[實用新型]一種非圓形送風截面的熱風管道內襯

有效

• 申請號: 201720304719.3
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN206570360U
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 王長春;韓向東;薩伯丁·安東;汪小龍;賈冰
• 申請（專利權）人: 北京卡盧金熱風爐技術有限公司
• 主分類號: C21B9/10
• 分類號: C21B9/10
• 代理公司: 北京市中聞律師事務所11388
• 代理人: 王新發,常亞春

技術領域

本實用新型涉及一種適于黑色金屬、有色金屬冶煉高爐熱風爐用熱風管道，特別涉及一種大直徑的輸送高溫、高壓熱氣體的管道內襯。

背景技術

高爐冶煉需要一種熱風爐設備，用于加熱具有一定壓力的高爐鼓風，這種被加熱的高爐鼓風需要通過管道輸送到高爐，即所謂的熱風管道。這種熱風管道通過熱風支管與熱風爐組中的每座熱風爐相連，熱風管道的一端為盲端，另一端接入高爐的圍管。熱風管道外部由鋼殼制造，鋼殼用于承受鼓風壓力，鋼殼內部砌筑有耐火材料，起到保溫作用。耐火材料通常有多環耐火磚或者保溫材料組成，其中內環磚由重質磚砌筑而成，內環重質磚支撐外部各環的保溫耐火材料并承受熱風沖刷。常規的熱風管道由圓形鋼殼、圓形砌筑的耐火材料組成，送風截面也是圓形的。

熱風管道通常設計為圓形，這是因為圓形熱風管道受力最好且占地最小。熱風管道外部由鋼殼制造，圓形鋼殼用于承受鼓風壓力，鋼殼內部沿鋼殼內壁砌筑有耐火材料，耐火材料起保溫作用，保溫材料沿鋼殼也以圓形方式砌筑。熱風溫度為1100℃~1450℃，耐火材料通常由多環耐火磚和其它保溫材料組成，其中內環磚由多塊楔形的重質磚砌筑而成，楔形磚以管道圓心為中心砌筑，起到對外層保溫材料的支撐作用，外層耐火材料通常由輕質保溫磚、保溫棉和噴涂料組成，各層耐火材料具有不同的保溫效果，最外層的耐火材料與鋼殼接觸面的溫度為100℃~150℃，熱風管道鋼殼外部的溫度也為100℃~150℃。

提高熱風爐的送風風溫有利于降低高爐冶煉成本，提高鼓風壓力有利于提高高爐產量，因此，隨著高爐冶煉技術提高，熱風管道所輸送的熱風具有高溫、高壓特性，這就增加了常規的熱風管道內襯的不穩定性。對于圓形的內襯來說，內環重質磚一般采用楔形磚砌筑而成。熱風管道頂部耐火磚所受溫度最高（熱風管道內部的上部與下部溫差達數十度），同時受到熱風的高流速沖刷和數百度溫差的沖擊，并在外層耐火材料和自身的重力影響下，長期運行情況下很容易脫落，這就是常見的所謂熱風管道頂部耐火磚掉磚的現象。

隨著高爐爐容增大，高爐鼓風風量也隨之增加，因此，熱風管道直徑也越來越大，熱風管道內環耐火磚頂部脫落的隱患也會加重。這是因為，耐火磚的尺寸并不能隨著熱風管道管徑的增加而無限制增加，因為過大、過重的耐火磚不利于人工搬運和砌筑，制造難度也增大。當管徑增大且采用圓形砌筑方式時，楔形耐火磚的大小頭尺寸差也減小，因此，耐火磚的穩定性也隨之降低。作為對上述公知內容的驗證，根據實用新型人的計算，隨著管徑增加，耐火磚頂部所受應力也增大，也就是說，對于圓形耐火磚內襯來說，管徑越大，頂部受力情況也越差。

相比熱風管道內襯頂部，熱風管道內襯底部的溫度低數十度，且底部座于熱風管道鋼殼之上，結構相對穩定，因此事故率較低。

為了提高熱風管道內襯頂部的穩定性，有一種嘗試是將熱風管道頂部由砌磚方式改造澆注料，但這種方式顯然無法在整個數十米長的管道上實施，通常只能應用在熱風管道與熱風爐連接的T形部位，由于兩種施工方式不同，局部澆注料與耐火磚的結合部存在較大的脫落事故隱患。因此，局部采用澆注料的方式通常只在應急維修時應用。

在俄羅斯，公開的研究資料顯示，早期技術人員曾經做過一些涉及到本實用新型的技術嘗試，在砌筑熱風爐熱風出口和熱風短管（即熱風支管從熱風爐熱風出口到熱風閥之間段）時采用的加強措施，包括在圓形的熱風出口上部增加特殊的拱形裝置—拱形澆注料、特殊的拱形磚等，通過這些拱形裝置承擔熱風出口上部耐火磚的重力載荷，從而降低熱風出口頂部耐火磚的承載，降低頂部耐火磚脫落的隱患。但上述技術方案因為施工復雜、與普通墻磚銜接部位容易受損，并沒有全面推廣。

高風溫、高風壓、大風量是當今和未來的高爐冶煉技術趨勢，目前的熱風管道圓形砌筑設計（即所謂的圓形送風截面）無法滿足高穩定性和長壽命的要求，熱風管道經常需要維護，增加了熱風系統的運行成本。過去以及現有的一些技術嘗試并沒有從根本上解決現存問題，反而可能會帶來更嚴重的脫落事故。

實用新型內容

本實用新型需要解決的問題是：研究一種可以從根本上提高熱風管道、尤其是大直徑熱風管道內襯穩定性的設計和砌筑方式，解決高溫、高壓、大管徑的熱風管道內襯穩定性問題，提高熱風管道的使用壽命（無維護）?；诖耍诓捎脠A形熱風管道鋼殼的基礎上，以標準的圓形內襯設計為對比對象，提出了三種解決方案，所述各種解決方案的關鍵技術是：采用一種非圓形送風截面的設計，通過減小管道內襯頂部的拱形直徑的方式提高其穩定性；通過增大管道內襯底部直徑、減薄內環耐火磚厚度的方式保證通風能力（即送風截面積不變）。