[发明专利]一种非圆形送风截面的热风管道内衬

说明书

本发明提供了一种非圆形送风截面的热风管道内衬，该内衬采用非圆形送风截面的设计，通过减小管道内衬顶部的拱形直径的方式提高其稳定性；通过增大管道内衬底部直径、减薄内环耐火砖厚度的方式保证通风能力。该热风管道内衬即明显地提高了热风管道耐火砖砌筑稳定性，同时不影响热风管道通风能力和送风效果。

技术领域

本发明涉及一种适于黑色金属、有色金属冶炼高炉热风炉用热风管道，特别涉及一种大直径的输送高温、高压热气体的管道内衬。

背景技术

高炉冶炼需要一种热风炉设备，用于加热具有一定压力的高炉鼓风，这种被加热的高炉鼓风需要通过管道输送到高炉，即所谓的热风管道。这种热风管道通过热风支管与热风炉组中的每座热风炉相连，热风管道的一端为盲端，另一端接入高炉的围管。热风管道外部由钢壳制造，钢壳用于承受鼓风压力，钢壳内部砌筑有耐火材料，起到保温作用。耐火材料通常有多环耐火砖或者保温材料组成，其中内环砖由重质砖砌筑而成，内环重质砖支撑外部各环的保温耐火材料并承受热风冲刷。常规的热风管道由圆形钢壳、圆形砌筑的耐火材料组成，送风截面也是圆形的。

热风管道通常设计为圆形，这是因为圆形热风管道受力最好且占地最小。热风管道外部由钢壳制造，圆形钢壳用于承受鼓风压力，钢壳内部沿钢壳内壁砌筑有耐火材料，耐火材料起保温作用，保温材料沿钢壳也以圆形方式砌筑。热风温度为1100℃~1450℃，耐火材料通常由多环耐火砖和其它保温材料组成，其中内环砖由多块楔形的重质砖砌筑而成，楔形砖以管道圆心为中心砌筑，起到对外层保温材料的支撑作用，外层耐火材料通常由轻质保温砖、保温棉和喷涂料组成，各层耐火材料具有不同的保温效果，最外层的耐火材料与钢壳接触面的温度为100℃~150℃，热风管道钢壳外部的温度也为100℃~150℃。

提高热风炉的送风风温有利于降低高炉冶炼成本，提高鼓风压力有利于提高高炉产量，因此，随着高炉冶炼技术提高，热风管道所输送的热风具有高温、高压特性，这就增加了常规的热风管道内衬的不稳定性。对于圆形的内衬来说，内环重质砖一般采用楔形砖砌筑而成。热风管道顶部耐火砖所受温度最高（热风管道内部的上部与下部温差达数十度），同时受到热风的高流速冲刷和数百度温差的冲击，并在外层耐火材料和自身的重力影响下，长期运行情况下很容易脱落，这就是常见的所谓热风管道顶部耐火砖掉砖的现象。

随着高炉炉容增大，高炉鼓风风量也随之增加，因此，热风管道直径也越来越大，热风管道内环耐火砖顶部脱落的隐患也会加重。这是因为，耐火砖的尺寸并不能随着热风管道管径的增加而无限制增加，因为过大、过重的耐火砖不利于人工搬运和砌筑，制造难度也增大。当管径增大且采用圆形砌筑方式时，楔形耐火砖的大小头尺寸差也减小，因此，耐火砖的稳定性也随之降低。作为对上述公知内容的验证，根据发明人的计算，随着管径增加，耐火砖顶部所受应力也增大，也就是说，对于圆形耐火砖内衬来说，管径越大，顶部受力情况也越差。

相比热风管道内衬顶部，热风管道内衬底部的温度低数十度，且底部座于热风管道钢壳之上，结构相对稳定，因此事故率较低。

为了提高热风管道内衬顶部的稳定性，有一种尝试是将热风管道顶部由砌砖方式改造浇注料，但这种方式显然无法在整个数十米长的管道上实施，通常只能应用在热风管道与热风炉连接的T形部位，由于两种施工方式不同，局部浇注料与耐火砖的结合部存在较大的脱落事故隐患。因此，局部采用浇注料的方式通常只在应急维修时应用。

在俄罗斯，公开的研究资料显示，早期技术人员曾经做过一些涉及到本发明的技术尝试，在砌筑热风炉热风出口和热风短管（即热风支管从热风炉热风出口到热风阀之间段）时采用的加强措施，包括在圆形的热风出口上部增加特殊的拱形装置—拱形浇注料、特殊的拱形砖等，通过这些拱形装置承担热风出口上部耐火砖的重力载荷，从而降低热风出口顶部耐火砖的承载，降低顶部耐火砖脱落的隐患。但上述技术方案因为施工复杂、与普通墙砖衔接部位容易受损，并没有全面推广。