CN218026184U - 均流型高炉热风围管和高炉系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种均流型高炉热风围管和高炉系统。本均流型高炉热风围管包括热风进气总管、环状热风围管以及送风支管，热风进气总管与环状热风围管的连接处包括依次设置的直管段、缩口段和扩口段，其中，扩口段与环状热风围管连接，直管段与热风主管连接。本均流型高炉热风围管，通过改进设计热风围管进气结构，提高了热风围管上各送风支管出风均匀度，从而改善了高炉内热工工况。

Description

均流型高炉热风围管和高炉系统

技术领域

本实用新型涉及冶金行业高炉炼铁技术领域，尤其涉及一种均流型高炉热风围管和高炉系统。

背景技术

高炉是炼铁的主体设备。根据高炉冶炼工艺，高炉内的热量基本来自于从炉体喷入的高温热风物理热，以及热风与焦炭、煤粉燃烧反应生成的化学热。因此，高温热风沿高炉圆周方向上的均匀喷入，对高炉的顺利运行、系统能耗等具有重大影响。

目前，通常使用热风围管对高炉进行热风输送。参照图1，来自热风炉的1100-1300℃高温热风通过热风主管进入环形热风围管，热风围管沿圆周方向上均匀分布若干个送风支管；热风通过各送风支管通入高炉，热风主管和热风围管之间连接细节图参照图2。近年来，随着钢铁企业对送风支管热风流速均匀性的要求越来越高，通过传统的优化送风支管数量、送风支管直径与热风围管直径比等方法，已难以满足需求。如何在原有热风围管的基础上，对送风支管热风分布均匀性进行提高，成为困扰高炉送风的难题之一。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种均流型高炉热风围管和高炉系统，旨在提高送风支管热风分布均匀性。

为实现上述目的，本实用新型提供一种均流型高炉热风围管，包括热风进气总管、环状热风围管以及送风支管，所述热风进气总管与环状热风围管的连接处包括依次设置的直管段、缩口段和扩口段，其中，扩口段与环状热风围管连接，直管段与热风主管连接。

优选地，所述扩口段与环状热风围管的连接处采用弧形过渡。

优选地，所述扩口段为弧形管。

优选地，所述缩口段为弧形管。

优选地，所述扩口段和缩口段连接处的管道内径与直管段的管道内径之间比值为0.8～0.9。

优选地，所述直管段、缩口段和扩口段采用一体成型。

优选地，所述扩口段与环状热风围管采用耐材砌筑连接。

本实用新型进一步提出一种高炉系统，包括上述的均流型高炉热风围管。

本实用新型提出的均流型高炉热风围管，具有以下有益效果：

1)可显著提高不同位置送风支管热风喷吹速度均匀度，从而提高高炉内反应均匀性；

2)提高热风总管入口处热风围管耐火材料使用寿命；

3)本均流型高炉热风围管在原有热风围管的基础上，通过改进设计热风围管进气结构，提高热风围管上各送风支管出风均匀度，具有结构简单、工作稳定可靠以及容易实现的优点。

附图说明

图1为现有技术中均流型高炉热风围管的结构示意图；

图2为现有技术中均流型高炉热风围管中主管道和热风围管连接的细节图；

图3为本实用新型均流型高炉热风围管中主管道和热风围管连接的细节图；

图4为现有技术中均流型高炉热风围管的气体流场图；

图5为本实用新型均流型高炉热风围管的气体流场图；

图中，1-进气总管，2-环状热风围管，3-送风支管，4-热风管道工作层耐火材料，5-缩口段，6-扩口段。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本实用新型提出一种均流型高炉热风围管。

参照图1，本优选实施例中，一种均流型高炉热风围管，包括热风进气总管1、环状热风围管2以及送风支管3(图1中以设置26个送风支管3为例进行说明，标号分别为3-1至3-26)，所有的送风支管3均与环状热风围管2连通，热风进气总管1的一端与环状热风围管2连通，热风进气总管1的一端与热风供应装置连接。热风进气总管1与环状热风围管2的连接处包括依次设置的直管段、缩口段5和扩口段6，其中，扩口段6与环状热风围管2连接，直管段与热风主管连接(直管段与热风主管连接的端部为热风入口端)。

本实施例中，扩口段6与环状热风围管2的连接处采用弧形过渡，从而实现进风均匀过渡。本实施例中，扩口段6为弧形管，缩口段5为弧形管，从而进一步提高热风喷吹速度的均匀度。

进一步地，扩口段6和缩口段5连接处的管道内径与直管段的管道内径之间比值为0.8～0.9。直管段、缩口段5和扩口段6采用一体成型。扩口段6与环状热风围管2采用耐材砌筑连接。

同传统直通型热风三岔口相比，本优化后的热风进气总管1先从由直管段(直径和传统直通型三岔口一致，便于管道连接改造)缩径成较小管径的通道，然后再以一定弧度的喇叭口形状进行扩径，扩径口与环状热风围管2的管壁相切。

本实施例采用直通-缩径-扩径的设计，在三岔口入口形成了“拉瓦尔喷管”结构，可以显著提高热风喷入圆环状围管时的速度，增加气体流向3-13、3-14送风支管3方向的动能，使距离热风总管较远的3-10到3-17号送风支管3具有较大的流动速率。

另外，扩口段设计为一定弧度的喇叭口形状，可以使流入圆环状围管的气流具有一定的流向矢量，采用传统热风围管和本实用新型均流型围管时，热风围管内气体流动轨迹如图4和图5所示。

参照图4，采用传统热风围管时，热风从热风进气总管1喷入，首先在送风支管33-1和3-26之间的围管内壁上剧烈碰撞，然后折射回入口热风进气总管1两侧的外壁面上，如此来回碰撞的同时，向3-13、3-14方向流动，流动过程中从各送风支管3喷入高炉内。通过数值模拟发现，喷吹速度最高的支管为3-4至3-9和3-18至3-23之间的支管。靠近热风进气总管1的支管，由于气流来回碰撞的原因，喷吹速度较小；而在3-13、3-14附近的支管，则由于气流在碰撞过程中动能损失原因，流动至3-13、3-14附近，气流较弱。

采用本热风进气总管1后，热风通过“拉瓦尔喷管”结构，以较大的速率流入喇叭口，然后在喇叭口与围管外壁相切结构导流的作用下，形成围绕环状围管流动的矢量方向，除了在入口处的碰撞大幅减弱外，较大的速率和绕围管速度矢量，可以使气流以较为均匀的流速沿着半周方面喷入各送风支管3和高炉。

根据计算均匀度的公式(1)，能计算出各送风支管3气流的均匀程度。由均匀度可以判断出整体的均匀性情况。

计算送风支管3的热风流速均匀程度的公式如下：

上式中：

Opt——热风在各送风支管喷出流速的均匀程度，％；

——各送风支管3热风流速的平均值，m/s；

W_i——第i个送风支管3的气流速度，m/s；

n——送风支管3的数量。

采用本均流型高炉热风围管后，送风支管3的气流均匀度从94％提高到97％，提高3％。

本实用新型提出的均流型高炉热风围管，具有以下有益效果：

1)可显著提高不同位置送风支管3热风喷吹速度均匀度，从而提高高炉内反应均匀性；

2)提高热风总管入口处热风围管耐火材料使用寿命；

3)本均流型高炉热风围管在原有热风围管的基础上，通过改进设计热风围管进气结构，提高热风围管上各送风支管3出风均匀度，具有结构简单、工作稳定可靠以及容易实现的优点。

本实用新型进一步提出一种高炉系统。

本优选实施例中，一种高炉系统，包括均流型高炉热风围管，该均流型高炉热风围管的具体结构及有益效果参照上述实施例，在此不再赘述。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种均流型高炉热风围管，包括热风进气总管、环状热风围管以及送风支管，其特征在于，所述热风进气总管与环状热风围管的连接处包括依次设置的直管段、缩口段和扩口段，其中，扩口段与环状热风围管连接，直管段与热风主管连接。

2.如权利要求1所述的均流型高炉热风围管，其特征在于，所述扩口段与环状热风围管的连接处采用弧形过渡。

3.如权利要求1所述的均流型高炉热风围管，其特征在于，所述扩口段为弧形管。

4.如权利要求1所述的均流型高炉热风围管，其特征在于，所述缩口段为弧形管。

5.如权利要求1所述的均流型高炉热风围管，其特征在于，所述扩口段和缩口段连接处的管道内径与直管段的管道内径之间比值为0.8～0.9。

6.如权利要求1所述的均流型高炉热风围管，其特征在于，所述直管段、缩口段和扩口段采用一体成型。

7.如权利要求1至6中任意一项所述的均流型高炉热风围管，其特征在于，所述扩口段与环状热风围管采用耐材砌筑连接。

8.一种高炉系统，其特征在于，包括如权利要求1至7中任意一项所述的均流型高炉热风围管。

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