热多，而且要有尽可能高的温度。格子砖的特性对热风炉的蓄热能力，换热能力以及热效率有直接影响。
蓄热室断面积，一般是从选定的热风炉直径扣除燃烧室断面积而得到的，它应该用填满格子砖的通道面积中的气流速度来核算。为了保证传热速度，要求气流在紊流状态流动，即雷诺数大于2300。由于气体在高温下粘度增大，而且格孔小不易引起紊流，故现代高风温热风炉要求有较高的流速以满足传热的要求，在生产中常有这样的情况，蓄热面积不少，顶温很高，但风温上不去，烟道温度却上升很快，其原因主要是流速低造成的。
蓄热室工作的好坏，风温和传热效率如何，与格孔大小、形状、砖量等也有很大的关系。
但在燃烧室两侧蓄热室狭窄处存在死角，烟气在蓄热室断面上分布不均，相对的减少了蓄热室面积。眼镜形燃烧室结构稳定性差，热应力小，当量直径小，不利于煤气燃烧：但蓄热室死角小，烟气流分布均匀，有效面积利用较好。复合型兼备上述两种形状的优点，设计上采用多。
1.6燃烧室的设计
燃烧室是煤气燃烧的空间，位于颅内的一侧，它的断面形状有三种，即圆
形、眼睛形、复合型。本设计采用复合型，燃烧能力大，气流在燃烧室内分布均匀，燃烧效果好，废气分布均匀。下为燃烧室断面形状，图1-4[1]。
1-燃烧室
2-蓄热室
图1-4 燃烧室断面形状
燃烧室隔墙一般由两层互不错缝的高铝砖砌筑，大型高炉用一层345mm和一层230mm高铝砖砌成，中小高炉用两层230mm高铝砖砌成。两层之间彼此无约束，在受热膨胀时互不受阻碍。燃烧室比蓄热室要高出300~500mm，目的是使烟气流在蓄热室内分布均匀一些。
1.7炉箅子与支柱的设计
蓄热室全部格子砖都通过炉箅子支持在支柱上，当废气温度不超过350℃，
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短期不超过400℃时，用普通铸铁就能稳定的工作，当废气温度较高时，可用耐热铸铁（
Ni0.4%～0.8%，Cr0.6%～1.0%）或高硅耐热铸铁。为避免堵住格孔，
支柱和炉箅子的结构应和格孔相适应。支柱高度要满足安装烟道哦冷风管道的净空需要，同时保证气流畅通。炉箅子的块数与支柱相同，而炉箅子的最大外形尺寸，要能从烟道口进出。下图为支柱和炉箅子的结构图1-5[1]。
图1-5支柱和炉箅子的结构
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2 燃烧器设计
燃烧器种类很多，常见的有套筒式和栅格式，就其材质而言又分金属燃烧
器和陶瓷燃烧器，本设计用套筒式陶瓷燃式器。
2.1陶瓷燃烧器
陶瓷燃烧器是用耐火材料砌成的，安装在热风炉燃烧室内部。一般是采用
磷酸盐耐火混泥土或矾土水泥耐火混泥土预制而成，也有采用耐火砌筑成的。 常用的陶瓷燃烧器： （1）套筒式陶瓷燃烧器
套筒式燃烧器是目前国内热风炉用得最普遍的一种燃烧器。这种燃烧器由两个套筒和空气分配帽组成，如图2-2[1]所示。燃烧时，空气从一侧进入到外面的环形套筒内，从顶部的环状圈空气分配帽上的狭窄喷口中喷射出来。煤气从另一侧进入到中心管道内，并从其顶部出口喷出，由于空气喷口中心线与煤气中性线成一定交角（一般为50左右），所以空气与煤气在进入燃烧室时能充分混合，完全燃烧。有的还在空气道与煤气之间的管壁上部开设与煤气道轴向正交的矩形一次空气进入口，形成空气与煤气两次混合，这就进一步提高了空气与煤气的混合及燃烧效果。优点：结构简单，构件少，加工制造方便。但燃烧能力较小，一般适合于中小型高炉的热风炉。 （2）栅格式陶瓷燃烧器
图2-2
栅格式陶瓷燃烧器的空气通道与煤气通道呈间隔布置，如图2-2b所示。燃烧时，煤气与空气都从被分成若干个狭窄通道中喷出，在燃烧器上部的栅格处得到混合后进行燃烧。这种燃烧器与套筒式燃烧器比较，其优点是空气与煤气混合
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更均匀，燃烧火焰短，燃烧能力在，耐火能力大，耐火砖脱落现象少。但其结构复杂，构件形式种类多，并要求加工质量高。大型高炉的外然式热风炉多采用栅格式陶瓷燃烧器。 （3）三孔式陶瓷燃烧器
三孔式陶瓷燃烧器的显著特点是有按个通道，即中心分为焦炉煤气通道，外侧圆环为高炉煤气通道，二者之间的圆环形空间为助燃空气通道。在燃烧器的上部设有气流分配板，各种气流从各自的分配孔中喷射出来，被分割成小的流股，使气体充分的混合，同时进行燃烧。
优点：不仅使气体流混合均匀，燃烧充分，燃烧火焰短，而且是采取了低发热值的高炉煤气将高发热值的焦炉煤气包围在中间燃烧的形式，避免了高温气流烧坏隔墙，特别是避免了热风出口处的砖被烧坏的弊病。另外，采取高炉煤气的焦炉煤气是从燃烧器的中心部位喷出的，所以燃烧气流的中心温度经边缘煤气的温度高，约200℃左右。
缺点：是结构复杂，使用砖种类多，施工复杂，目前只有部分大型高炉的外燃式热风炉采用这种燃烧器。 陶瓷燃烧器有如下优点：
1) 助燃空气与煤气流一定交角，交将空气或煤气分割许多细小流股，因此混合好能完全燃烧。
2) 气体混合均匀，空气过剩系数小，可提高燃烧温度。
3) 燃烧气体向上喷出，消除“之”字形运动，不再冲刷隔墙，延长了隔墙的寿命，同时改善了气流分布。
4) 燃烧能力大，为进一步强化热风炉和热风炉大型化提供了条件。
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3 格子砖的选择
格子砖的选择对热风炉工作有相当大的关系。例如：蓄热室工作的好坏和转热效率如何。与格孔大小、形状、砖量等有很大关系。对格子砖选择很重要。对格子砖的要求是：
1) 单位体积格子砖具有最大的受热面积。
2) 有何受热面积相适应的砖量来储热，以保证一定的范围内，不引起过大的风温降落。
3) 尽可能地引起气流扰动，保持较高的流速，以提高对流传热、速度。 4) 有足够的建筑稳定性。
5) 便于加工制造、安装、维护成本低。
格子砖的主要特性指数参见标3-1
S 加热面积 ? 通道面积 V=1-? 填充系数 ds 水力学直径 σ 当量厚度 m 格子砖质量 表3-1 格子砖的主要参数
（1）1m3格子砖的受热面积S（㎡/m3）。对方孔格子砖可按下式计算： S=4b/(b+δ)2 式中 b——格孔边长，m；
δ——格子砖厚度，m。
希望格子砖的受热面积大些，因为它是热交换的基本条件，同样体积的格子砖，受热面积大则风温和热效率高，一般板格子砖的受热面积小，穿孔格子砖的受热面积大。
（2）有效通道截面积?。对方孔格子砖可按下式计算：
?=b2/(b+δ)2
由于热风炉中对流传热方式占比重较大，?值小可提高流速，从而提高传热效率。但?值过小会导致气流阻力损失的增加，消耗较多的能量。一般?值在0.28~0.46之间。
（3）1m3格子砖中耐火砖的体积或称填充系数V。
V=1-?
它表示格子砖的蓄热能力，同样送风周期，填充系数大的砖型，由于蓄热能量多，风温降小，能维持较高的风温水平。一般要综合考虑V和?两个指标，不要追求其中一个指标而影响另一个指标。
（4）当量厚度σ。格子砖当量厚度可以用下式表示：
σ=2V/S=2(1-?)
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