热风炉蓄热体高发射率节能涂层的制备及应用

采用超细化技术制备出微纳米涂料,并在高炉热风炉蓄热体表面成功制备出微纳米节能涂层,涂层的发射率达到0.93,涂层厚度约为300μm.该高发射率涂层强化了气-固相间的辐射传热和内部导热,使蓄热体蓄热速率和热量增加.在高炉热风炉上的应用效果表明,涂层能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.     

格子砖涂覆高辐射材料提高热风温度的研究

对热风炉高温区格子砖的表层涂覆高辐射材料——高温远红外节能涂料提高风温的工作原理、实验室试验及工业应用效果进行了总结分析。实验表明，格子砖表层涂覆高温远红外节能涂料可以增加热风炉格子砖在燃烧期的吸热量和在送风期的放热量，有利于提高热风炉的蓄热能力。高炉应用实践表明，可提高风温28～58℃。     

蓄热体微纳米高辐射覆层对热风炉传热过程的影响

根据蓄热室内烟气与蓄热体的换热以及蓄热体的导热之间的能量平衡关系,建立了高炉热风炉蓄热室内部辐射与对流换热过程数学模型,并使用CFD软件对高炉热风炉蓄热室内部流动传热过程进行数值模拟.重点对石横特钢1080m3高炉3号热风炉(无覆层)和1号热风炉(有覆层)的烟气温度变化、热风温度变化、格子砖表面温度变化进行定量分析,并同现场热诊断结果进行比较.     

利用高辐射覆层提高热风炉风温的研究

纳米红外节能涂料是由优质的抗氧化物质经超细化处理制得的高辐射材料,将此材料涂覆于经表面处理后的格子砖表层,可提高格子砖的发射率,提高其蓄热能力。实验室试验表明,600℃时,蓄热量提高率为9.93%。1200℃时,蓄热量提高率为18.30%,岩相分析表明,涂料与格子砖呈渗态结合。工业应用表明,格子砖表层涂覆微纳米红外节能涂料可提高热风炉送风混前温度30℃,降低煤气消耗8%。     

高发射率涂料应用于高炉热风炉的节能效果

应用数值模拟验证高发射率涂料在热风炉内的使用效果并比较涂料的不同使用区域对热风温度的影响,得出高发射率涂料在高炉热风炉内的最佳使用区域为高温区。应用这一结果在两座热风炉上进行工业对比试验,经过热诊断测试判定高发射率涂料的节能效果。热诊断结果表明,应用高发射率涂料可提高热风温度25℃,降低废气温度13℃,提高热效率5%。     

高辐射覆层对热风炉传热过程影响的数值模拟

针对"高辐射覆层技术"在山东石横特钢集团1 080m3高炉两座热风炉上的应用,使用CFD软件对蓄热室内部传热和流动过程进行了数值模拟,分析了有覆层(1号热风炉)和无覆层(3号热风炉)热风炉的热风流动和传热过程,建立了蓄热室内部辐射与对流换热过程数学模型,得到了3号和1号热风炉的燃烧期的烟气温度与格子砖表面温度差的变化规...     

高辐射节能涂料提高高炉热风温度的研究

通过在热风炉格子砖采用高辐射节能涂料的现场实验,分析了高辐射节能涂料提高热风温度的机理.经实际应用得出,在不同的生产条件下,高辐射涂料的节能效率最高可达到4％.     

热风炉交错并联进风时的风温自动控制

高炉热风炉是采用蓄热的原理进行间断操作的热工设备,即在燃烧期热风炉蓄热室的格子砖受高温烟气加热,然后,转换到送风期,向热风炉送入冷风,由高温格子砖加热。但是随着送风时间的延续,格子砖温度逐渐下降,热风温度也逐渐下降。为了不影响热风温度,在热风炉的热风出口侧的混合室内或热风总管内将热风与冷风或低温风混合,以达到规定进入高炉的风温。     

津西钢铁8号高炉热风炉的改造

津西钢铁8号(1280 m~3)高炉卡鲁金改进型热风炉大修改造期间,采用高辐射覆层技术和直肋19孔格子砖两项节能技术,以改善蓄热体传热,提高热风炉热效率。生产实践表明,应用高辐射覆层技术的1号、2号热风炉,与3号热风炉相比,单位风量煤气消耗量减少了7.52%,平均风温提高了2.7℃,平均废气温度降低了7.5℃,可产生节约煤气和焦炭效益271.4万元/a。     

高辐射覆层技术在济钢高炉热风炉上的应用

考察了高辐射覆层技术对济钢高炉热风炉格子砖终点温度、温差及风温的影响,结果表明,在其他条件相同的情况下,使用覆层技术的2#1750m3高炉2#热风炉,格子砖终点温度提高了51.54℃,格子砖温差增大了86.67℃;使用5a后,终点温度提高112.23℃,格子砖温差增大了139.99℃;3#1750m3高炉3座热风炉应用高辐射覆层技术后,风温平均提高23.6℃,年效益达2173万元。     

热风炉蓄热设计及优化

随着工程设计要求不断提高、数值计算手段不断增强，当前已可以采用计算形式明确热风蓄热体换热过程的细节，对设计工作进行优化指导。对5座高炉热风炉蓄热体进行分析，讨论热风炉蓄热体设计优化条件、优化目标、优化变量间的关系，为蓄热体设计提供指导。在优化条件限制下，通过不同变量的目标比较，提出最优变量。以工程实际常用的耐火材料物理特性、工艺需求、煤气参数、操作为优化条件，以格子砖几何尺寸、蓄热体几何尺寸、不同耐材段蓄热体高度作为优化变量，通过数值计算的方法分析5座高炉热风炉蓄热体的传热过程，获得蓄热体传热过程参数。对比数值分析结果并分析其与投资、送风期热风温降等优化目标关系。5座高炉热风炉蓄热体数值分析结果表明，影响蓄热体高度方向温度分布的主导因素是蓄热体高度，不同耐材段蓄热体的高度受耐材使用温度限制；传热流量的主导因素是作业制度，热辐射传热与蓄热体表面黑度相关度较低，而结构格子砖几何尺寸不是蓄热体阻损的主导因素。结合分析结果给出5座高炉热风炉的优化建议，由优化条件、变量构成的准数可用于定量确定送风期热风温降，同时给出了蓄热体适宜的高径比以及热风炉数量、作业制度与格子砖几何尺寸的关系建议，可为今后...     

28M~3高炉使用卧式热风炉小结

我厂1号28M~3高炉在包头钢铁设计院的帮助下由管式换热式热风炉改建成卧式蓄热式热风炉,进行了两个时期试验,并为配合热风炉试验,高炉进行了一次大修。两年来的生产实践表明效果较好。热风温度最高达到1072℃,平均风温比铸铁管热风炉风温提高400℃,高炉产量提高20%,焦比降低11%。一、改进过程和生产概况第一次试验自1971年11月至1972年4月,使用2座钢壳卧式热风炉、1座耐热混凝土外壳卧式热风炉,蓄热室格子砖用平板砖,高炉仍为铸铁热风围管,使用热风温度600℃～     

热风炉蓄热室传热过程的数值模拟与应用

根据蓄热室热风炉结构特性,建立了蓄热室传热计算的数学模型。通过数值模拟分析了混烧焦炉煤气对平均送风温度和蓄热室顶部格子砖温度的影响。模拟结果表明:混烧焦炉煤气可以使送风温度得到升高,送风温度的升高与混入焦炉煤气的比例近似呈线性关系。应用表明,通过引入不超过2%的焦炉煤气,高炉入炉风温由试验期前的1073.2℃提高到1096.3℃,综合经济效益明显。     

顶燃式热风炉周期性工作的数值模拟

提高高炉热风炉热风温度对于降低能耗、实现经济绿色发展具有重要意义。以某2 500 m3高炉热风炉为原型,建立了顶燃式热风炉的三维数学模型。采用Fluent软件对热风炉在“两烧一送”工况下烧炉和送风的过程进行多次连续性仿真模拟。选用可实现的k-ε湍流模型、P-1辐射模型和涡流耗散模型分别应用于模拟流体的流动、辐射传热以及化学燃烧。在此基础上,进一步分析了混烧不同比例的焦炉煤气对热风炉内部温度场和热风温度的影响。模拟结果表明,在这两个工作过程中,热风炉蓄热室内部温度相差200 ℃,这是冷风在蓄热室中所吸收的热量;混烧1%和2%焦炉煤气均可以提高热风平均温度20 ℃。     

高风温下热风炉操作对蓄热室温度分布的影响

提高风温过程中,热风炉蓄热室温度分布将产生相应的变化。本文针对首钢迁安钢铁有限责任公司2号高炉热风炉,数值模拟高风温下各种热风炉操作引起的蓄热室温度分布变化。研究结果表明:烟气温度每提高10 K,蓄热室高温区(不小于1 573 K)向下扩展0.25 m;烟气速度每升高1 m/s,高温区将向下扩展0.83 m,烟气出口温度提高25 K;高风温条件下应增加硅砖高度,并通过加强中温区格子砖的热容和热导率,提高中温区的蓄热量和热交换效率。     

首钢京唐5500m3高炉BSK顶燃式热风炉设计研究

介绍了首钢京唐钢铁厂5500 m3高炉BSK顶燃式热风炉的设计创新。优化集成了特大型顶燃式热风炉工艺;研究开发了助燃空气两级高温预热技术和顶燃式热风炉高效陶瓷燃烧器。根据顶燃式热风炉特性设计了合理的拱顶和陶瓷燃烧器结构;采用高效格子砖,优化了蓄热室的热工参数与结构,确定了合理的热风炉蓄热面积。优化热风炉炉体内衬设计;采用了有效的防止热风炉炉壳晶间应力腐蚀的技术措施。根据蓄热室传热计算,合理配置了热风炉炉体耐火材料,提高了耐火材料技术性能。优化热风管道系统耐火材料结构设计,使热风管道系统合理化并满足1300 ℃高风温的要求。高炉投产后热风温达到设计水平,实现月平均风温1300 ℃。     

国家重点节能低碳技术——高辐射覆层节能技术 国家重点新产品——杰能王~纳微米高温红外节能涂料

正高辐射覆层技术是将具有高发射率、高耐火度、抗高温氧化性能的材料经超细化处理后,与高温胶复合成纳微米高温红外涂料,涂覆于经表面改性处理的蓄热体表面,形成与基体渗态结合的钉扎结构覆层,使蓄热体表面持续具有高发射率(高吸收率),强化辐射传热效果,提高炉窑热效率。高辐射覆层技术在高炉热风炉新建或大修时应用,强化辐射传热,提高蓄热能力10%,吨铁平均效益3元。已在宝钢湛江、首钢京唐、沙钢、鞍钢、日钢、安赛洛米塔尔、     

高炉风温影响因素研究

 建立了热风炉蓄热室内格子砖二维温度场数学模型,通过对宣钢2000m3高炉3号热风炉进行测量,验证了模型的准确性,同时研究了格子砖参数、拱顶温度、混风操作以及操作周期对热风温度的影响。结果表明：对于每个格孔直径应该有一个最优的活面积,通过优化格孔直径与活面积的对应关系,可以提高热风炉风温。采用双预热技术之后,煤气和助燃空气预热温度每提高100℃,拱顶温度以及热风温度分别提高80、72℃。缩短操作周期可以提高风温,但是煤气流量增大。因此,必须根据燃烧器的燃烧能力选择合理的操作周期,保证煤气和助燃空气混合均匀、燃烧充分。     

顶部射流优化热风炉内燃烧行为模拟

提出了一种在热风炉燃烧器顶部增加空气喷嘴的新型结构,并利用计算流体力学方法建立了炉内燃烧、烟气流动、烟气与格子砖耦合传热的三维数学模型,对比分析了传统顶燃式热风炉与3种带有顶部射流结构的热风炉内流场、CO和温度的分布特点.结果表明：增加顶部空气射流后,燃烧室内形成中心空气与外层空气裹挟煤气的燃烧方式,提高了理论燃烧温度及燃料利用率;与传统顶燃式热风炉相比,顶部6喷嘴和12喷嘴热风炉的蓄热体截面平均温度提升了大约13 K,各个截面的均匀度提升了0.03%～0.5%,送风温度提升了10 K.     

热风炉送风期格子砖温度分布计算

为优化热风炉设计,建立了热风炉蓄热室内传热过程的数学模型,制作了应用程序软件,探讨了不同的格子砖物性参数,如导热系数,比热容和密度等对格子砖温度场分布、气体温度分布以及格子砖蓄热量和放热量的影响.研究结果表明:设计热风炉时要综合考虑各种影响因素对气体和格砖温度分布的影响;格砖的温度梯度沿着径向在逐渐减小,设计热风炉时应选择合适的格砖厚度;增大格砖导热系数和单纯增加格砖的密度和比热容都会导致风温更低也更不稳定,但是只要延长燃烧时间就能充分发挥蓄热室的蓄热容和稳定送风能力;格砖热物性的影响程度随格砖增大而减小.