炼铁高炉送风装置(送风支管)的应用与改造
高炉送风直吹管结构优化设计浅析
高炉送风直吹管结构优化设计浅析作者：郭朝来源：《科技风》2016年第05期摘要：送风装置的作用是将热风围管高温、高压的热风，输送到高炉本体，热风在小套出风口与煤粉生成一氧化碳，从而完成铁矿石的冶炼。
在整套送风装置系统中，直吹管由于受大中小套及附属水管的限制，其结构紧凑、耐火料较薄，是送风装置最薄弱的部件。
送风装置的发红烧穿，多发生在直吹管部位，因此，合理的优化设计直吹管显得尤为重要。
本文介绍了直吹管在结构设计时需要注意的一些问题。
关键词：送风装置；直吹管；优化设计1.前言近二十年来，世界钢铁工业发达国家迅速实现了炼铁高炉的大型化、高效化和自动化。
由于在高炉生产上采取了精料及喷吹煤粉等措施，加上操作水平的提高，保证了高炉的稳定运行，为高炉接受高风温奠定了基础。
送风装置在炼铁工艺中，是将热风炉加热的1250～1350℃的热空气送入高炉的主体装置。
送风装置的使用寿命，对高炉的稳定运行及安全生产有至关重要的作用。
近年来随着炼铁技术不断进步以及高风温、高富氧、大喷煤的应用，高炉送风系统不断出现开裂、烧塌或烧穿等事故，这些事故如果提前做好预防可以将损失降到最低。
否则，一旦发生事故，轻者烧坏设备，重者还会造成人员的伤害或死亡。
在送风装置设计中，鹅颈管、补偿器、弯头由于受到的限制较小，可以适当加大关键部位的管体尺寸，增加管内耐火材料的厚度，从而减低其表面温度、减少热风损失、提高热风利用率，从而延长其使用寿命。
但直吹管由于受到大中小套及其水管的空间限制，其外形尺寸较小、结构紧凑、耐火料较薄，从而成为送风装置中最薄弱的部件。
送风装置的发红、烧穿，多发生于直吹管。
由此，在有限的空间内，合理进行直吹管的结构设计，显得尤为重要。
2.直吹管的结构设计通过分析炼铁高炉直吹管烧穿的案例、高炉送风装置新做及改造的经验，直吹管耐火料最薄弱的位置是煤枪罩的末端。
根据以往的设计经验及现场使用状况，得出如下经验值：对于容积800以下的高炉，一般要求煤枪罩末端的料厚大于25mm，800以上的高炉料厚大于30mm，1260以上的高炉要大于35mm。
高炉送风装置技术协议
凤城市凤辉硼业有限公司600m³高炉送风装置技术协议甲方：凤城市凤辉硼业有限公司乙方：秦皇岛市渤海金属软管厂年月日600m³高炉送风装置技术协议凤城凤辉钢铁有限公司（以下简称甲方），秦皇岛市渤海金属软管厂（以下简称乙方），双方就凤城凤辉钢铁有限公司1#600m³高炉送风装置设备的供货范围、设计原则、技术性能参数描述、制造标准、质量保证、设备验收、现场服务等技术问题进行详细、认真讨论，打成公事，指定如下技术协议：一、设备供货范围：1、供货设备送风装置16台套2、供货范围变径管（包括变径接管和法兰）波纹管补偿器（组件）弯头装置（带窥视控装置）直吹管上不弹性拉杆下部弹性拉杆所有紧固件（螺栓8.8级，楔栓M48，35CrMo、10.9级）密封件（不锈钢包覆陶瓷纤维）隔热垫（唤醒陶纤毯）送风支管贯通流域内的浇注料捣制二、技术要求及说明1、乙方严格暗战哦双方确认的图纸（图号：BHSFZG(FC)450-00）要求和本协议要求进行设备的详细设计与制造。
2、介质参数：热风温度：1250℃热风压力：0.4MPa要求外壳温度<200摄氏度3、波纹补偿器采用复式铰链型补偿器，横向补偿量≥50mm 主要由两组铰链型波纹补偿器和一段中间接管组成，波纹管与导流筒之间用含锆型的三氧化二铝纤维毡（毯）进行隔热并捣实，降低表面温度，起到隔热作用，导流筒采用双套式，两套之间有一定的间隙，导流筒内壁用钢纤维刚玉浇注料进行捣制，其结构为迷宫式的隔热结构，在两个波纹管补偿器和中间接管之间采用不锈钢包覆垫密封，陶瓷纤维毡捣实进行隔热。
不问管材质选用那个耐高温性能好的材料SUS321,并且采用多层结构（单层波纹管成型后固溶处理、酸洗、钝化），保证其强度性能及温度要求。
波纹管管坯的焊接采用氩弧焊，并对其焊缝进行整体压力检验和气密性试验，补偿器的整个制造过程和检验，均应符合国家标准GB/T12777-99等规定的有关要求。
高炉送风装置工作原理
高炉送风装置工作原理下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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高炉送风直吹管制造工艺与工装
机床/附件/工袭MACHINE TOC RIES/FIXTURE高炉送风直吹管制造工艺与工装■莱芜钢铁集团有限公司（山东莱芜271104）袁广华马利永张庆魁摘要：本文主要介绍了高炉送风装置直吹管对装工装，解决了直吹管法兰、球头与本休锥形管的垂直度问题，喷煤枪斜插管与本休中心线的角度问题，保证了制造质量。
高炉送风装置是将热风炉的热风输送到高炉内部的一条通道，同时还承担向高炉喷吹煤粉的任务，是高炉炉体系统的关键设备。
而高炉送风装置的核心部件直吹管是送风系统中的一个薄弱环节，吹管外形受尺寸的限制而又必须满足进风面积的需要，结构设计相对较为复杂，制造难度大，是整套送风设备中的易损件。
1•直吹管结构直吹管结构如图1所示。
直吹管的制造难点在于：①对装焊接过程要保证件2锥形管与件1法兰的垂直度，件2经卷板机卷制而成，大小头端面圆平直度及两端平行度误差导致与法兰对装后难以保证垂直度要求。
②件6球形端头加工后与件2锥形管对图1直吹管结构示意1.法兰2.锥形管3.斜插管4.侧腔5.耐火材料6.前球形端头装，在使用过程中要保证锥形球头与风口小套紧密接触，这就要求锥形球头与件2锥形管同心，2•测量尺的使用方法使用时：①根据被测工件直径预先准备一些常用标准的量块（见图6）。
②将千分表和支点用标准量块校准，量块在千分表和右支点之间，通过移动右支点座，调节千分表读数为零，然后锁紧左右支点座的紧固螺钉。
③将定位块靠紧工件端面，千分表测头和支点依次接触工件，转动测量尺，在0°、90°位置处测图6常用标准量块量，即可测出外径的尺寸和其圆度值。
使用时注意：①紧固时使千分表不动即可，以保持千分表表头灵敏性。
②左、右支点座和定位块的紧固螺钉用力要均匀，不能倾斜。
③两个定位块端面要同时靠紧工件端面。
按照以上操作就能准确地完成测量过程，并且能够得出准确的结果。
测量内径时只需将左、右支点座位置调换即可，如图7所示。
图7内径测量示意3結语该测量尺结构简单，使用方便，提高了工件检测效率，已经应用到笔者的加工车间，测量精度能够满足设计要求。
高炉炼铁厂热风炉顶燃式改造施工及焊接工艺
（ ２ 坼 除倒流休风管３ ２ ． ５ ５ ｍ 平台以上部分 。 （ ３ ） 在３ ２ ． ５ ５ ｍ 平 台上搭设作业脚手架
（ ４ ） 戈 Ⅱ 线 ：热风 炉新 旧炉壳拼接线标高为３ ７ ． ７ １ ｍ，从 圆弧拐角往上返
预蛆 越 示意 田
３ ４ ９ １ ｍ ｍ 位置划线 ， 预 留５ ０ ａ ｒ ｍ 修缝余量 ， 拆除部分拱顶重量约为６ ． ５ ｔ 。 （ ５ ） 在炉壳上开孔穿钢丝绳绳扣 ， 挂钢丝绳 ， 选用高炉炉壳 吊装用钢 丝 绳及绳扣进行热风炉拱顶拆除。
进行 吊装 。 使 用均布炉壳 圆周 的四个 吊点 ， 将拼装合格 的高炉炉壳在不变 据参加 焊接 的人数 ， 均匀划分为相同的等份 ， 使每位焊工焊接 长度相 同。 安装每带炉壳采用 四根 ３ ６ ． ５ 吊绳 ， 绳长为 １ ８ ｍ， 用３ ０ ｔ 卡环进 行吊装 ， 为防止 吊索的水平力使炉壳变形 ，在 四个 吊点 的正下方３ ０ ０ ｍ ｍ的地方 用
１工 程概 况
热风炉是高炉炼铁工艺的重要组成部分 ，它 由三座完全相 同球式热 风炉组成 ，在高炉生产过程 中三座热风炉轮换 工作 ，通过炉 内烧红 的耐
３ 壳 体 的分 节组 装 与分
部 组对
３ ． １ 在平 台上标 出壳体钢板 材， 把鼓风机站送来 的冷风 加热到约 １ ０ ０ ０ ￣ Ｃ， 通过热风 总管 、 高炉热风 围 圈的纵横坐标线及其中心线。 管和送风装置将热风源源不断的送往高炉 ， 完成冶炼过程。 ３ ． ２按下 图２ 所示 设置组 合
（ １ 所 有能源介质管道均 已封堵切断。 和脚手架挂耳。
（ ２ ） 炉内耐材全部拆除完毕（ 韶钢建设公 司完成 ） 。 （ ３ ） 炉外脚手架搭设完毕 （ 韶钢建设公司完成 ） 。 （ ４ ） １ ５ ０ ￣ 履带 吊 拆杆 至７ ０ ｍ， 转场至热风炉区域 。
炼铁高炉送风系统改造
炼铁高炉送风系统改造樊明义（炼铁车间）【摘要】通过高炉送风装臵薄弱环节改进，加强管理，提高检修水平，延长各部件使用寿命，做到计划检修，保证高炉顺行关键词：送风支管弯头球面密封挂耳补偿器连接管法兰接头直吹管崇利制钢有505m3高炉3座，风温最高1250℃，每座高炉14个风口送风装臵（送风支管），它将热风围管送来热风通过风口输入炉缸，同时还由它向高炉喷吹燃料、矿粉、溶剂等物质，送风支管长期处于高温、多尘环境中，工作条件严酷，随着高炉冶炼强度和风温、富氧、顶压的提高，高炉风口设备及进风弯管出现以下问题：1、不锈钢补偿器价值昂贵，容易变形、发红。
2、法兰接头水夹套焊口易开裂，焊补难度大，出现内、外漏水，收集困难。
3、直吹风管由φ219*6无缝管内衬耐火混凝土，内衬厚度只有36mm由于内衬太薄，直吹管发红，温度太高时只能靠打水降温，甚至出现风管烧穿现象，不得不休风处理.而发红打水造成炉坑积水，一旦发生炉皮烧穿或主铁沟铁水泄露遇水爆炸等次生灾害，将造成不可估量的安全事故，同时影响高炉送风和检修周期。
4、新弯头与连接管安装各部配合很好，经过一次休风使用后，二次使用密封球面部位即出现漏风现象，即使用铜线捣压密封，仍然漏风十分严重。
等下次休风检查发现，球面密封部位变形，挂耳部位与垂直方向尺寸出现差异，挂耳两侧向内变形，垂直方向向外扩展，呈椭圆形。
经过两、三次休风之后，两个方向尽然相差10mm以上，泄露严重，不得已报废。
产生球面密封变形原因：进风弯管热风温度1100-1250℃，挂耳与球面密封部位一体，弯头与连接管装配紧固力来源于大锤敲击拉紧装臵大板肖，利用挂耳受力，巨大力量直接传递到连接管配合密封球面上，在大板肖大力紧固之下，两侧受到向上的拉力，产生很大内应力。
休风卸下弯头与直吹管，不均匀的内应力造成弯头密封面变形，久而久之，变形逐渐加大，泄露越来越大，最终导致弯头与连接管球面密封面严重变形，在高温热风长时间冲刷下，弯头与连接管报废。
高炉的休风、送风及煤气处理
高炉的休风、送风及煤气处理高炉是冶金工业中常用的高温反应设备，主要用于炼化铁和生产钢铁。
在高炉的运行过程中，休风、送风以及煤气处理等环节起着至关重要的作用。
以下将对高炉的休风、送风和煤气处理进行详细介绍。
休风是指高炉停炉期间的一种操作。
其目的是排空高炉内的废气和煤气，并进行相应的检修、维护以及更换耐火材料。
休风过程主要分为准备、排煤、处理煤气和排气四个步骤。
首先，在休风前要对高炉进行充分的准备。
这就包括炉渣的清理和炉壳的检查修理等工作。
其中，炉渣的清理是确保高炉内部清洁的前提，其通过将高炉内的炉渣清理干净，以确保下次操作能够正常进行。
而炉壳的检查修理则是为了保证高炉的正常运行。
只有将炉壳中的各个部分进行检查和修理，才能够保证高炉的操作安全性和稳定性。
其次，在休风期间需要对高炉内的煤气进行处理。
煤气处理是高炉休风过程中必不可少的环节。
在这一阶段，首先要将高炉内的矿渣抽出，并将其送入矿渣分选机进行分离。
这样可以使煤气中的灰、渣等杂质被分离出来，从而减少了后续处理过程中的压力。
然后，将分离出的煤气送入煤气净化设备进行处理。
煤气净化设备主要通过化学反应和物理分离等方式将煤气中的有害物质，如硫化氢、焦油等进行去除。
这样处理后的煤气就可以进一步利用，提高能源的利用效率。
另外，休风过程中还需要对高炉进行排煤。
排煤是将高炉内的残余煤炭去除的过程。
通过将高炉内的煤炭杂质清理干净，可以减少高炉开槽期间的不利影响，并确保高炉下一次操作的正常进行。
为了保证排煤的效率，通常采用机械装置对高炉进行清理，这样既提高了工作效率，又减少了工人的劳动强度。
最后，在完成休风过程中的前几个步骤后，还需要对高炉进行排气。
排气是确保高炉内部煤气进一步被清空的过程。
通过对高炉进行排气，可以使高炉内的废气和煤气完全排出，从而为下一次操作做好准备。
总之，高炉的休风、送风以及煤气处理等环节是高炉运行过程中不可或缺的一部分。
通过适时的休风操作，可以确保高炉内部的安全和稳定性。
高炉炼铁-送风系统
④概念：
临界压力：风压过高时，风量迅速减少，如 果再提高压力，则产生倒风现象，此时的风 机压力称为临界压力。 风机的飞动曲线：将不同转数的临界压力点 连接起来形成的曲线。 风机不能在飞动曲线的左侧工作，一般 在飞动曲线右侧风量增加 20％以上处工作。
二. 轴流式鼓风机 1. 结构 示意图
轴流式鼓风机
一. 离心式鼓风机
1. 工作原理： 靠装有许多叶片的工作叶轮旋转 所产生的离心力，使空气达到一定的 风量和风压。
2 结构示意图：
四级离心式鼓风机
1－机壳；2－进气口；3－工作叶轮；4－扩散器；5－固定导向叶片；6－排气口
3. 特性曲线：
K－4250－41－1型离心式鼓风机特性曲线
特性如下：
①在某一转速下，管网阻力增加（或减小） 出口风压上升（或下降），风量将下降（或 上升）; ②风量和风压随转数而变化，转速可做为调 节手段； ③风机转速愈高，风压——风量曲线曲率愈 大。
6 送风系统
高炉送风系统包括 ：
鼓风机、冷风管道、热风炉、热风管路以 及管路上的各种阀门等
6.1 高炉鼓风机 6.1.1 高炉冶炼对鼓风机的要求: ①要有足够的鼓风量； ②要有足够的鼓风压力； ③送风要均匀、稳定； ④有良好的调节性能和一定的调节 范围。
6.1.2 高炉鼓风机工作原理及特性
常用的两种高炉鼓风机有： 离心式和轴流式
三. 燃烧室：
燃烧室是燃烧煤气的空间，位 于炉内一侧紧靠大墙。 1. 断面形状有三种：
圆形、眼睛形、复合形
燃烧室断面形状 A－圆形；B－眼睛形；C－复合形
2. 燃烧室尺寸：
燃烧室截面积（包括隔墙面积）占热 风炉总内截面积的22～30％，大高炉取小 值，小高炉取大值。
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炼铁高炉送风装置（送风支管）的应用与改造
众所周知，炼铁高炉送风装置（送风支管），是高炉炉前设备中至关重要的组成部件，也是热风管道系统中的薄弱环节，很容易出现特殊状况发生的地方，是决定高炉能否正常生产的关键。
目前国内高炉普遍存在着漏风、发红、外表温度高、使用寿命短、因漏风造成热能损失过大等诸多弊病，难以满足高炉冶炼对送风装置的使用要求。
在使用原有铰链型送风装置的高炉投产后，随着高炉冶炼的强化和风温、富氧、顶压水平的提高，高炉送风装置会出现漏风、发红的现象，为了维持生产，被迫临时采取吹冷风和打水处理，严重的将采取将法兰全部焊死的方法进行处理，无法维持生产时只能采取打包箍等作业，或将该装置换下。
但新的送风装置换上后仍会出现上述现象的发生，所以严重的影响了正常生产，并造成了热能的严重损耗和生产产量的下降。
我们知道，热风带入高炉的热量约占总温度的四分之一，目前热风炉温度所能提到的风温是1000—1300℃，提高热风温度是降低焦比的重要手段，也有利于煤粉的喷吹量，然而送风装置的漏风、发红限制住了热风温度、富氧率、煤粉的喷吹量的提高。
热风炉制造风温所产生的热量，是通过输送管道输入炉内的。
比如在输送环节中，热风在没有进入高炉前已丧失掉1℃的温度的话，那么热风炉在继续制热过程中，将会多消耗多少焦炭来提高所丧失的那1℃的温度呢？这将会给高炉在生产过程中所带来多大的损失呢？所以防止送风装置的漏风而带来的热能损耗问题是何等的重要。
那么对现有设备的合理改造和使用新型、寻找新的行之有效的、可替代的高炉送风装置势在必行，也是强化冶炼的必要手段之一。
而唐山金山冶金设备有限公司研制生产的、具有8项专利的—金山迷宫式高炉送
风装置，其特殊有效的内部结构，正是解决上述问题的关键所在。
金山迷宫式送风装置主要特点在于：轴向补偿量（每个补偿器的补偿量在±10mm）径向补偿（±1.5°），位于每个补偿器对称均布4根调整螺杆，用于进行手动和自行调节，并可在安装时对弯头与中段平法兰进行水平位移调整。
唐山金山冶金是目前国内唯一的一家专业制造高炉送风装置的生产厂家，其专利产品正是弥补老式结构形式——铰链型送风装置的诸多弊病，一改过去漏风、发红等现象的发上，降低了设备的更换和制造成本，并将热能损失降低到最低点，有效地改变了炉前噪音和工作现场的作业环境。
该产品已在宝钢2#4850 M3、4#4350 M3、1#5060M3、首钢5500 M3、首钢迁钢4350 M3、唐钢3200 M3、2000 M3、天钢3200 M3、2000 M3、济钢3200M3、1750 M3、梅钢3200 M3、天铁2500M3、莱钢1880 M3、宣钢M3、吉钢1800M3、南钢2500M3等多座大型高炉上得到普遍应用。
目前，金山迷宫式高炉送风装置在国内各大钢铁企业高炉工程使用的同时，也在应其它钢铁企业现在使用中的炼铁高炉进行技术改造工程。
在这些炼铁高炉中，因当时选择风口送风装置制造厂家时决策问题上的疏忽，造成该设备在使用3—8个月左右就出现漏风和整套送风装置的温度居高不下，频繁出现局部发红甚至于造成烧穿事故的发生，严重影响了正常的生产和该设备和其它设备的直接损害，有的还酿成大事故的发生。
为此，唐山金山冶金利用其专利产品—金山迷宫式高炉送风装置，对其进行了有效改造，使炉前的面貌得到了彻底的改善。
比如在宝钢、唐钢、邯钢、济钢、莱钢、永锋、石横特钢、宣钢、湘钢等高炉上都进行了成功的改造。
所有这些无疑为解决各企业大型高炉所面临的窘境，起到了非常重要的决定性作用。
今后我们将继续努力，为国内外各大钢铁企业设备的更新改造，做出唐山金山人应有的贡献。