CN201232067Y - 用于高炉热风炉的格子砖 - Google Patents

Abstract

本实用新型用于高炉热风炉的格子砖，具体涉及热风炉蓄热室换热格子砖。本设计是在砖孔内壁圆周上均匀间隔设置导流片组，每导流片组的导流片个数n为1～10片，以格子砖孔半径R为依据，通过对格子砖的导流片的个数、径向宽度、轴向相邻导流片组的间距、导流片仰角以及导流片端部斜梯形状等参数的优选，获得了适用于工业生产的旋流流型好、离心力强、传热快、阻力小的格子砖结构，其技术效果显著。以本设计格子砖砌筑的热风炉较现有格子砖砌筑的热风炉传热系数增大1.7～3.5倍，延长了换热介质与格子砖接触时间一倍以上，增加了吸热、放热热量，显著提高换热效率，大幅度提高了高炉风温，不仅节约焦炭，降低能耗，而且提高了生铁产品的产量和质量。

Description

用于高炉热风炉的格子砖

技术领域

本实用新型用于高炉热风炉的格子砖，属热交换器领域，具体涉及热风炉蓄热室换热格子砖。

背景技术

高炉热风炉用格子砖是由耐火材料制作的具有蜂窝状孔的格子砖砌块如图1，以其将高炉热风炉的蓄热室砌满，通过格子砖的蓄热和放热功能为高炉生产提供高温热风。一座高炉一般需配3～4座热风炉(RFL)，交错烧炉和送风，热风炉的有效内径可达9～10m，热风炉蓄热室内格子砖(GZZ)的砌筑高度(H)一般为20～35m，最高可达40m，也就是说热风炉格子砖砌体中的蜂窝状孔的高度与热风炉蓄热室格子砖砌体高度相同。工作时，先将高温气体介质(如高温烟气)从热风炉蓄热室上端格子砖的格孔中进入，其在格孔中通过并与格子砖蜂窝状孔的孔壁进行热交换，将高温烟气所含热量传输并储存在格子砖砌体中，待其蓄热量达到一定程度后，关闭高温气体热介质的进入阀门；随后，将大气中的常温空气从该热风炉蓄热室下端格子砖的蜂窝状孔中进入并通过蓄热室，该常温空气经与蓄热室内格子砖砌体进行热交换被加热成为高温热空气后，随即送往高炉，供高炉炼铁使用。经此热交换，热风炉蓄热室内格子砖砌体的蓄热量逐渐减小到一定程度后，再按上述方法对炉热风炉蓄热室内格子砖砌体进行加热储热，然后再送常温空气进行换热和被加热，如此周而复始，作为一种蓄热式换热器，热风炉即完成了它的蓄热和放热并为高炉生产提供高温热风的功能。

半个多世纪以来，砌筑高炉热风炉蓄热室所使用的蜂窝状孔格子砖的砖孔都是一个纵向的直通孔道，通过砖孔的气体都呈直线流动。作为一种蓄热式换热器，格子砖的这种直通式通孔，无疑缩短了气体通过格子砖孔的路径和时间，并显著降低了在砖孔中通过的气体与砖孔壁的传热效率，因此大大降低了热风炉蓄热室的蓄热和放热效率，显著影响了风温的进一步提高，造成了高炉生产产量降低和相当大的能源浪费。由上述可知，格子砖作为热风炉在烧炉时进行储热，送风时进行放热的中间换热媒体，对风温的高低和高炉生产的能源消耗和产量大小影响十分巨大，提高格子砖的换热效率迫在眉睫。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于高炉热风炉的格子砖，以增加气流与格子砖孔壁面之间的传热系数，并延长冷、热介质与格子砖孔壁间的换热接触时间使传热量明显增加，从而提高蓄热式热风炉的换热效率，大幅度提高风温，以达到显著降低能源消耗和增加产量的目的。

本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的：

本高炉热风炉用格子砖，由砖体和砖孔组成，在砖体内的竖直方向间隔分布有砖孔，砖孔的半径为R，其特点是在环砖孔内壁圆周上均匀间隔设置导流片组，每导流片组的导流片个数n为1～10片，导流片的径向宽度w为1.0R>w>0.15R，导流片的仰α角为85°>α>0°，在轴向相邻导流片组的间距P为4R～64R，导流片两端部的形状为斜梯形。

当气体流过格子砖孔时，由于格子砖孔中导流片的导流作用，一方面使气体由进入格子砖孔前的直线流动变成强烈旋转且有规律的旋流流动，靠流体具有的巨大离心力作用，使流体与格孔壁面之间的传热系数大大增大；另一方面，它还延长了冷、热介质与格子砖孔壁之间的换热接触时间，因此，明显地增大了传热效率和传热量。按本设计，改变格子砖孔内轴向相邻导流片组的间距P，改变导流片的径向宽度w和仰角α，以及导流片两端部的斜梯形状，均对气流旋流流动的强度及气体通过格子砖孔的阻力有影响，从而相应影响换热效果。

本实用新型格子砖孔中的导流片是在沿砖孔内壁圆周间隔均匀设置的。以格子砖孔半径为依据，对格子砖的导流片的个数及其径向宽度、轴向相邻导流片组的间距、导流片仰角，以及导流片两端部的斜梯形状等参数进行了综合优化的平衡选择，获得了适用于工业生产的实际旋流流型好、离心力强、传热快、阻力小的格子砖砌块，其技术效果十分明显。采用本实用新型耐火格子砖较采用现有的直流格子砖砌筑的热风炉蓄热室的传热系数可增大1.7～3.5倍，冷、热换热介质与格子砖的接触时间延长了一倍以上，从而使换热效率显著提高和吸、放热量大大增加，进而使高炉风温大幅度提高，不仅节约了焦碳，降低能耗，而且在提高了生铁产品的产量和质量方面，也获得了非常显著效果。

附图说明

图1.高炉热风炉内格子砖砌筑示意图

图2.本实用新型格子砖单个导流片俯视图

图3.本实用新型格子砖多个导流片俯视图

图4.本实用新型格子砖单个导流片仰角、厚度、轴向间距等展开示意图

图5.本实用新型格子砖多个导流片仰角、厚度、轴向间距等展开示意图

图6.导流片两端部斜梯形状示意图

图7.本实用新型用于热风炉格子砖实施示意图

具体实施方案

现结合附图说明本实用新型是如何实现的：

本高炉热风炉用格子砖，由砖体和砖孔组成，在砖体1内的竖直方向间隔分布有砖孔2，砖孔的半径为R，其特点是在环砖孔内壁圆周上均匀间隔设置一组导流片3，每组导流片的个数n为1～10片，导流片的径向宽度w为1.0R>w>0.15R，导流片的仰α角为85°>α>0°，轴向相邻导流片组的间距P为4R～64R，导流片两端部形状为斜梯形。

本设计根据格子砖孔半径大小，以上述本结构的参数为依据，对所述的砖孔内每组导流片个数n、导流片径向宽度w、轴向相邻导流片组的间距P、导流片仰角α及导流片两端部斜梯形状的尺寸等进行科学地选择，以达到使其既要尽可能增强气流旋流流动的强度，延长气体通过格子砖孔的时间，提高换热器的换热效率和增大换热量，又要使因气体流动的阻力增加而导致的能耗损失保持在允许范围内，也就是说在增强气体换热效率和降低气体流动阻力损耗的增加这二者之间获得了最佳平衡效果的结构。

应用实例：

按本设计的一种七孔耐火格子砖，砖孔半径R为43mm，在环砖孔内壁圆周上均匀间隔设置的一组导流片，导流片个数为5个，导流片径向宽度为7.5mm，导流片的仰角为30°，厚度为S的导流片其端部形状为斜梯形S’，轴向相邻导流片组的间距300mm，即在砖孔通道中每间隔300mm长在环砖孔内壁圆周上均匀间隔设置一组导流片，该热风炉内径5,000mm，格子砖总高度25,000mm，实际应用效果表明较原有的直流格子砖换热效率可提高2.0倍以上，增产、节能效果显著。

本格子砖砌块采用耐火材料一次压制成型。本专利产品根据高炉热风炉蓄热室的规格要求制作，具有很强的实用性。

Claims (5)

1、用于高炉热风炉的格子砖，由砖体和砖孔组成,在砖体内的竖直方向分布有砖孔，砖孔的半径为R，其特征在于环砖孔内壁圆周上均匀间隔设置导流片组，每导流片组有n个导流片，导流片的径向宽度w为1.0R>w>0.15R。

2、根据权利要求权1所述的用于高炉热风炉的格子砖，其特征在于导流片的个数n为1～10个。

3、根据权利要求权1所述的用于高炉热风炉的格子砖，其特征在于导流片相对砖孔壁的仰角α角为85°>α>0°。

4、根据权利要求权1所述的用于高炉热风炉的格子砖，其特征在于轴向相邻导流片组的间距为4R～64R。

5、根据权利要求权1所述的用于高炉热风炉的格子砖，其特征在于导流片两端部形状为斜梯形。

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