球式熱風(fēng)爐由爐墻、球床和燃燒室(即拱頂)幾部分組成，各部位耐火砌體的材質(zhì)、厚度及耐火球質(zhì)量等要求均與熱風(fēng)爐基本相同。

 

 1.球式熱風(fēng)爐為頂燃式熱風(fēng)爐，取消火井墻，燃燒室為拱頂。燃燒口和熱風(fēng)出口布置在拱頂下部的直段，標(biāo)高大致相同，相對(duì)或成為一定的夾角。為了使高溫?zé)煔膺M(jìn)入球床（蓄熱室）均勻分布，燃燒口的中心線一般應(yīng)向上傾斜30條。，并切割一定直徑的假設(shè)圓。

2.在拱頂?shù)倪m當(dāng)部分設(shè)置耐火球孔，在球床下部設(shè)置耐火球孔。.爐排上方爐墻上設(shè)有下部卸球孔，大型球形熱風(fēng)爐球床中部設(shè)有中部裝球孔。這些通道既用于裝球或卸球，也用于人孔。生產(chǎn)過程中，用耐火磚堵塞密封。

3.球形熱風(fēng)爐的蓄熱室（又稱球床）填充耐火球作為蓄熱體，代替格子磚。單位體積耐火球的加熱面積遠(yuǎn)大于單位體積格子磚的加熱面積，但單位高度耐火球床的氣流阻力損失大于單位高度格子磚。這是球形熱風(fēng)爐難以在大型高爐中推廣使用的重要原因之一。

4.除落地球式熱風(fēng)爐底部為平底形外，架空球式熱風(fēng)爐蓄熱室底部為錐形，并設(shè)置支柱和爐排（平面或曲面）?；\罩式爐排放在錐形底部的耐火砌體上，取消了爐算子柱。籠罩式爐排通常由圓鋼或扁鋼焊接而成。

 

球式熱風(fēng)爐的燃燒口.熱風(fēng)口.裝球、卸球孔、錐形爐底等，一般為耐熱混凝土預(yù)制件結(jié)構(gòu)。

為了穩(wěn)定拱頂，合理分布?xì)饬鳎蛐螣犸L(fēng)爐將過去的錐形拱頂改為錐形結(jié)合形.拋物線和懸鏈拱頂。拱頂下部直段改為類似復(fù)制熱風(fēng)爐拱頂?shù)拇竺苯Y(jié)構(gòu)，爐墻與拱頂采用滑縫和迷宮密封結(jié)構(gòu)，滿足1100℃上述風(fēng)溫要求。

 

過去，金屬套筒燃燒器廣泛應(yīng)用于球式熱風(fēng)爐中。目前，越來越多的球式熱風(fēng)爐已改為陶瓷套筒燃燒器，不僅氣流分布合理，而且使用壽命大大延長(zhǎng)。

球形熱風(fēng)爐是高爐鼓風(fēng)加熱設(shè)備。球形熱風(fēng)爐技術(shù)問題的核心是球床。球床由等徑耐火球自然堆積而成，一般根據(jù)球直徑和材料分為上下兩個(gè)部分。球床上部高溫區(qū)熱介質(zhì)材料主要有三種耐火球：
 

 

1.高鋁球

Al2O3.質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于45%，以氧化鋁或鋁硅酸鹽為主的耐火材料稱為高鋁耐火材料。一般來說，高鋁耐火球的耐火性不低于1750-1790℃，荷載軟化的開始溫度不低于1400-1530℃。當(dāng)制品的Al2O含量越高，其熱穩(wěn)定性就會(huì)顯著降低。

高鋁耐火球用于球床上部的高溫區(qū)域，其耐火性和負(fù)荷軟化溫度可滿足要求，但熱穩(wěn)定性和耐渣性不足。因此，經(jīng)常出現(xiàn)表面裂紋和渣粘結(jié)現(xiàn)象，導(dǎo)致床透氣性差，球清洗周期縮短。

 

2.硅球

硅耐火球是一種酸性耐火材料，SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于93%，其他成分主要為Al2O3.Fe2O3.CaO.MgO還有一些堿金屬氧化物等。硅耐火球的耐火性一般為1710-1750℃，荷載軟化溫度較高，可達(dá)1640-1650℃。

硅耐火球用于球床上部的高溫區(qū)域。在高溫和大梯度溫度變化條件下，球體表面開裂嚴(yán)重，耐堿性氣體粉塵侵蝕性差，渣粘結(jié)現(xiàn)象嚴(yán)重，球難以清理。

 

3.鎂鋁球

鎂鋁耐火球的耐火性一般超過2千℃，軟化溫度一般不高于1550℃，耐堿渣具有很強(qiáng)的耐腐蝕性。

鎂鋁耐火球的生產(chǎn)工藝比普通鎂磚更精細(xì)、更嚴(yán)格，使用性能優(yōu)于普通鎂耐火產(chǎn)品；熱穩(wěn)定性好，850℃水中熱交換次數(shù)可達(dá)20次以上；耐渣性好，特別是耐渣性好，F(xiàn)e2O3.侵蝕能力特別高。鎂鋁耐火球適用于工作溫度高、波動(dòng)頻繁的球床上段。

三種耐火球，鎂鋁耐火球有利于熱風(fēng)爐蓄熱和傳熱，同時(shí)解決粘球問題，在長(zhǎng)期高溫負(fù)荷下，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，無脆軟化，目前在球床高溫區(qū)，鎂鋁耐火球逐漸取代其他兩種，被越來越多的企業(yè)使用。

 

球式熱風(fēng)爐球床耐火球量及球床尺寸的確定

球式熱風(fēng)爐球床安裝多少耐火球，直接影響熱風(fēng)爐的工作效果。因?yàn)?。m3耐火球的熱交換面積遠(yuǎn)大于同體積格子磚的加熱面積，即球床內(nèi)耐火球的加熱面積足夠。

 

因此，在考慮耐火球的數(shù)量時(shí)，主要不考慮耐火球的加熱面積，而是考慮耐火球的重量，即確保耐火球的數(shù)量有足夠的熱儲(chǔ)存能力。球熱風(fēng)爐的數(shù)量應(yīng)根據(jù)爐的數(shù)量來確定.熱工計(jì)算風(fēng)溫和送風(fēng)時(shí)間。但在生產(chǎn)實(shí)踐中，一般不做復(fù)雜的熱工計(jì)算，而是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定球式熱風(fēng)爐的裝球量。實(shí)踐證明，這樣做是可靠的。

 

在生產(chǎn)中，當(dāng)風(fēng)溫為1050~1100時(shí)℃三個(gè)球式熱風(fēng)爐的總裝球量，一般可以按1m3高爐有效容積平均耐火球量為1.8～2.0t／m或按每分鐘13計(jì)，或按每分鐘1m鼓風(fēng)平均裝耐火球量為0.75～1.0t／(m3·min)計(jì)算出三個(gè)球式熱風(fēng)爐的總裝球量，然后確定一個(gè)球式熱風(fēng)爐的裝球量。如果一個(gè)高爐只配備兩個(gè)球式熱風(fēng)爐，可以適當(dāng)減少總裝球量，適當(dāng)增加每個(gè)球式熱風(fēng)爐的裝球量。

 

球式熱風(fēng)爐的球床尺寸是指球床的直徑和高度。在確定球床尺寸時(shí)，主要考慮有利于球床的熱交換，減少氣流阻力損失。球床直徑大、高度低、氣流速度小，雖然有利于降低氣流阻力，但不利于熱交換，相反，氣流阻力變大。因此，在設(shè)計(jì)球床時(shí)，須綜合考慮直徑和高度，兩者兼顧。球床直徑一般可根據(jù)高爐鼓風(fēng)通過球?qū)託饬魉俣葹?.2～2.0rn／s或按鼓風(fēng)通過空爐的流速為0計(jì)算.45～0.74m／s計(jì)算。然后根據(jù)球式熱風(fēng)爐耐火球的數(shù)量計(jì)算球床的高度。生產(chǎn)實(shí)踐表明，無論球形熱風(fēng)爐的大小，球床的高度都應(yīng)控制在5-6m范圍，認(rèn)為這樣的高度更適合傳熱和氣流阻損。此外，在生產(chǎn)過程中，由于球床定期加熱，耐火球膨脹，球床增加，減少拱頂空間，影響氣流分布和燃?xì)馊紵ЧＲ虼?，在考慮足球床的高度時(shí)，應(yīng)考慮足球床的膨脹位置。

 

在過去的球形熱風(fēng)爐中，球床上下耐火球的材料和直徑相同，既不適應(yīng)溫度分布，也不適應(yīng)熱交換規(guī)則。目前，安裝在球床上的耐火球已改為：球床上部2m高直徑較大的硅耐火球，以下部分直徑較小的高鋁耐火球或粘土耐火球。耐火球的直徑不僅直接影響傳熱面積和氣流阻塞，而且影響耐火球的制造和加工成本。綜合考慮各種因素，目前常用的耐火球直徑一般為30~60mm范圍。硅質(zhì)耐火球要求含有硅質(zhì)耐火球。SiO2大于93%，高鋁耐火球含有Al2O3量在60%~70%范圍內(nèi)。并要求耐火球致密，燒成足夠的溫度。

 

球式熱風(fēng)爐耐火球用哪種好？建議耐火球質(zhì)量等要求均與熱風(fēng)爐基本相同。