為優化熱風爐設計,建立了熱風爐蓄熱室內傳熱過程的數學模型,制作了應用程序軟件,探討了不同的格子磚物性參數,如導熱系數、比熱容和密度等對格子磚溫度場分布、氣體溫度分布以及格子磚蓄熱量和放熱量的影響。研究結果表明:設計熱風爐時要綜合考慮各種影響因素對氣體和格磚溫度分布的影響;格磚的溫度梯度沿著徑向在逐漸減小,設計熱風爐時應選擇合適的格磚厚度;增大格磚導熱系數和單純增加格磚的密度和比熱容都會導致風溫更低也更不穩定,但是只要延長燃燒時間能充分發揮蓄熱室的蓄熱容和穩定送風能力;格磚熱物性的影響程度隨格磚增大而減小。

同時提高熱風溫度是增加高爐噴煤、降低成本的主要手段,從理論燃燒溫度、加熱面積、熱風爐的合理結構設計和操作4方面來討論提高熱風溫度的途徑,分析了國內各種燃燒器的優缺點及各種可供選擇的熱風爐預熱方案。同時討論了煙氣和冷風分配技術及消除熱應力的方法,以便熱風爐能達到1200℃以上風溫和10年以上壽命。總結說提高高爐風溫不僅直接影響生鐵產品的產量和質量,而且是高爐提高煤比(增加噴煤量)和降低燃料比(焦比)的重要措施之一。從熱工角度初步分析了高爐熱風爐的熱工行為;在此基礎上,根據熱工爐窯3類變量之間的關系,系統分析了熱風爐結構參數和操作參數對其出口風溫的影響;指出了如何從結構參數和操作參數上提高高爐熱風爐風溫。