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球團豎爐設計

球團豎爐爐體由爐皮、鋼結構框架及磚墻構成。由于球團豎爐屬于正壓操作,所以磚墻結構合理、經久耐用,爐皮密封及鋼結構強度高,不產生應力變形是設計爐體時必須注意的問題。

1、爐皮及鋼結構框架

豎爐爐皮應采用6毫米鋼板,連續焊接,將整個爐體包起來,確保其密封性。

爐體采用的結構框架是與爐皮鋼板焊在一起,用來支撐和保護爐體,并承受爐體的重力及膨脹力等的框架。另外,煤氣燒嘴,人孔及爐前管道等都固定在框架上。嚴格說來,框架應按其受力情況的計算結果來設計,但由于受力復雜,而且計算值與實際偏差較大,因此可按經驗選取?蚣芏嗖捎秘弊咒摵筒垆(及組合件)制成。其布置形式除滿足受力要求外,還應考慮燒嘴、人孔、熱電偶孔的合理配置。

2、球團豎爐用耐火磚

磚墻砌筑質量是爐體密封性的根本保證。豎爐生產中,一旦耐火磚墻裂縫漏風,爐皮及鋼結構框架就易被高溫熱氣流燒變形,結果使爐皮與磚墻之間縫隙加大,高溫氣流到處亂竄,加速爐皮損壞。更嚴重的是爐體漏風后,會破壞爐內氣流的合理分布,甚幣影響豎爐生產。為此必須采用優質耐火磚,精心砌筑。

豎爐內層可用耐火粘土磚砌筑,也有的在爐膛內層采用高鋁磚,增加耐磨性。耐火磚的外層用保溫性能好的硅藻土磚或輕質粘土磚砌成,在磚墻與鋼板爐皮之間填入20毫米厚的填料層(夯實)。耐火磚的型號是T3型標準耐火磚。只有噴火道磚和人孔磚是用異型耐火磚。豎爐砌磚分爐膛、燃燒室和噴火道三部分。其中要求最嚴格的是燃燒室和噴火道,因為它們直接接觸高溫廢氣,而且承受1000毫米水柱的氣壓。當然爐膛部分也不可忽視,因為爐膛要承受爐料及氣流的摩擦與沖刷作用。砌筑的磚縫應不大于2毫米,而且灰漿一定要飽滿。在高溫區通常用70l磷酸鹽泥漿,其他部位用一般耐火泥漿。筑爐時必須保證質量(以減少生產中的麻煩,并延長爐子壽命)。比如某廠豎爐燃燒室下部砌筑質量好,磚縫不漏氣,因此在兩次豎爐大修中,該處爐磚沒有拆除,已使用8年之久仍然完整無損。這樣既減少了大修費用又提高了作業率。

砌磚時應特別注意下面幾個問題。燒嘴磚過去是用多塊異型耐火磚砌成,漏風與竄氣現象不易解決,F在燒嘴部位采用耐熱混凝土整體搗制,從根本上消除了這個缺陷。

人孔、熱電偶孔等,在爐墻通道內要保證磚縫嚴密,否則熱氣流沿通道內的縫隙向四周竄動。生產中曾發現在熱電偶孔處,由于磚墻與爐皮受熱后膨脹度不同,造成熱電偶孔錯動,曾發生熱電偶保護管被剪斷的現象。因此在設計中要考慮膨脹問題。通常在鋼板上留出橢圓孔,再加蓋板保持其嚴密性。

燃燒室拱頂過去是用耐火磚砌筑,耐火磚上再砌保溫磚,最上部用鋼板焊牢,并且將燃燒室熱電偶裝在拱頂上。結果在熱電偶孔及拱頂裂縫處漏氣,頂部鋼板被燒壞。因此現在熱電偶均改安在拱頂下面的側墻上。此外,某廠豎爐在拱頂耐火磚上面再錯縫砌兩層耐火磚,省去了輕質保溫磚,最上層用保溫材料或耐火泥砌平,取消了拱頂鋼板。這樣,由于拱頂壓力增加,密封性得到改善。實踐證明,以粘土.磚壓住拱頂的辦法也是有效的。

燃燒室與爐膛之間的爐墻承受爐內料柱的側壓力,容易造成爐墻向燃燒室內凸起,為避免這種情況,可在燃燒室內垂直于燃燒室長墻的方向砌筑矮墻,將兩墻連起來,使爐料側壓力通過燃燒室內矮墻傳遞到燃燒室外墻。

爐口磚墻常因急冷急熱作用而出現長邊爐墻向里凸出現象,因此,在砌筑爐墻時,可將爐口長邊爐墻砌成向外凸出,生產一段時間后,爐墻可以接近于直線。

3、爐口烘床

爐口烘床由烘床水冷梁和烘干篦子組成。

a.水冷梁

由于水冷梁(5)是托架烘干篦子用的,因此它必須在高溫下具有足夠的強度。水冷梁過去是焊接的矩形結構,焊縫處容易出現開裂漏水現象,F已改用厚壁無縫鋼管,延長了使用壽命?墒撬淞悍旁跔t口要吸收較大熱量,而且當水質不好或發生停電停水時,水冷梁便會損壞。近幾年來,一直在尋求無水冷結構。曾用耐火混凝土、異型耐火磚、耐熱鑄鐵以及含鉻鑄鐵等結構進行試驗,均未獲得較好效果。因此,供給水冷梁的冷卻水一定要經過處理,且有足夠的壓力,嚴防斷水。此外,還可試用汽化冷卻。汽化冷卻不僅冷卻效果好,又做到了余熱利用,并可降低水耗。

b.烘干篦子

烘干蓖子普遍為篦條式,個別為百葉窗式。百葉窗式的特點是縫隙不易堵塞,但實際通風面積比篦條式的;篦條式雖易于拆卸更換,但有堵塞篦子縫隙的現象,需要經常清理。篦條材質有高硅耐熱鑄鐵和高鉻鑄鐵(含鉻2030)兩種,目前均在生產中使用。前者材料容易解決,后者壽命較高。

4、導風墻組合耐火磚

導風墻由磚墻和托梁構成。磚墻采用一般耐火粘土磚,砌成通孔。為防止堵塞,要求導鳳墻的通風面積大,但又要少占爐膛空間。

托梁為水冷鋼梁。起初鋼梁是用大型工字鋼焊接的,由于焊縫易出現裂縫漏水現象,后來改用無縫鋼管。一般根據磚墻荷重不同來確定上下排列的鋼管數量。關于無水梁,曾進行過空心磚拱梁、實心磚拱梁和耐火混凝土梁等試驗,均未成功。因此,以采用汽化冷卻的無縫鋼管梁為宜,或者采用厚壁無縫鋼管水梁。

5、爐體漏風的處理

由于操作不當或其它原因引起爐體漏風時,應及時處理。生產實踐中摸索出的一種較好方法是壓力灌漿法。這種方法是在漏風處焊一鋼管,用泵將701水泥砂漿灌入爐皮與砌磚之間。灌滿后去掉鋼管,焊好爐皮,即可解決漏風問題。

國內多數豎爐的面積是82。我國建造的新爐型,對使豎爐向長度方向擴大和設計大面積爐子十分有利。在設計中,可根據所要求的球團礦產量計算爐子的座數,和調整豎爐的面積。豎爐座數確定之后,就要進行球團豎爐本體的設計。一般來說,在豎爐本體設計中需要做如下的工作:

1)豎爐燃燒室的設計。根據豎爐熱平衡計算,確定單位產量的耗熱量;根據燃料燃燒計算,確定廢氣量和燃燒溫度。

2)豎爐各段高度設計。根據豎爐熱交換計算,確定各段溫度和球團的停留時間以及爐口廢氣溫度和排礦溫度等。

3)爐皮及鋼結構設計。根據爐皮受力分析及其計算,確定鋼結構配置及鋼材型號等。

4)風機及加壓機選擇。根據爐內氣流阻力計算,確定風壓;根據熱平衡和燃燒計算,確定煤氣量和助燃風量;根據熱交換計算,確定冷卻風量;根據管路阻力(包括燒嘴)計算,選擇風機壓力。

5)計器儀表選擇。根據燃燒計算、熱平衡計算及爐內氣流阻力計算,選擇溫度、壓力和流量計器儀表。

6)管路設計。根據熱平衡計算和燃燒計算,確定管道直徑。

7)燒嘴選擇與設計。根據燃燒計算與熱平衡計算,確定燒嘴處理量。





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