球式热风炉

1、它比内燃式热风炉更容易获得高风温。

2、在可以获得同样高风温的条件下，球式热风炉比改进型高效内燃式热风炉可节省投资30%以上。由于球式热风炉的体积小，结构简单，材料用量大大少于内燃式热风炉，从而大大节省了投资。

3、球式热风炉作为一种顶燃式热风炉，将拱顶空间作为燃烧室，从根本上克服了内燃式热风炉燃烧室隔墙倾斜、倒塌、开裂的固有缺陷。

球式热风炉技术始于20世纪50年代末期。为了提高风温，1959年和I960年人们在3m3和0.5m3高炉上进行了球式热风炉的系统试验，研究证明球式热风炉可以获得10001200t：的高风温。当时由于布袋除尘技术没有跟上，加上耐火球材质较差，使球床寿命过短而未取得预期效果。

从球式热风炉配套的高炉容积的逐渐升级变化出发，球式热风炉技术发展大致可分为三个阶段。

技术起步阶段（1974－1982年）：为球式热风炉的起步时期。1974年河北涉县铁厂13m³高炉同时采用球式热风炉和布袋除尘器，试验取得了成功，到1978年就发展到全国约20个省区100多座高炉，配套高炉容积从6m³、13m³、28m³到55m³。万福铁厂从1979年开始在73m³高炉上进行球式热风炉中间试验和工业试验的升级使用，1982年升级应用成功，获得了1000℃左右的高风温，使球式热风炉配套的高炉容积增加到了73m³。

推广使用阶段（1982－1992年）：新建及改造的100m³高炉上普遍采用了球式热风炉。如包头东风钢铁厂、千里山钢铁厂、江油钢铁厂、成都钢铁厂、大渡河铁厂、呼市铁厂等等。尤其在四川发展很快，特别是四川威远钢铁厂185m³高炉球式热风炉于1986年1月建成投产，获得了1195℃的高风温，且拱顶温度与热风温差值一般在50－80℃，使我国球式热风炉技术向中型高炉发展前进了一步。1991年成都钢铁厂318m³高炉采用的球式热风炉建成投产，成为当时我国最大的球式热风炉，这使得球式热风炉技术进入中型高炉使用阶段。西安建筑科技大学于1993年对其进行了热平衡测定计算与分析研究工作。研究结果认为，成钢球式热风炉达到且超过了设计风温1050－1100°C的水平，热风炉拱顶温度与热风出口温度之间的温差只有72.36℃，本体热效率达74.18%。

成熟发展阶段（1992年至今）：球式热风炉技术的发展走向成熟。从成钢、威钢的大中型球式热风炉使用经验来看，解决了复杂的技术问题，实现了机械化装卸球，兹举几例如下：

1994年7月汉钢380m³高炉外燃式球式热风炉投产；1995年5月威钢318m³高炉球式热风炉投入运行；1996年7月成钢335m³高炉球式热风炉投产；1997年6月湖南涟源钢铁厂318m³高炉球式热风炉投产；1997年四川达州钢铁厂335m³高炉球式热风炉投产；2000年2月及8月南昌钢铁厂350m³高炉球式热风炉及津西钢铁厂350m³高炉球式热风炉也分别投入运行;2001年4月成钢2号高炉大修扩容至345m3，配4座球式热风炉已投入运行；同年柳钢350m3高炉也采用了球式热风炉，进而推广应用到750i"J-main-content-end-dom">

球式热风炉结构示意图a一落地式b一架空式

球式热风炉的根本在于球床代替了格子砖，而使蓄热室热过程和结构参数发生了显著变化。由于气体在球床或格子砖室内的运动是不规则紊流运动，其横向、纵向等多维断面都参与了热交换，故用单位体积球床或格子砖室所具有的能参与热交换的表面积表示的加热面积。球床为格子砖的3～5倍，传热系数比格子砖大10倍。因此在总加热面积相同的条件下，球式热风炉蓄热室的体积小得多，加之采用了顶燃式结构，故球式热风炉体积小成为其第二大特征。

高炉用热风炉的形式主要有三种，内燃式、外燃式和顶燃式。20世纪60年代，人们在传统的内燃式和改造型内燃式的基础上开发了外燃式热风炉。它以燃烧室独立于蓄热室之外、燃烧室和蓄热室通过拱顶连接管相连接的结构，克服了内燃式热风炉隔墙易损、气流偏析等缺点。在热风炉相同直径的条件下，外燃式热风炉的蓄热室面积比内燃式增大25%~30%，因此对提高热风温度和延长热风炉寿命提供了必要的保障。目前世界上要求提供1200摄氏度以上高风温的热风炉采用外燃式的约占70%以上。

外燃式热风炉在世界上经历了40年来的应用发展时期，为人类做出了功不可没的贡献。从现代化高炉越来越朝向大型化建设的趋势来看，外燃式热风炉还需要在总体能源利用、综合效率方面进一步提升，从而对高炉生产实现“资源节约型、环境友好型”。

外燃式热风炉是内燃式热风炉的进化与发展，现代大型高炉都采用这种型式的热风炉，其类型有地得式、科珀式、马琴式和新日铁式四种。

这些外燃式热风炉的特征，主要表现在拱顶及其连接的方式上。地得式外燃热风炉的拱顶由半个截头圆锥体联结2个半径不同的接近1/4的球形拱顶组成，整个拱顶整体结构星半卵形。科珀式外燃热风炉燃烧室拱顶和蓄热室拱顶由各自白不同半径的半球拱顶组成。马琴式外燃热风炉的蓄热室顶部具有圆锥形的缩口，蓄热室顶部直径

与燃烧室相同，拱顶由2个半径相同的1/4球形拱顶和大半个圆柱体组成。

从使情况上看，使用数量最多，应用效果最好的为新日铁式外燃热风炉。其特点有：

1、结构的长期稳定性：蓄热室项部有锥型缩口两拱顶间由一个圆柱形连接管连接，拱顶对称，尺寸小，气流分布好，从而减小了因高温蠕变引起的拱顶耐火砖变形。

2、采取了一系列防止晶间应力腐蚀的措施，如高温区用特钢作炉壳，内表面喷涂耐酸涂料，外表面包铝板，炉壳转折点采用曲线连接等。

3、拱顶连接管设波形膨胀圈，并用拉杆固定，形成柔性结构。

4、采用圆弧形底板、七孔蜂窝砖、三孔陶瓷燃烧器等。

5、设置了混风室，使热风温度均衡，减少对热风阀的热冲击，延长了热风阀的寿命。