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顶燃式热风炉热风出口的结构特点及常见损坏原因分析

编辑:耐火浇注料   时间:2021-03-23    浏览:   

顶燃式热风炉自下而上由蓄热室、燃烧室、混合室组成,热风出口位于燃烧室直段位置,河南耐火砖 是连接热风炉本体与热风支管的通道。相对于内燃式与外燃式热风炉来说,顶燃式热风炉热风出口位置较高。

热风出口的工作条件十分恶劣,随着热风炉燃烧和换热过程的不断强化,耐火材料要不仅要承受高温、高压的作用,还要承受气流收缩、扩张、转向运动所产生的冲击和振动作用。热风炉出口多种工况的恶劣条件下工作,是制约热风炉长寿和提高风温的薄弱环节。

表1不同高炉炉容配备的内燃式、外燃式、顶燃式热风炉热风出口高度对比

为了使热风出口与燃烧室直段大墙形成良好对接,热风出口一般采用内环砖加花瓣砖的组合体设计,内环砖通道为圆形与热风支管对接,花瓣砖为台阶形与燃烧室直段大墙对接。

图1 常见热风出口组合体设计示意图

图2 常见热风出口组合体损坏案例

热风出口损坏原因分析

1、工艺设计原因

顶燃式热风炉的热风出口一般设置在燃烧室拱顶的下部,热风出口位置较高,高铝砖 此部位炉体直径较大,炉壳竖直与径向膨胀量较大,热风出口后接热风支管在送风周期内,在热风压力的作用下产生很大的盲板力矩,造成炉壳与热风支管上部上部交界处出现较大的变形量,与钢壳接触的是隔热耐火材料,常温抗压强度3-5Mpa,受压容易破损,不能抵御从重质砖滑动缝窜入的热风,引起热风出口与支管交界处的钢壳温度升高,在上述过程周而复始出现的情况下,将出现变形加剧,温度不断升高的恶性循环,最终结果是热风出口砖衬变形甚至掉砖和钢壳开裂。

2、结构设计原因

热风出口组合体釆用单内环+花瓣砖结构设计,受上部耐火材料荷载和材料自身热膨胀影响承压能力不足,易坍塌掉砖。

热风出口内环通道与热风支管相连接,热风支管工作层砖轴向热膨胀力无法得到有效释放。热膨胀力作用在热风出风内环上造成内环砖向热风炉炉内倾斜,増大内环砖与花瓣砖之间缝隙引起热风窜入。

3、材质设计原因

热风出口位于顶燃式热风炉高温区燃烧室部位,在单烧高炉煤气、耐火砖材料厂家 空煤气双预热条件下该部位温度高达1380℃左右,较内燃式与外燃式热风炉热风出口工作温度高约100℃,工况条件恶劣。热风出口耐火材料在高温下易发生蠕变变形。

顶燃式热风炉相对内燃式与外燃式热风炉燃烧室工作温度更高,工作层多采用硅质及低蠕变高铝材质,热风出口位于燃烧室直段多采用低蠕变高铝材质,热风出口花瓣砖与内环管道砖在实际炉况下会有收缩变形,导致热风窜入隔热层,由于隔热砖荷软、重烧等指标不满足长期在高温下工作,时间久了出现收缩、软化导致炉壳高温。



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