热风炉格子砖是一种特制的、带有规则孔洞的耐火砖,它像“蓄电池”一样,在高炉炼铁的热风炉中负责储存热量和加热冷风。
要理解格子砖,我们首先要明白它在整个高炉炼铁系统中的作用。
高炉与热风炉
高炉:是炼铁的核心设备,需要持续不断地吹入大量高温空气(热风)(现代高炉的热风温度通常在1000℃至1300℃之间)。
热风炉:为高炉提供高温热风。但热风炉不是直接燃烧煤气来加热空气,而是采用一种蓄热式的工作方式。格子砖就是这个蓄热系统的核心耐火材料。
热风炉的工作周期
热风炉的工作是周期性的,通常由至少三座热风炉为一组,交替工作,以保证高炉持续获得热风。一个周期分为两个阶段:
第一阶段:燃烧期(“烧炉”)
在热风炉内燃烧高炉煤气和焦炉煤气的混合气体,产生高温烟气。
高温烟气(约1300-1500℃)自上而下地穿过格子砖砌成的庞大“格子体”。
在这个过程中,格子砖充分吸收烟气的热量,自身的温度被加热到设计温度要求。此时,格子砖就像一块被烧红的“蜂窝煤”,储存了大量的热能。
第二阶段:送风期(“送风”)
停止燃烧。将来风机的常温冷风从底部吹入热风炉。
冷风在自下而上穿过炽热的格子砖通道时,被格子砖储存的热量迅速加热,变成高温热风。
加热后的热风(约1200℃)被送入高炉。
通过这样周而复始的“蓄热”和“放热”循环,热风炉就能为高炉提供稳定的高温热风。
格子砖的具体特点
形状与结构:
不是实心砖,而是设计有规则排列的孔洞(通常是圆形、方形或六边形),形成蜂窝状结构。
这种设计是为了最大限度地增加砖的受热表面积,从而提高热交换效率。孔洞的通道也保证了气流能够顺畅通过。
材质:
由耐火材料制成,例如高铝砖、硅砖等。
能承受极高的温度(>1500℃)、高温温度波动(周期性的加热和冷却)以及高温气流的冲刷和化学侵蚀。
砌筑方式:
精确地砌筑成一个内部布满垂直通道的格子体,填充在热风炉的本体内部。这个格子体就是热风炉的“心脏”。
格子砖的核心功能
蓄热功能:像蓄电池储电一样,吸收并储存高温热量。
换热功能:在送风时,高效地将储存的热量传递出高炉所需的热风。
因此,格子砖的性能(如蓄热面积、导热性、耐热震性)直接决定了热风炉的送风温度和热效率,进而影响高炉的能耗和生产效率,是高炉炼铁系统中至关重要的基础材料。