规定的上限值内,有效增加热风炉中下部蓄热室的蓄热量。实现了自动调整风煤比值,使煤气燃烧充分,有效提高了热风炉的热效率。     

热风炉单位风量加热面积的合理选择

通过热工计算及分析,研究了热风炉蓄热面积大小等参数,认为可以通过加强操作,在热风炉单位风量加热面积30m~2/m~3左右的条件下,实现1200℃高风温的目标。     

高辐射覆层对热风炉传热过程影响的数值模拟

针对"高辐射覆层技术"在山东石横特钢集团1 080m3高炉两座热风炉上的应用,使用CFD软件对蓄热室内部传热和流动过程进行了数值模拟,分析了有覆层(1号热风炉)和无覆层(3号热风炉)热风炉的热风流动和传热过程,建立了蓄热室内部辐射与对流换热过程数学模型,得到了3号和1号热风炉的燃烧期的烟气温度与格子砖表面温度差的变化规...     

太钢4350m3高炉热风炉的设计

在新建的太钢4350m^3高炉新日铁外燃式热风炉的设计中,围绕高风温长寿命采取了一系列措施：蓄热室、燃烧室、混风室内墙体与拱顶的拱角相接处,采用迷宫式结构,防止独立砌体间窜风;在开孔部位采用组合砖,以提高这些关键部位的气密性和结构稳定性;蓄热室内采用带凹凸槽的小孔径七孔高效格砖,提高加热面积;采用分离型余热回收装置预热助燃空气和煤气等。     

我国热风炉的现状及提高风温的对策

分析了我国热风炉的现状，认为影响我国多数热风炉风温水平进一步提高的原因主要有两点：一是拱顶温度过低；二是热风管道系统的设计存在问题，为了进一步提高风温，应提高双预热的温度，在高温区采用硅砖，完善自控系统以及纠正热风管道系统设计存在的问题。     

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。     

热风炉用耐火材料的选择

为了满足热风炉高风温和长寿的需要，必须认真选择耐火材料。对于热风炉高温区用耐火材料，除了需要有低的蠕变率外，还必须有高的荷重软化点、低的重烧线变化率及较强的耐化学侵蚀和耐气汽冲刷的能力。设计、制造、用户等单位应该共同决定耐火材料的选择。     

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 ℃。     

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℃。     

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。     

Methods of increasing blast temperature at the chusovoi metallurgical plant

Conclusions A method was devised to calculate the theoretical combustion temperature of the gas-air mixture and estimate the temperature of the blast with allowance for the heat lost in the stoves and the hot-blast line. The method was used to perform calculations in order to determine if the heating of the blast by the stoves could be improved by using a mixture of blast-furnace gas and natural gas as stove fuel, adding oxygen to the combustion air, and preheating the gas-air mixture. For the conditions which exist at the Chusovoi Metallurgical Plant, the most economically and technically expedient method of heating the blast is the use of a mixture of blast-furnace gas and natural gas. The addition of up to 2% natural gas to the blast-furnace gas delivered to the stove burners should increase the temperature of the hot blast by at least 50°C. Chusovoi Metallurgical Plant and the AMI Company. Translated from Metallurg, No. 7, pp. 15–17, July, 1999.     

新型顶燃式热风炉技术的开发与应用

济钢开发的预燃室置于顶部的新型顶燃式热风炉,其燃烧产生的废气经多次导流并充分燃烧后,均匀进入以19孔高效格子砖为载体的蓄热体,支撑炉箅子的底部支柱具有均匀分配冷风的作用。热风炉具有整体结构稳定、风温高、操作安全等特点,适宜于新建热风炉或改造旧有热风炉。     

大型高炉热风炉技术的比较分析

 主要针对5000m3级别大型高炉的高风温热风炉技术进行技术比较分析,选择5000m3级别大型高炉的设计实例,在风温、风量、燃烧介质等热风炉设计参数相同的同口径条件下,对Didier外然式热风炉和顶燃式热风炉进行本体表面积和表面散热比较,同时通过数值模拟分析,比较这2种热风炉的高温烟气速度分布、高温烟气流场分布、格子砖顶面温度分布,为大型高炉热风炉形式的合理选择提供建设性建议。通过比较分析,顶燃式热风炉的本体结构技术、流场热传输技术较其他形式热风炉具有明显优点,顶燃式热风炉技术是目前高风温热风炉技术发展的趋势,对于大型高炉采用顶燃式热风炉技术可以取得可观经济效益。