外燃式热风设计及CAD.doc

目 录 1 热风炉本体结构设计 1 1.1 热风炉的概述 1 1.2炉基的设计和选择 3 1.3炉壳的设计 4 1.4炉墙的设计 4 1.5拱顶的设计 5 1.6蓄热室的设计 6 1.7燃烧室的设计 7 1.8炉箅子与支柱的设计 8 2 燃烧器选择与设计 9 2.1金属燃烧器 9 2.2陶瓷燃烧器 9 3 格子砖的选择 13 4 管道与阀门的选择设计 18 4.1管道 18 4.2.阀门 19 5 热风炉用耐火材料 21 5.1 硅砖 21 5.2 高铝砖 21 5.3 粘土砖 21 5.4 隔热砖 21 5.5 不定形材料 21 6 热风炉的热工计算 27 6.1 燃烧计算 27 6.2 简易计算 32 6.3砖量计算 35 7 参考文献 37 1 热风炉本体结构设计 1.1 热风炉的概述 （1）热风炉的原理是借助煤气燃烧将热风炉格子砖烧热，然后再将冷风通入格子砖。冷风被加热并通过热风管道送到高炉。目前蓄热室热风炉有三种基本形式，即内燃式，外燃式，顶燃式热风炉。传统内燃式热风炉如下图所示，它包括蓄热室和燃烧室两大部分，并由炉基，炉底，炉衬，炉箅子，支柱等构成。热风炉的有效尺寸决定于高炉的有效容积，冶炼强度要求的风温。 我国设计的尺寸参考表 表1-1 我国设计的尺寸参考下表： 100 250 620 1036 1200 1513 1800 2050 2516 4063 上 4346 5400 7300 8000 8500 9000 9330 99600 9000 10100 下 5200 6780 9000 9500 4.80 5.57 4.80 4.70 4.95 4.93 4.93 5.70 5.57 5.35 我所设计的热风炉是外燃式热风炉 外燃式热风炉是内燃式热风炉的进化和发展，他是燃烧室和蓄热室分别在两个圆柱形壳体内，两个室的顶部以一定方式连接起来。根据连接的方式不同形成了四种主要的结构形式，即地得式，拷贝式，马琴式和新日铁式，如下图所示： 地得式外燃式热风炉拱顶由1/4小球拱和1/4的大球拱将燃烧室和蓄热室连成一体，如本钢的5号高炉；拷贝式外燃式热风炉两室的半球拱顶又配有膨胀圈的连接管连接；马琴式蓄热室的定不是有锥形缩口，拱顶是由两个半径相同的1/4球顶和一个平地半圆柱连接管组成，如鞍钢1050高炉；新日铁式热风炉的蓄热室拱顶有锥形缩口，拱顶由两个半径相同的半球形顶和一个圆柱形管组成，连接管上设有膨胀补缩器，如马钢的3600高炉和宝钢的所有高炉。 根据一序列的参考材料我选择设计新日铁式外燃式热风炉 新日铁是外燃式热风炉的特点：蓄热室拱顶有锥形缩口，拱顶由两个半径相同的半球形顶和一个圆柱形管组成，连接管上设有膨胀补缩器。为了使热风和混入的冷风混合均匀，在每一个热风炉燃烧室热风口处设有一个混风室，在混风室和燃烧室之间的连接管上亦设有通用型伸缩管，以吸收两者的不均匀膨胀和连接管的轴向膨胀。 我国目前使用的外燃式热风炉（地得式，马琴式，新日铁式）数量已达40多座，其中使用最多，应用效果最好的为新日铁式外燃式热风炉。 设计的过程中可参考太钢4350高炉热风炉的设计设计参数参照表 表1-2 太钢4350m3高炉设计参数： 项目 燃烧室炉壳外径mm 燃烧室炉壳外径 mm 拱顶温 度℃ 格子砖 高度 mm 送风风 温度℃ 格子砖 类型 单位炉容加热面积 m2/m3 燃料组 成 每座热风炉加热面 积 参数 10000 6100 1450 35010 1250 七孔高效 74.4 高炉煤气，焦炉煤气 80910 新日铁式热风炉炉型结构如下图： 由于整个热风炉重量很大又经常震动，且荷重将随高炉容积的扩大和风温的提高而增加，故对炉基压球很严格。地基的耐压力不小于2.0~2.5kg/cm2了防止热风炉产生不均匀下沉而使冠达变形或撕裂，将全部热风炉基础做成一个整体，高出地面200～400mm，以防水浸基础由或16Mn钢筋和325号水泥浇灌成钢筋混泥土结构。土壤承载力不足时，需打桩加固。生产实践表明，不均匀下沉未超过允许值时，可将热风炉基础又做成单体分离形式，如武钢、鞍钢两座大型高炉，克节省大量钢材。 热风炉的炉壳由8～20mm厚的钢板焊成。对一般部位可取：δ=1.4D（mm）。开孔多的部位可取：δ=1.7D（mm）, δ为钢板厚度（mm），D为炉壳内径（m），钢板厚度主要根据炉壳直径、内压、外壳温度、外部负荷而定。炉壳下部是圆柱体，顶部为半球体。为确必威体育官网网址封炉壳连同封板焊成一个不漏气的整体。由于炉内风压较高，加上炉壳耐火砖的膨胀，使热风炉底部承受到很大的压力，为防止底板向上抬起，热风炉炉壳用地脚螺栓固定在基础上，同时炉底封板与基础之间进行压力灌浆，保证板下密实，也可以把地脚螺栓改成锚固板，并在