[实用新型]高炉热风炉蓄热格子砖

说明书

技术领域

本实用新型涉及高炉热风炉用蓄热体，具体地指一种作为换热中间媒体的高炉热风炉蓄热格子砖。

背景技术

热风炉作为高温蓄热式换热装置，其蓄热室内砌筑了大量的蓄热体，在热风炉的换热过程中，蓄热体作为换热中间媒体，通过周期性的蓄热(烧炉期)和放热(送风期)，实现高炉的高风温鼓风。蓄热体的热工性能直接影响到热风炉的热效率与高炉鼓风温度水平，进而影响到高炉的能耗、冶炼强度等技术经济指标。

热风炉常用的蓄热体为格子砖。现有技术研究多为通过缩小格孔尺寸、减薄格子砖的当量厚度以及提高单位体积换热表面积等手段，来改善格子砖的热工性能，提高换热效率、延长使用寿命。授权公告号为CN201072233Y的中国专利《多孔蜂窝状格子砖》公开了一种孔径范围为Φ28～Φ10mm、格孔数为31～61的多孔蜂窝状格子砖，通过减小格孔直径、增加格孔数量、提高格子砖换热表面积来增加格子砖加热面积与蓄热体积。然而，受格子砖强度要求的限制，致使换热表面积的提高幅度有限。同时，其竖向通孔为等直径通道，表面换热系数低，制约了其换热效率的进一步提高。

公开号为CN1595042A的中国专利《一种热交换器强化换热装置》公开了一种螺旋式或叶片式换热强化旋流装置，通过在耐火格子砖的管孔内设置一定数量的旋流装置，使格子砖通孔内流体直线流动转化为强烈的旋转流动，从而减薄孔壁层流底层厚度，强化表面对流换热并提高化热效率。授权公告号为CN201232067Y的中国专利《用于高炉热风炉的格子砖》公开了一种采用导流片组强化格孔换热的格子砖，通过在格孔内壁周向均匀间隔设置的导流片组，实现格孔内气流的旋转，达到强化格孔壁面换热的目的。此两件专利的技术方案为在格子砖的通孔内设置旋流装置或导流片组，其不足之处在于它不仅增大了格子砖的制作难度与流动阻力，同时也增大了旋流装置耐火材料的热应力剥落与通孔堵塞的风险。

公开号为CN1414117A的中国专利《热风炉用组合式蓄热体》公开了一种由蓄热砖体和格子砖组成的组合式蓄热体，格子砖的格子结构形式可为方形、长方形、圆形或多边形中的任一种；蓄热砖体可为圆柱体、锥形体或球体中任一种。与现有整体穿孔的格子砖蓄热体相比，组合式蓄热体的气流阻力增加5～10％时，则单位体积的加热面积可提高50％以上。其不足之处在于：组合式结构蓄热体同样增大了制作难度与流动阻力，尤其是结构异形的蓄热砖，同时也增大了蓄热砖耐火材料的热应力剥落与通孔堵塞的风险，并降低了蓄热体的综合稳定性。

授权公告号为CN201688705U的中国专利《多孔波浪形蜂窝格子砖》公开了一种多孔波浪形蜂窝格于砖，该格子砖是俯视方向为等边六边形的棱柱体，包括上表面、下表面和侧壁，所述格子砖表面设置有多个波浪形完整格孔，每个侧壁上分别设置有间距相同的波浪形半孔，每个棱上各设置一个三分之一波浪形孔，解决带圆孔格子砖传热面积偏小和热交换面积提高困难的难题。虽然波浪形格孔有效地扩展了格孔的换热表面积，但波峰波谷间换热条件存在差异，导致波浪形格孔温差热应力大，在格子砖吸热与放热交替变化过程中，易引起波峰耐火材料热应力剥落，不仅恶化了格子砖的换热效果，还可能导致格孔通道堵塞。

文献《热风炉蓄热体高发射率节能涂层的制备及应用》(钢铁，2007，42(12)，81-84)一文报道了在热风炉格子砖表面制备高辐射涂层及其应用效果，通过在350m³和1750m³高炉热风炉上的应用，使热风温度分别提高57℃和28℃，同时减小送风温度的波动，降低废气排放温度，节约燃料消耗10％左右。虽然高辐射率涂层增强了格孔避免的辐射换热性能，强化了辐射气体与格孔壁面之间的辐射换热，但由于格孔直径小，气体辐射平均射线行程短，辐射换热对综合换热贡献较小，同时，送风期的空气中主要为非极性分子，不易发生辐射传热，从而影响了高辐射率涂层的实际使用效果。

授权公告号为CN201318798Y的中国专利《新型多孔格子砖》公开了一种竖向通孔由等直径段与变直径段构成的多孔格子砖，变直径段外口与砖体上相连的斜向大孔径构成喇叭状通道，等直径段的外底面上有与等直径段相通的平行水平通道；其堆砌方法是在一个层面上相邻格子砖水平通道相通，便于气流的水平方向流动，在上下格子砖之间是小孔径连接大孔径，通过格孔形状的突变强化对流换热。其不足之处在于：等直径段与变直径段交界部截面面积的快速变化，导致气流冲刷磨损严重，特别是上下格子砖之间是小孔径与大孔径连接，由于通孔截面积的突变，导致磨损剧烈与内凹部的热应力剥落，增大了通孔的流动阻力与堵塞的风险。

发明内容