张灵
（原中冶南方工程技术有限公司）
1、热风炉形式
高炉炼铁系统工程热风炉的基本型式有内燃式、外燃式和顶燃式。，内燃式热风炉燃烧室与蓄热室并列布置在同一炉壳内，中间由隔墙分开，拱顶多为悬链线形，由于存在隔墙易破损、气流分布不均、热效率相对较低、难以满足1200℃以上高风温需求等先天缺陷，正逐渐被淘汰或改造或应用于中小型高炉。目前适用于特大型（容积≥5000m3）高炉的热风炉主要有外燃式和顶燃式，这两种型式的热风炉在发展过程中经过不断的改进，均可以满足特大型高炉高风温和长寿的要求。
1.1 外燃式热风炉
目前外燃式热风炉主要有新日铁式和地得式（PW-DME），其共同的特点是燃烧室均独立于蓄热室之外。
新日铁外燃式由于其拱顶连接管设置了波纹补偿器，而大大增加了这种型式热风炉的事故和风险，实际采用这种型式的高炉几乎都出现过波纹补偿器漏气、崩裂等生产事故，直接和间接给生产带来很大损失，目前这种型式的外燃式热风炉在韩国、日本、台湾，只要有高炉大修机会，均改为了PW-DME外燃式热风炉。
PW-DME外燃式热风炉主要的特点是完全取消了拱顶的波纹补偿器，采用整体式刚性拱顶(也叫单拱顶)，燃烧室底部设液压垫，保证燃烧室随蓄热室同步上下位移，结构稳定可靠，生产寿命达35年已得到生产实践检验。
1.2顶燃式热风炉
顶燃式热风炉燃烧室在顶部，燃烧、蓄热同置于一个筒体内， 消除了其它类型热风炉燃烧、蓄热所带来的结构缺陷，但是传统的顶燃式热风炉由于不能长期承受高风温，难以得到推广应用。
顶燃式热风炉具有结构合理、气流分布较均匀，热效率高、投资低等特点。新型顶燃式热风炉将预燃室布置在拱顶上部，从结构上很好地解决了燃烧器的工作寿命问题。从理论上具备了实现高温长寿的能力。由于其突出优点，特别是2009年投产的京唐曹妃甸3座5500m3高炉采用顶燃式热风炉并证明生产情况良好后，在国内得到快速发展。
2、工艺技术特点比较
PW-DME外燃式与新型顶燃式热风炉在拱顶结构、蓄热室、燃烧室结构、燃烧器等方面各具特色，它们主要的工艺技术特点比较见下表：
3、设计参数指标比较
沙钢5800m3高炉PW-DME外燃式热风炉与某钢铁基地5500m3高炉新型顶燃式热风炉的设计参数比较见下表：
4、生产操作及检修比较
沙钢5800m3高炉为三座PW-DME外燃式热风炉，某钢铁基地5500m3高炉为四座新型顶燃式热风炉，因此从送风制度、送风温度控制、对设备可靠性等生产操作要求区别较大。主要比较见下表：
5、 新型顶燃式热风炉核心技术
20世纪70年代末，首钢开发的顶燃式热风炉技术应用在中小型高炉上，2001年，卡鲁金式顶燃式热风炉进入我国（1），在2000~3000m3级高炉应用广泛。随着2009年投产的京唐3座5500m3高炉的顶燃式热风炉的成功应用，顶燃式热风炉技术得到更加快速发展。中冶南方吸收已成功投产的50多座大型高炉改进型内燃式热风炉的成功经验，在卡鲁金式顶燃式热风炉的基础上，进行了一系列优化、改进，形成新型顶燃式热风炉系列核心技术，成功地应用在湘钢2×2580m3高炉、新余2×2500m3高炉、涟钢3200m3高炉、南钢2200m3高炉等总承包工程，国内新型顶燃式热风炉系列核心技术主要内容如下：
（1）采用自行开发，拥有专利技术的旋流式燃烧器。多层喷嘴，煤气和助燃空气喷嘴交错布置，涡流喷射，强旋混合，高效稳定燃烧，在格子砖上部拱顶空间内完全燃烧；
（2）集成内燃式热风炉成功技术应用于顶燃式热风炉，包括砌体板块结构、组合砖、弧形炉底等；
（3）炉篦子及支柱整体托梁支撑结构，采用大孔炉篦子与小孔分流板结合支撑格子砖，结构稳定，很好地解决炉篦子及托梁对气流的影响；
（4）采用弹性恒力支座支撑热风支管，避免炉壳上涨，支管对炉壳和内衬的破坏。
6、结语
（1）外燃式、顶燃式这两种热风炉形式都能满足特大型（容积≥5000m3）高炉正常生产的高（≥1200℃）风温的设计要求；
（2）新型顶燃式热风炉具有全自主知识产权核心技术，设备、耐材国产化率可达100%；
（3）PW-DME外燃式热风炉为三座（预留第四座），新型顶燃式热风炉为四座，后者对生产可靠性保证程度较高，但设备、耐材一次性投资略高；
（4）PW-DME外燃式热风炉为二烧一送，送风时间35~45分钟，新型顶燃式热风炉为二烧二送，送风时间60分钟，送风温度波动小，更有利于高炉正常稳定生产；
（5）顶燃式热风炉热风出口、煤气入口、助燃空气入口都在蓄热室上部，管道、平台钢结构量略大，也不方便设备维修；
（6）PW-DME外燃式热风炉寿命达≥35年已得到生产实践的检验，在国内，相似技术的大型高炉的最早的顶燃式热风炉建于2003年的济钢1780m3高炉，因此顶燃式热风炉一代30年炉龄长寿有待时间考验。
7、 文献
（1）顶燃式热风炉的应用及发展探讨-山东冶金第30卷第4期
