加热高炉鼓风的装置。有换热式和蓄热式两种形式。换热式热风炉是利用换热原理进行热交换，它的燃烧烟气与鼓风同时在炉内流动，热量通过隔壁由烟气传给鼓风。中国的小型高炉曾广泛使用过，其中以管式热风炉应用最广。但是由于加热鼓风温度低、寿命短、热效率低，以及金属消耗量大等原因，现在已很少采用。蓄热式热风炉则是利用先在格子砖内贮存热量后，再将热量传递给鼓风的先蓄热后放热原理进行热交换的一种高炉鼓风加热装置。这种热风炉具有加热鼓风温度高、寿命长，有很高的热效率，因此为现代高炉所普遍采用。

简史      

1857年考贝(E．A．Cowper)首先提出采用蓄热式热风炉以来，经过长期改进成为现代内燃式热风炉。其中，1972年荷兰艾莫依登(I．J．Muiden)对内燃式热风炉做了较大改进后，称之为霍戈文(卜|oogovens)内燃式热风炉(图1a)，它的特点是拱顶砌体呈悬链线形，并直接支承在炉壳上；燃烧室隔墙下部增设隔热层，以减小燃烧室隔墙的温度梯度；并采用陶瓷燃烧器。外燃式热风炉的构思是在1910年由达尔(F．Dahl)提出并申请专利的。1928年首先在美国卡尔尼基钢铁公司建成，但由于其热损失大而没有得到发展。1938年科珀(Koppei•s)公司又提出专利，并在化学工业中得到了发展，1950年才用于高炉。它的特点是燃烧室拱顶和蓄热室拱顶由各自不同半径的半球形砌体构成(图16)。1959年出现了地得(I)idier•)式外燃热风炉，它的拱顶由近似半个卵形拱顶连接(图1c)。1965年德国奥古斯特一蒂森(August—Thyssen)公司使用了马琴(MartinandPagenst：echer)式外燃热风炉。它的蓄热室顶部具有圆锥形的缩口，使蓄热室拱顶与燃烧室拱顶由两个半径相同的1／4球形和大半个圆柱体所组成(图1d)。新日铁(NSC)式外燃热风炉，于60年代末综合了科珀式和马琴式外燃热风炉的特点，首先在八幡制铁所洞同高炉上使用。它的蓄热室顶部也具有圆锥形的缩口，使蓄热室顶部直径与燃烧室直径相同，拱顶由两个半径相同的半球形拱顶和一个圆柱体的联络管所组成(图1P)。早在20年代哈特曼(Hart—mann)就提出了顶燃式热风炉的设想，但未受到人们重视，后来在化工部门得到了应用。从70年代开始广泛应用于中国的中小型高炉上，1978年首钢2号高炉(1327m³)使用了顶燃式热风炉(图lf)，开大型高炉使用顶燃式热风炉的先河。                                                                              

工作原理       

蓄热式热风炉采用周期性的工作制度，由燃烧贮存热量和送风放出热量两个阶段完成。为了保持鼓风连续地被加热，每座高炉必须设置两座或两座以上的热风炉，并设有一套换炉用的阀门，使热风炉交替地工作。(图2）

                                                 

热风炉的设备分为控制燃烧的阀门及其装置，以及控制鼓风的阀门两类。在燃烧期，加热用的煤气由管道通过煤气燃烧阀、煤气阀和煤气流量调节阀送入燃烧器。燃烧用的空气由助燃风机经空气燃烧阀和空气流量调节阀与煤气一起在燃烧室内燃烧，烟气向上流动，经拱顶改变方向，向下进入蓄热室。在蓄热室中烟气通过辐射、对流等传热方式将热量传递给格砖，使格砖的温度升高，而自身逐渐冷却，然后经烟道阀通过烟道和烟囱，将废气排入大气。格砖被加热并贮存足够热量以后，停止燃烧，进行换炉，转入送风期。在送风期内，鼓风经冷风管道和冷风阀送入热风炉，自下而上与已蓄热的格砖进行对流传热，而被加热。加热的鼓风经热风阀和热风管道送入高炉。但是送风期开始时，送出的鼓风温度高，此时，必须在加热的鼓风中经混风阀和混风调节阀送入一定量的冷风，调节鼓风温度使之符合规定。随着格砖的冷却，热风温度逐渐降低，逐步关闭混风调节阀，减少混入的冷风量。当热风炉不能维持规定的鼓风温度时，又进行换炉，将热风炉转换为燃烧期。

基本结构         

蓄热式热风炉由提供高温烟气的燃烧器和燃烧室以及放置蓄热体的蓄热室组成。按燃烧室的位置分为内燃式、外燃式和顶燃式3种；按蓄热室内放置的耐火蓄热体的形状又分为格子砖式和球式两种。内燃式热风炉是把燃烧室和蓄热室放在同一个用钢板制作的圆筒形炉壳内，两者之间砌有耐火砖隔墙分开(图3)。燃烧室是由耐火材料砌筑成的圆形、苹果

                                                                 

形或眼睛形断面(图3)的筒状燃烧空间。其下设有燃烧器。蓄热室也是由耐火材料砌筑成的筒状空间。其内部填充耐火格子砖或耐火球，以及支承蓄热体的炉箅子及支柱。外燃式热风炉具有单独设置的燃烧室，它与蓄热室分别设在两个独立的圆柱形钢壳中。钢壳内都由耐火材料砌筑成圆筒状空间。在燃烧室和蓄热室顶部用不同形状的拱顶连接起来。由于拱顶的形状和结构不同又分为前述的4种外燃热风炉。顶燃式热风炉则是把燃烧室放在蓄热室的顶部，将热风炉拱顶就作蚵d踅。翅蝤。婚。蚵为燃烧室。煤气燃烧后直接向下进入蓄热室。

外燃式和顶燃式热风炉的优点是，蓄热室内气流分布较均匀，由于燃烧室与蓄热室不在同一钢壳内，因而可以避免隔墙烧穿或倒塌等事故，结构稳定性好，砌体寿命长。缺点是砖型多等。顶燃式还具有占地面积小，钢材和耐火材料的用量少，基建费用低。与外燃式热风炉比较优点更为突出。以容积1200m³高炉为例，外燃式热风炉组占地面积较顶燃式多40％，较内燃式多30％，钢材分别增加约400／和35％，耐火材料增加约14％和10％，基建费用高25％～35％和25％～30％。

拱顶结构    

最初内燃式热风炉拱顶为半球形砌体构成，外包钢壳，拱顶砌体由炉墙支承。由于炉墙受热膨胀，拱顶也随之产生位移。往往由于炉墙的不均匀膨胀，使拱顶开裂，当热风炉冷却时，炉墙与拱顶之间会产生40mm以上宽度的裂缝，影响拱顶寿命。因此现代高风温热风炉均采用拱顶砌体与炉墙砌体分离的结构，拱顶砌体独立地支承在炉壳上。炉墙与拱顶砌体之间采用迷宫式的密封结构。受热时，炉墙与拱顶砌体之间可以滑动，自由膨胀。现代内燃式热风炉拱顶采用悬链线形的砌筑形式(见图1a)。科珀式和新日铁式外燃热风炉两个半球形拱顶之间用联络管连接。当蓄热室和燃烧室受热上胀不一致时，联络管要做成能吸收上下位移的结构。在联络管的钢壳上装有两组波形伸缩管．砌体设有伸缩缝。地得式和马琴式外燃热风炉整个拱顶是刚性结构的，为了吸收上下位移，在燃烧室下面设有液压千斤顶或调整燃烧室的高度使之膨胀一致。顶燃式热风炉的拱顶也采用悬链线形的砌筑结构。但中、小型高炉多采用锥形与球形结合的拱顶结构(图1f)。由于拱顶就作为燃烧室需要适当的容积，以及安装燃烧器和热风l斗『口，在悬链线形砌体下部还设有一段圆筒肜砌体。它使拱顶砌体受力均匀，上部拱顶的直径较小，而下部又不承受推力，具有很好的稳定性。拱顶和管道出入口均采用异型砖砌筑，以提高砌体的整体性。

燃烧器      

最初的热风炉燃烧装置是燃烧固体燃料的炉箅子，后来改为燃烧高炉荒煤气。近代高炉使用了高炉净煤气、焦炉煤气以及转炉煤气。由于焦炉煤气缺乏鼓风温度，使用受到限制。(1995年开始，中国宝山钢铁(集团)公司3号高炉全烧转炉煤气，获得1250^oC的热风温度。)1920年开始使用助燃风机，强制鼓入燃烧所需的助燃空气。现代高炉热风炉使用的燃烧装置有金属燃烧器和陶瓷燃烧器两种。金属燃烧器又分为套筒式和栅格式两种形式。陶瓷燃烧器也可分为套筒式、栅格式和三孔式3种基本形式。

(1)套筒式陶瓷燃烧器。60年代初联邦德国地得公司首次在热风炉上采用。它具有燃烧能力大，燃烧稳定等优点，在新建或改建的热风炉上得到了迅速推广。套筒式燃烧器设有两个套在一起的圆管和环管，助燃空气和煤气分别通入其中，并在管子的出口处混合燃烧。图4a为套筒式陶瓷燃烧器，它由耐火材料砌成，并在助燃空气或煤气出口处设有狭窄喷口的环状板，以帮助两种气体的均匀混合和燃烧。这种燃烧器所用砖型较少，砌筑也较方便；但喷口数目较少，能力较小，混合差些，火焰较长。

(2)栅格式陶瓷燃烧器。煤气和助燃空气都被分隔在若干狭窄的通道中，并且煤气和助燃空气的通道呈间隔布置，煤气和空气在狭窄通道的末端进行?昆合燃烧。栅格式陶瓷燃烧器的隔板由耐火材料砌筑而成，并且在出口处设有带隔板的分布板，使煤气和助燃空气在燃烧器上部充分混合，形成几十个甚至上百个小燃烧器的喷出口(图拍)。栅格式陶瓷燃烧器的结构较复杂，砖型较多；但气流混合均匀，火焰较短，燃烧能力大。

                                      

(3)三孔式陶瓷燃烧器。中部为焦炉煤气通道，外侧为圆环形高炉煤气通道，两者之间为圆环形的助燃空气通道。燃烧器上部设有分布板，将三种气体切割成若干个小的流股，进行混合和燃烧，形成燃烧器的喷出口(图4c)。这种燃烧器的结构较复杂，砖型较多，但气流混合均匀，火焰较短，燃烧能力大。

大型高炉热风炉的陶瓷燃烧器的结构复杂，由许多异形砖砌筑而成。一般陶瓷燃烧器均直立设置让气体向上喷出，以便于喷口砖的固定。顶燃式热风炉中要求燃烧器水平设置，因此适合于顶燃式热风炉的陶瓷燃烧器正在研制中，还没有内燃式和外燃式热风炉垂直设置的燃烧器那样成熟，这也是顶燃式热风炉在大型高炉上尚未推广的原因之。

蓄热体——格砖      

热风炉作为热交换装置的功能来考虑，蓄热室中蓄热体的热工特性具有重要的意义。蓄热体的热工参数及其形状，主要取决于煤气的净化程度、鼓风温度，允许的压力损失和热风炉操作制度。

一般蓄热式热风炉采用耐火格砖作为蓄热体。格砖的热工特性在很大程度上影响热风炉的建设费用和生产费用。最初热风炉燃烧劣质燃料，格砖容易被渣化，格孔容易被灰尘堵塞，因此使用极简单的平板砖，格砖厚、格孔大，便于清灰，由于结构稳定性差，容易错位、倒塌，已被淘汰。随着煤气净化设施的发展，热风温度的提高，以及格砖制造技术的进步，为了增加格砖的稳定性，防止格砖倒塌采用了大块格砖；为了改善格砖热工性能，逐渐缩小格孔尺寸，减薄格砖当量厚度，形状变得比较复杂。通常使用的块状格砖有五孔砖和蜂窝砖(图5)。它们的格孔流体直径40mm左右，格砖的当量厚度在30mm左右，每立方米格砖的蓄热面积为40m²左右。中国的中小型高炉的顶燃式热风炉广泛采用耐火球作为蓄热体，其特点是单位体积蓄热体的蓄热面积大，热交换系数高，参与热交换的有效重量大，

                                                   

具有良好的热工特性(表1)。由于耐火球制造简单，能降低投资和维修费用。但耐火球床的气体阻力大，故尚未在大型高炉上使用。现代热风炉格砖和耐火球一样，在改善热工特性之后也同时要求改进热风炉的操作制度，缩短周期时间，有效地利用蓄热体，才能提高鼓风温度，并使单位高炉容积的蓄热体容积和重量大幅度降低，充分发挥投资效益。

耐火材料    

随着高风温热风炉的发展，对耐火材料的材质和结构提出了愈来愈高的要求。根据热风炉各部分的温度条件和受力状况选用不同性能的耐火材料和结构。特别重要的是高温区域所选用的耐火材料要恰当，砌体结构牢固，这对热风炉的寿命和操作安全性有重大影响。选择热风炉耐火材料时，应综合评价耐火材料的质量指标，如耐火度、荷重软化点、蠕变性、抗压强度、抗剥落性、热容量、气孔率等。早期热风炉的高温区使用的是普通黏土砖。当提高风温后，蓄热室格砖发生沉陷，燃烧室隔墙倒塌和窜风，拱顶开裂。于是提高了黏土砖的质量或改用高铝砖，但格砖的沉陷及隔墙倒塌等事故并没有克服。经过反复研究后发现，热风炉使用的耐火材料除具有一定的耐火度、荷重软化温度、抗渣性、热稳定性、高温体积稳定性，以及残存线膨胀率等性能要求以外，还有一个特别重要的指标是对抗蠕变性的要求，即在长期高温和荷重条件下的体积稳定性。大量试验证明硅砖具有良好的抗蠕变性能，并且在高温下热膨胀系数小，抗剥落性高。前苏联彼得洛夫斯基冶金工厂于1950年首先使用了硅砖，其后得到了广泛应用。硅砖的耐火度和荷重软化温度分别为1700～1750℃和1640～1670℃，具有最良好的抗蠕变性能，质量好的硅砖在1550℃，荷重0.2MPa下经过50h，蠕变率小于0.2％。使用硅砖的热风炉拱顶最高设计温度可达1550℃，鼓风温度达到1350℃。硅砖在760℃以上有良好的热稳定性，热膨胀系数小，而在600℃以下，由于相变体积有较大的膨胀。硅砖由鳞石英、方石英、石英和玻璃相所组成，残余石英含量不应大于2％。在235℃硅砖中的β-方石英向α-方石英转变，并伴随体积膨胀。升温至573℃时β-石英向α-石英转化。在868℃时石英不可逆地转变为鳞石英，温度在870℃左右转变得很慢，而在高温时则大大加速。因此硅砖热风炉的烘炉速度应很好掌握。由此也限制了硅砖的使用范围。由于鳞石英的转变是不可逆的。经过长期使用的热风炉，在高炉大修时也可以进行凉炉修理。宝钢1号高炉大修时热风炉凉炉后进行了修补，并在高炉大修后重新烘炉升温投入使用。目前硅砖热风炉实际使用的最高拱顶温度限制在1450℃左右，鼓风温度在1250℃左右，其主要原因是考虑热风炉的寿命，特别是高温区炉壳晶界应力腐蚀开裂等。在温度较低的区域或鼓风温度较低的热风炉内可选用高铝砖和

                                                  

黏土砖。高铝砖也有很高的耐火度和荷重软化点，分别为1790℃和1530～1600℃。在1450℃，荷重0.2MPa下，50小时的蠕变率小于0.5％。黏土砖的耐火度、荷重软化点较低，蠕变温度在1150～1250℃(图b)。由于黏土砖价格便宜，容易加工，所以广泛用于热风炉的中、低温区。在燃烧室下部和陶瓷燃烧器上部的耐火材料应选用具有良好热稳定性的堇青石化高铝砖。热风炉还使用了大量耐火隔热砖，它根据不同的隔热要求，不同的温度区域，与相应耐火砌体的材质，选用轻质硅砖、轻质高铝砖和轻质黏土砖，以及陶瓷纤维等等隔热材料。靠炉壳还采用了各种不定形耐火材料。

现代高风温热风炉的耐火砌体长期在高温下工作，以及温度周期性波动，砌体产生不均匀膨胀，在砌体内部产生热应力。热应力是热风炉砌体损坏的主要原因。因此对热风炉砌体的设计提出了严格的要求，采取了如下措施：(1)对工作条件不同的砌体采用独立的结构(图7)；(2)缩小高温区砌体的尺寸，如外燃式热

                                                       

风炉拱顶半径；(3)条件恶劣的部位采用带锁键的砖砌筑，以提高砌体的稳定性和整体性；(4)正确处理膨胀缝，减少砌体的内应力；(5)加强隔热，尽量使砌体内温度均匀。对于热风炉拱顶等关键结构往往要用有限元法精确计算拱顶内部的应力变化，以寻求合理的结构和确定砖形。因为在常温下，拱顶耐火砌体的中心连线与推力线相一致。而在受热时，受内外温差作用，内侧膨胀，拱顶外侧受拉，相互分离。使荷重集中到内侧。砖的受力面缩小，局部受到极大的压应力，当超过砖在束缚状态下的压碎应力时，砖会被压碎。同时，拱顶本身也会发生变形，顶部下沉，中部的砖缝向外开裂，拱顶内的推力线移向耐火砖的下端。由于砌体内温度周期性交替变化而产生裂缝。因此霍戈文式热风炉拱顶，除了采用悬链线形以外，在拱顶中部还采用带铰链的砌体，避免上述热应力的损坏。

蓄热室的设计计算原理     

蓄热室的热交换是周期性的和非稳定态的传热过程。因此，描述蓄热室特性的理论要比换热器复杂得多。为了简化，…般采用换热器的计算形式，而对综合热交换系数根据蓄热室工作特点做相应的修改。综合热交换系数K用下式定义：

                            Q_per=KA(Θ_c+Θ_h)(t_g-t_a)                       (1)

式中Q_per为一个周期内蓄热室传递的热量；A为一座热风炉的蓄热体表面积；Θ_c、Θ_h为送风和燃烧周期的持续时间；t_g、t_a为烟气和鼓风两种流体的温度。

长期以来采用德国申克(A．schack)的经验式确

                                                           

定热交换系数K，但这已经不适应现代热风炉的设计计算。现已广泛使用由豪森(H．Hausen)创立，后来由威尔莫特(A．J．wⅢmott)改为适合于电子计算机运算的“精确理论”。“精确理论”认为：蓄热室处于稳定状态时，蓄热体和流体的温度不仅与其位置有关，而且还与时间有关，并对时间的依赖关系是周期性的。图8表示达到稳定状态后，送风期蓄热室内蓄热体的温度分布状况，与换热器内纯线性温度分布比较，蓄热体温度分布的特点是：(1)温度曲线随时间而变化。如图9所示

                                                 

的送风期内，它是下降的。(2)曲线只是在蓄热室中部是线性的，而在其两端发生弯曲。描述蓄热室内热交换过程的微分方程的精确解就具有这种特性。满足蓄热室内流体周期换向边界条件的特解有无穷多个，称为特征函数。蓄热室内周期性的特征也可看作由许多特征函数所组成的温度振荡。基本振荡或零次特征函数在空间和时间域上是线性的(图8a)。图8b中绘出了乘以适当因子后各高次特征函数之和。此总和与零次特征函数相加，便得到了图8c所示的实际温度分布曲线。由图8可以看出，在蓄热室两端高次特征函数的影响最大；随着离端点距离的增加，其影响下降。在足够高的蓄热室中，这些函数值变得很小，故在蓄热室中部，决定温度变化的只有零次特征函数。将所有特征函数分别乘以合适的系数后组合起来，便可得到一个恒定的气体入口温度。这样计贷：所得周期性变化的温度仅与蓄热体横截面上的平均温度有关。为了确定零次特征函数，测定了送风期蓄热体内横截面上的温度变化。图9a为板状格砖内部温度随时间的变化，图9b为柱体内温度变化，图9c为球体内的温度变化。在送风期开始时，蓄热体内的温度呈向上开口的抛物线，蓄热体受到冷却后变为开口向下的曲线。随着时间的推移，温度分布曲线形状不变，只是随温度降低，而向下移动。可以看出，耐火球中温度曲线的最高温度和最低温度相差最小，送风期开始与终了相比较，中心温度变化最大。说明蓄热体的利用率最高。

由于蓄热室内温度分布是由零次和高次特征函数组成的，因此综合热交换系数K也要分两步计算。第一步算出对应于零次特征函数的系数K。。根据零次特征函数的理论可以得出下式：

                                          

式中α_c、α_h为送风期和燃烧期的热交换系数；S为蓄热体的当量厚度；λ为蓄热体的热导率；ψ为热量进入蓄热体内部程度的函数。妒值取决于S、Θ_c、Θ_h和蓄热体的导温系数等。确定ψ值的理论方程很复杂，但已作出平板、圆柱体和球体的图表可以查出(图10)。第二步再计算比值K／K₀。为了简化这里用图表示。图8和图11中的ζ和∧都称为“缩短了的高度”，而前者为无因次量；η和Ⅱ都称为“缩短了的周期”，前者也为无因次量。∧和Ⅱ由下式确定：

                                                

式中C_per为送风期和燃烧期内分别流过蓄热室的流体热容量的平均值；C_S为蓄热室内蓄热体的热容量。由图ll查得K／K₀值，再从式(2)求出K₀两者相乘，便可求得由式(1)定义的综合热交换系数K。并从而求得蓄热室的蓄热面积。

                                                  

上述的图表主要用来说明蓄热室内的热交换过程和精确理论解析的过程。当然所列图表也可以来计算蓄热面积，而且计算相当简单。但是也就影响了结果的精度。在电子计算机尚未广泛应用之前，有人提出了若干经验方法，除前述申克的方法外，还有人提出了若干

                                                        

近似解法，其中有豪森本人提出的“热极法”。精确计算可以给出各期间蓄热室内蓄热体的温度分布。这对于正确选择不同温度区域蓄热体的耐火材质十分重要。计算机的广泛运用，为获得精确解提供了便利的条件。

延长热风炉寿命     

热风炉的建设费用很高，较高炉本体的费用还高，约为它的1.1～1.5倍。其大修费用也很高，因此延长热风炉的寿命十分重要。热风炉的寿命取决于热风炉设计的合理性，包括热风炉的型式、耐火材料的选择及其结构；热风炉的操作，包括烘炉、凉炉和拱顶温度等；以及维护修理等。

热风炉砌体的损坏与修理           

热风炉砌体最容易损坏的部分是热风炉拱顶、热风出口、陶瓷燃烧器上部，以及内燃式热风炉的燃烧室隔墙和格砖等部分。它们承受着高温及急剧的温度变化。由于采用抗蠕变性能良好的耐火材料改进了各部分砌体的结构，使热风炉寿命得以延长，蓄热室格砖扭曲、错乱下陷和倒塌已被克服；改进燃烧室隔墙结构和采用外燃式和顶燃式热风炉以后，克服了危及热风炉寿命的隔墙倒塌和烧穿短路事故的发生。对热风炉拱顶形式和结构的改进也取得了良好的效果，避免了拱顶塌落、变形和开裂。目前有的热风炉仍有拱顶等处局部发生裂纹等现象，有必要进一步研究温度变化时热应力的破坏作用及改进组合砖的结构。在操作上要严格控制拱顶温度和烟道温度，使拱顶过热和烧坏炉箅子支柱。进一步改进陶瓷燃烧器的结构和材质，使气体的混合均匀，缩短火焰长度，温度均匀，延长燃烧器上部喷出口的寿命。对热风出口、热风支管和陶瓷燃烧器上部的损坏，还开发了热修理的技术。在高温状态下，先将要修理的部分用耐火防热棚隔离开来，然后局部冷却，穿戴防护服进行局部修理和维护。因此热风炉一代寿命已延长到30年以上。

炉壳的晶界应力腐蚀及预防             

炉壳晶界应力腐蚀是指，炉壳在静载拉应力和特定腐蚀环境的共同作用下，所导致的沿铁素体晶界产生脆性断裂。在大型高风温热风炉上，当拱顶温度超过1300℃就有利于空气中的氮和氧形成氧的氮化物NO_x，并与燃烧产物中的硫氧化物和水形成酸性腐蚀溶液，使炉壳发生裂纹。为避免裂纹的产生，在设计炉壳时，应避免过高的应力和应力集中；在制造和安装时，消除焊接、加工及装配过程中产生的残余应力，特别应采用退火的方法消除焊缝热影响区内的应力；在热风炉高温区炉壳内涂防酸漆，喷涂防酸可塑料，其外设保温层，提高炉壳温度避免氧化氮与冷凝水生成硝酸根离子水溶液腐蚀炉壳等。

废气热量利用及用高炉煤气获得高风温

废气热量利用       

利用热风炉废气的热量来预热煤气或助燃空气是有效的节能措施。热风炉废气的温度虽然只有200～300℃，但废气量大，带走的热量仍相当多。热风炉废气热量回收装置的类型比较多，有旋转再生式、换热式、热媒式和热管式。旋转再生式废气热量利用装置是把蓄热体安装在转子上，在一定时间内蓄热体与废气接触、升温，然后旋转到与助燃空气接触

                                                          

的位置，蓄热体将热量传给助燃空气。(图12a)换热声热量利用装置是用热交换器的器壁将废气和助燃空气分开，废气先加热器壁，再由器壁加热助燃空气。(图12b)热媒式废气热量利用装置是将热媒由热媒循环泵强制地压入废气热交换器，热媒被加热后，分别流入空气预热器和煤气预热器，把热量传递给助燃空气和煤气，再流回循环泵。(图12c)热管式废气热量利用装置是利用热媒在热管中加热蒸发，形成蒸气，向冷端移动。热媒在冷端凝结，并放出热量，冷凝后的热媒靠重力或毛细作用流回热端。1984年在四川威远钢铁厂首先使用了能加热助燃空气和煤气的分离型热管废气热量利用装置。在烟道中设置一组热管内充纯水，水受废气加热蒸发，蒸汽进入上部集管，通过蒸汽联络管分别进入助燃空气管道内和煤气管道内设置的两组热管中，蒸汽受冷凝结，水向下流入下部的液体集管中。由于助燃空气和煤气管道的位置较高，水因位差而通过液体联络管回流至设在烟道内的热管下部的水再受热蒸发。(图12d)由于水的相变驱使循环流动，因而不需外部动力。

用高炉煤气获得高风温          

是指只使用高炉煤气，而不附加高发热值的焦炉煤气、天然气、石油气或混烧

                                                        

液体燃料，仅采用富氧燃烧、预热助燃空气和煤气来达到提高拱顶温度，获得高风温的方法。只有在氧气有富余的情况下，才可能用氧气富化助燃空气燃烧热风炉。加热助燃空气和煤气的方法有三种：热风炉自身余热法和蓄热式热风炉预热助燃空气的方法，以及热交换器预热助燃空气和煤气的方法。热风炉自身余热预热助燃空气的方法是利用热风炉送风期终了后，蓄热室自身“剩余的热量”来加热助燃空气。这种方法1968年首先在济南铁厂采用，并已推广到鞍山钢铁公司和邯郸钢铁厂的大型高炉上。利用自身余热加热助燃空气必须增设一套冷、热助燃空气阀门和管道系统(图13)。助燃空气也设有混风调节阀，调节助燃热空气的温度，使之符合燃烧的要求。热风炉在操作时分为燃烧、送风、加热助燃空气三个阶段(图14)。这种方法较

                                                 

                                                         

其他方法热效率高，增加的投资少，维修费用低，在经济上比较合理。蓄热室热风炉加热助燃空气的方法是用另外的热风炉来加热助燃空气。这种方法只有利用已有不用的热风炉才是合适的，专门为加热助燃空气而新建一组热风炉费用太高，占地面积大，还带来操作、维护上的困难。用热交换器加热助燃空气和煤气，也可单独加热助燃空气。如果两种气体都加热，则预热的温度可以低些。在加热系统中须分别设置助燃空气预热器和高炉煤气预热器。预热系统的流程(图15)如下：助燃空气由风机送入空气预热器加热后，通过助燃空气管道送往热风炉；高炉煤气经管道送入煤气预热器，经过热煤气管道送入热风炉燃烧。热风炉废气经烟道送至混合室。将部分助燃空气和煤气在预热器的燃烧器中燃烧，其烟气与热风炉废气在混合室中混合后，分别送入空气预热器和煤气预热器。经预热器的废气通过烟道，由烟囱排放。这种方法的经济效果在前两种方法之间，仍是热风炉自身余热法的效果最好。