[发明专利]一种相变储热式高风温热风炉

说明书

技术领域

本发明属于冶金过程炼铁余能回收利用领域，尤其涉及一种相变储热式高风温热风炉。

背景技术

热风炉作为炼铁工序的重要组成部分，为高炉的冶炼提供热量，实现稳定的高风温是热风炉操作的目标。由于现有高炉热风炉采用传统格子砖均为耐火质材料，耐温能力有限，风温不能达到很高。同时其导热性、储热性受到耐材的物理性质局限，需要较长的蓄热时间，在这个过程中，由于材料随烟气、空气温度的变化，很难实现稳定的高风温。

发明专利“格子砖”（CN200880127503.8）公开了一种用于热风炉的格子砖，该格子砖具有顶部表面以及相对的底部表面，其中，多个通道从顶部表面延伸至底部表面，以使得流体穿过格子砖流动，相邻通道之间形成有间隔壁。根据本发明的一个方面，通道具有基于六边形形状的横截面，该六边形形状具有交替的凸出侧和凹入侧。该专利从格子砖的稳定结构入手，同时延长热风经过格子砖的时间，强化其传热过程，但基于耐材性质并不能有效地提高热风温度。

发明专利“一种多用途的热风炉助燃空气高温预热系统”（CN201110006766.7）提供一种多用途的热风炉助燃空气高温预热系统该系统可应用于高炉大修改造项目或热风炉系统单独检修或改造项目或新建高炉项目，预热炉既可为高炉提供高温热风，又可为热风炉提供高温预热助燃空气，确保将热风炉检修或改造对高炉产生的影响减小到最低。通过前期预热助燃空、煤气确实可以有效地提高热风温度，但由于前期预热器消耗能量，同时由于其结构较小，效率低下，大大的增加了热风炉的运行成本。同时由于燃烧温度的提高使热风炉初始供风与终了供风的温差增加，不利于高炉的生产。

实用新型“多孔蜂窝状格子砖”（CN200720091293.4）公开了一种多孔蜂窝状格子砖，它包括砖本体，砖本体上开设有孔，其孔径范围为；在砖本体上、下两个端面分别设置有凸台和凹槽，上、下两个端面的凸台和凹槽一一对应，其中心线相重合。即能够大幅度提升热风炉的热交换量和热交换效率，抗热震稳定性显著增强，使用寿命可长达30年，实现了高炉热风炉低成本运行，且节能与环保效益佳。采用蜂窝体结构用于热风炉，可以最大限度的增加比表面积，同时也较大程度的降低了蓄热能力，使热风炉的换向频繁，降低换向阀的寿命，同时由于热风炉的换向阀规格较大，频繁的换向造成其使用动力消耗大幅提高。

综上所述，现有热风炉均采用了传统的耐火质材料作为换热介质，为提高热风温度采用了几种方式，改变格子砖形状，提高换热系数；外供能量通过预热助燃空、煤气或富氧燃烧的方法来实现高风温的目的。但由于格子砖在换热过程中的温度变化，造成初始供风和末期供风的温差较大，不利于高炉的生产。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供一种能实现稳定高风温的热风炉，通过改变格子砖的方式减小热风炉的体积，降低热风炉的消耗，同时为高炉提供稳定的高温热风。

一种相变储热式高风温热风炉，包括在热风炉炉体上连接热风总管、冷风总管、调温器和排烟总管，其特征在于：炉体内腔用带孔的分流隔板按烟气流动方向依次隔出高温储能材料腔、中温储能材料腔和低温储能材料腔；储能材料腔中依次填充高温储能材料、中温储能材料、低温储能材料。

其中，高温储能材料潜热范围900~1200 kJ/kg，中温储能材料潜热范围400~600 kJ/kg，低温储能材料潜热范围200~400 kJ/kg。

储能材料的形状分为多种形式，球形、圆柱形、六角柱形等，按热风炉的风量，储能材料的体积当量直径￠200~￠500mm。

分流隔板上的空（燃）气流通孔的当量孔径为￠150~￠450mm。形状根据储能材料的形状，分为圆形、方形、六角形等。

关于高温、中温、低温储能材料的选择见下表。