球团竖炉设计

球团竖炉炉体由炉皮、钢结构框架及砖墙构成。由于球团竖炉属于正压操作，所以砖墙结构合理、经久耐用，炉皮密封及钢结构强度高，不产生应力变形是设计炉体时必须注意的问题。

1、炉皮及钢结构框架

竖炉炉皮应采用6毫米钢板，连续焊接，将整个炉体包起来，确保其密封性。

炉体采用的结构框架是与炉皮钢板焊在一起，用来支撑和保护炉体，并承受炉体的重力及膨胀力等的框架。另外，煤气烧嘴，人孔及炉前管道等都固定在框架上。严格说来，框架应按其受力情况的计算结果来设计，但由于受力复杂，而且计算值与实际偏差较大，因此可按经验选取。框架多采用乇字钢和槽钢(及组合件)制成。其布置形式除满足受力要求外，还应考虑烧嘴、人孔、热电偶孔的合理配置。

2、球团竖炉用耐火砖

砖墙砌筑质量是炉体密封性的根本保证。竖炉生产中，一旦耐火砖墙裂缝漏风，炉皮及钢结构框架就易被高温热气流烧变形，结果使炉皮与砖墙之间缝隙加大，高温气流到处乱窜，加速炉皮损坏。更严重的是炉体漏风后，会破坏炉内气流的合理分布，甚币影响竖炉生产。为此必须采用优质耐火砖，精心砌筑。

竖炉内层可用耐火粘土砖砌筑，也有的在炉膛内层采用高铝砖，增加耐磨性。耐火砖的外层用保温性能好的硅藻土砖或轻质粘土砖砌成，在砖墙与钢板炉皮之间填入20毫米厚的填料层(夯实)。耐火砖的型号是T—3型标准耐火砖。只有喷火道砖和人孔砖是用异型耐火砖。竖炉砌砖分炉膛、燃烧室和喷火道三部分。其中要求最严格的是燃烧室和喷火道，因为它们直接接触高温废气，而且承受1000毫米水柱的气压。当然炉膛部分也不可忽视，因为炉膛要承受炉料及气流的摩擦与冲刷作用。砌筑的砖缝应不大于2毫米，而且灰浆一定要饱满。在高温区通常用70l磷酸盐泥浆，其他部位用一般耐火泥浆。筑炉时必须保证质量(以减少生产中的麻烦，并延长炉子寿命)。比如某厂竖炉燃烧室下部砌筑质量好，砖缝不漏气，因此在两次竖炉大修中，该处炉砖没有拆除，已使用8年之久仍然完整无损。这样既减少了大修费用又提高了作业率。

砌砖时应特别注意下面几个问题。烧嘴砖过去是用多块异型耐火砖砌成，漏风与窜气现象不易解决。现在烧嘴部位采用耐热混凝土整体捣制，从根本上消除了这个缺陷。

人孔、热电偶孔等，在炉墙通道内要保证砖缝严密，否则热气流沿通道内的缝隙向四周窜动。生产中曾发现在热电偶孔处，由于砖墙与炉皮受热后膨胀度不同，造成热电偶孔错动，曾发生热电偶保护管被剪断的现象。因此在设计中要考虑膨胀问题。通常在钢板上留出椭圆孔，再加盖板保持其严密性。

燃烧室拱顶过去是用耐火砖砌筑，耐火砖上再砌保温砖，最上部用钢板焊牢，并且将燃烧室热电偶装在拱顶上。结果在热电偶孔及拱顶裂缝处漏气，顶部钢板被烧坏。因此现在热电偶均改安在拱顶下面的侧墙上。此外，某厂竖炉在拱顶耐火砖上面再错缝砌两层耐火砖，省去了轻质保温砖，最上层用保温材料或耐火泥砌平，取消了拱顶钢板。这样，由于拱顶压力增加，密封性得到改善。实践证明，以粘土．砖压住拱顶的办法也是有效的。

燃烧室与炉膛之间的炉墙承受炉内料柱的侧压力，容易造成炉墙向燃烧室内凸起，为避免这种情况，可在燃烧室内垂直于燃烧室长墙的方向砌筑矮墙，将两墙连起来，使炉料侧压力通过燃烧室内矮墙传递到燃烧室外墙。

炉口砖墙常因急冷急热作用而出现长边炉墙向里凸出现象，因此，在砌筑炉墙时，可将炉口长边炉墙砌成向外凸出，生产一段时间后，炉墙可以接近于直线。

3、炉口烘床

炉口烘床由烘床水冷梁和烘干篦子组成。

a．水冷梁

由于水冷梁(5根)是托架烘干篦子用的，因此它必须在高温下具有足够的强度。水冷梁过去是焊接的矩形结构，焊缝处容易出现开裂漏水现象。现已改用厚壁无缝钢管，延长了使用寿命。可是水冷梁放在炉口要吸收较大热量，而且当水质不好或发生停电停水时，水冷梁便会损坏。近几年来，一直在寻求无水冷结构。曾用耐火混凝土、异型耐火砖、耐热铸铁以及含铬铸铁等结构进行试验，均未获得较好效果。因此，供给水冷梁的冷却水一定要经过处理，且有足够的压力，严防断水。此外，还可试用汽化冷却。汽化冷却不仅冷却效果好，又做到了余热利用，并可降低水耗。

b．烘干篦子

烘干蓖子普遍为篦条式，个别为百叶窗式。百叶窗式的特点是缝隙不易堵塞，但实际通风面积比篦条式的小；篦条式虽易于拆卸更换，但有堵塞篦子缝隙的现象，需要经常清理。篦条材质有高硅耐热铸铁和高铬铸铁(含铬20—30％)两种，目前均在生产中使用。前者材料容易解决，后者寿命较高。

4、导风墙组合耐火砖

导风墙由砖墙和托梁构成。砖墙采用一般耐火粘土砖，砌成通孔。为防止堵塞，要求导凤墙的通风面积大，但又要少占炉膛空间。

托梁为水冷钢梁。起初钢梁是用大型工字钢焊接的，由于焊缝易出现裂缝漏水现象，后来改用无缝钢管。一般根据砖墙荷重不同来确定上下排列的钢管数量。关于无水梁，曾进行过空心砖拱梁、实心砖拱梁和耐火混凝土梁等试验，均未成功。因此，以采用汽化冷却的无缝钢管梁为宜，或者采用厚壁无缝钢管水梁。

5、炉体漏风的处理

由于操作不当或其它原因引起炉体漏风时，应及时处理。生产实践中摸索出的一种较好方法是压力灌浆法。这种方法是在漏风处焊一钢管，用泵将701水泥砂浆灌入炉皮与砌砖之间。灌满后去掉钢管，焊好炉皮，即可解决漏风问题。

国内多数竖炉的面积是8米2。我国建造的新炉型，对使竖炉向长度方向扩大和设计大面积炉子十分有利。在设计中，可根据所要求的球团矿产量计算炉子的座数，和调整竖炉的面积。竖炉座数确定之后，就要进行球团竖炉本体的设计。一般来说，在竖炉本体设计中需要做如下的工作：

1)竖炉燃烧室的设计。根据竖炉热平衡计算，确定单位产量的耗热量；根据燃料燃烧计算，确定废气量和燃烧温度。

2)竖炉各段高度设计。根据竖炉热交换计算，确定各段温度和球团的停留时间以及炉口废气温度和排矿温度等。

3)炉皮及钢结构设计。根据炉皮受力分析及其计算，确定钢结构配置及钢材型号等。

4)风机及加压机选择。根据炉内气流阻力计算，确定风压；根据热平衡和燃烧计算，确定煤气量和助燃风量；根据热交换计算，确定冷却风量；根据管路阻力(包括烧嘴)计算，选择风机压力。

5)计器仪表选择。根据燃烧计算、热平衡计算及炉内气流阻力计算，选择温度、压力和流量计器仪表。

6)管路设计。根据热平衡计算和燃烧计算，确定管道直径。

7)烧嘴选择与设计。根据燃烧计算与热平衡计算，确定烧嘴处理量。