球式熱風爐

球式熱風爐結構示意圖a一落地式b一架空式

球式熱風爐的根本在於球牀代替了格子磚，而使蓄熱室熱過程和結構參數發生了顯著變化。由於氣體在球牀或格子磚室內的運動是不規則紊流運動，其橫向、縱向等多維斷面都參與了熱交換，故用單位體積球牀或格子磚室所具有的能參與熱交換的表面積表示的加熱面積。球牀為格子磚的3～5倍，傳熱係數比格子磚大10倍。因此在總加熱面積相同的條件下，球式熱風爐蓄熱室的體積小得多，加之採用了頂燃式結構，故球式熱風爐體積小成為其第二大特徵。

1、它比內燃式熱風爐更容易獲得高風温。

2、在可以獲得同樣高風温的條件下，球式熱風爐比改進型高效內燃式熱風爐可節省投資30%以上。由於球式熱風爐的體積小，結構簡單，材料用量大大少於內燃式熱風爐，從而大大節省了投資。

3、球式熱風爐作為一種頂燃式熱風爐，將拱頂空間作為燃燒室，從根本上克服了內燃式熱風爐燃燒室隔牆傾斜、倒塌、開裂的固有缺陷。

球式熱風爐技術始於20世紀50年代末期。為了提高風温，1959年和I960年人們在3m3和0.5m3高爐上進行了球式熱風爐的系統試驗，研究證明球式熱風爐可以獲得10001200t：的高風温。當時由於布袋除塵技術沒有跟上，加上耐火球材質較差，使球牀壽命過短而未取得預期效果。

從球式熱風爐配套的高爐容積的逐漸升級變化出發，球式熱風爐技術發展大致可分為三個階段。

技術起步階段（1974－1982年）：為球式熱風爐的起步時期。1974年河北涉縣鐵廠13m³高爐同時採用球式熱風爐和布袋除塵器，試驗取得了成功，到1978年就發展到全國約20個省區100多座高爐，配套高爐容積從6m³、13m³、28m³到55m³。萬福鐵廠從1979年開始在73m³高爐上進行球式熱風爐中間試驗和工業試驗的升級使用，1982年升級應用成功，獲得了1000℃左右的高風温，使球式熱風爐配套的高爐容積增加到了73m³。

推廣使用階段（1982－1992年）：新建及改造的100m³高爐上普遍採用了球式熱風爐。如包頭東風鋼鐵廠、千里山鋼鐵廠、江油鋼鐵廠、成都鋼鐵廠、大渡河鐵廠、呼市鐵廠等等。尤其在四川發展很快，特別是四川威遠鋼鐵廠185m³高爐球式熱風爐於1986年1月建成投產，獲得了1195℃的高風温，且拱頂温度與熱風温差值一般在50－80℃，使我國球式熱風爐技術向中型高爐發展前進了一步。1991年成都鋼鐵廠318m³高爐採用的球式熱風爐建成投產，成為當時我國最大的球式熱風爐，這使得球式熱風爐技術進入中型高爐使用階段。西安建築科技大學於1993年對其進行了熱平衡測定計算與分析研究工作。研究結果認為，成鋼球式熱風爐達到且超過了設計風温1050－1100°C的水平，熱風爐拱頂温度與熱風出口温度之間的温差只有72.36℃，本體熱效率達74.18%。

成熟發展階段（1992年至今）：球式熱風爐技術的發展走向成熟。從成鋼、威鋼的大中型球式熱風爐使用經驗來看，解決了複雜的技術問題，實現了機械化裝卸球，茲舉幾例如下：

1994年7月漢鋼380m³高爐外燃式球式熱風爐投產；1995年5月威鋼318m³高爐球式熱風爐投入運行；1996年7月成鋼335m³高爐球式熱風爐投產；1997年6月湖南漣源鋼鐵廠318m³高爐球式熱風爐投產；1997年四川達州鋼鐵廠335m³高爐球式熱風爐投產；2000年2月及8月南昌鋼鐵廠350m³高爐球式熱風爐及津西鋼鐵廠350m³高爐球式熱風爐也分別投入運行;2001年4月成鋼2號高爐大修擴容至345m3，配4座球式熱風爐已投入運行；同年柳鋼350m3高爐也採用了球式熱風爐，進而推廣應用到750i?i3高爐。國豐鋼鐵廠350m3高爐球式熱風爐、遵化380m3球式熱風爐、威鋼350m3配4座球式熱風爐、成鋼1號高爐移地大修擴容至350m3配4座球式熱風爐正處在緊張的施工階段。到2002年止，已投產和即將投產的300m3級高爐採用球式熱風爐的廠家達16家，高爐30多座。隨着國家淘汰300m3級以下小高爐產業政策的實施，球式熱風爐技術將會得到越來越多的中型高爐廠家的認同，有意向準備大修改造時配備球式熱風爐的廠家將會不斷增多。