如果格子砖是一块平板，两面受热，则当量厚度就是实际高度，但实际上蓄热功当量室内格子砖是相互交错的，部分表面被挡住，不起作用，所以格子砖的当量厚度总是比实际厚度大，这说明当实际砖厚度一定时，当量厚度小则格子砖利用好。
如果格子砖是任意形态的，则1m3格子砖的受热面积和有效通道截面积表达式分别为：
S=孔周长/（空面积+砖面积）
?=通道面积/(通道面积+砖面积)
减小格孔可增大砖占有的面积，也就是增大了蓄热能力。格孔大小取决于燃烧的含尘量，如果含尘量大，格孔小就容易堵塞。随煤气进化水平的提高，格孔又减小的趋势。
上序格子砖特性指数是相互影响，以正方形格孔砖为例。在砖厚度不同时计算得出的热工特性和格孔大小的关系，减少格孔尺寸可以增加砖占的体积 V=1- ? ，即增加了蓄热能力。当格孔尺寸大于砖厚时，减少格孔尺寸以增加热面积，即换热能力，当格孔尺寸等于砖厚时，加热面积最大，砖厚减薄可显著增加加热面积S，但却带来砖占的体积V=1-?，减少和通道面积?的增加。从热工角度来看，格孔小些，砖厚些，蓄热能力增强，而且易形成扰动，强化了换热过程，格孔小，通道面积?减小，可能使烟气和鼓风流速增高，增加了对流换热。但是格孔大小主要取决于燃烧所用煤气的净化程度，煤气含尘量多。格孔小了就容易堵塞，且不容易清灰。现代高炉的含尘量不断下降，格孔又逐渐减小的趋势。格孔尺寸与煤气含尘量关系如标3-2[1]所示。
表3-2 格孔尺寸与煤气含尘之间的关系 煤气含尘量/mg?m 流体直径/mm -3<10 45 <30 60 >30 <80 我国大型高炉格孔多采用50~60mm，中小型高炉多用80mm。格孔是比较合理的结构，它是在上下部格孔数相同的条件下，上部高温区采用较大格孔与当量厚度，孔道平滑以利于高温下的辐射传染和多储存些高温热量。而下部低温区在条件许可的情况下，尽量能采用小格孔和薄的当量厚度，用增加波纹等修饰的 方法增加涡流程度，以利于对流传热，但多段式砌筑麻烦，清灰困难。 五孔砖和七孔砖性能参数见表3-3
11
表3-3 五孔砖和七孔砖性能参数
五孔砖 项目 攀钢 格孔尺52×52 寸 当量直53.81 径 有效通道截面积 受热面24.65 积 当量厚54.33 度 格子厚38 度 30.32 30 30～40 19.5 38 35.4 31.02 31.01 28.4 32.5 39 29.75 30.6 28.733 38.07 38.06 38.06 38.36 32.375 0.331 0.434 0.41 0.432 0.409 0.409 0.456 0.41 0.364 58.30 53.20 53.81 43 43 47.5 45 45 48×68 45×65 攀钢 50×70 首钢 55×55 52×52 Φ43 Φ43 Φ48 Φ48 鞍钢 攀钢 宝钢 首钢 Φ47 首钢 Φ42 本钢 Φ45 七孔砖
蓄热室格子砖的砌筑是再炉子安装合格后进行的。砌筑格子砖时，不使用耐火泥浆填充砖缝而是干砌的。格子砖与炉墙、隔墙之间留有12mm的膨胀缝，缝隙内塞满以木楔固定，开炉后木楔即被烧掉。十字形砖列。然后在四个区域内沿十字砖列依次向炉墙砌筑。砌完第一层格子砖后，清点，记录好完整格孔孔数。
我国常用七孔格子砖（50×50）的热工特性表3-4[1]。
表3-4选用的七孔格子砖的热工特性（50×50） 特性 流体直径（ds） 格子砖厚（δ） 1m3砖格子加热面积 通道面子（?） 砖占体积（1-?） 1m3 砖重（㎏） 当量厚度（σ） 重量系数（m/s） 高铝砖 粘土砖 数值 43mm 150mm 38.07m2/m3 0.409m2 0.591㎡ 1975㎏/m3 1684㎏/m3 31.01㎜ 60.0㎏/㎡ 12
常用的格子砖基本上分两类，板状转和块状穿孔砖。
板状砖的每个孔由4块砖组成。为增加砖的表面积或使气流产生紊流提高对流传热能力，还有波纹转和切角豆点砖。切角豆点砖切角形成的水平通道还可使整个蓄热室断面气流分布均匀。板状转具有价格低的优点，但砌成的蓄热室稳定性差，容易倒塌和错位。目前，无论是大高炉还是小高炉的热风炉已经很少采用这类砖了。
块状穿孔砖，是在整块砖上穿孔，而空形有圆形、方形、长方形、六角形等，采用较多是五孔砖和七孔砖，。块状穿孔转的优点是砌成的蓄室稳定性好，砌砖快，受热面积大。缺点是成本高。为了引起气流扰动和增加受热面积，常在孔内增加凸缘，或将孔做成有一定锥度，还可将长方形孔隔1~3层扭转90°。我国部分厂家使用的五孔砖和七孔砖性能参数见表3-4[1]
蓄热室的结构可能分为两类，即在整个高度上格孔截面不变的单段式和格孔截面变化的多段式。从传热和蓄热角度考虑，采用多段式较为合理。热风炉工作中，希望蓄热室上部高温段多贮存一些热量，所以上部格子砖填充系数（V）较大而有效通道截面积（?）较小，这样送风期间不致冷却太快，以免风温急剧下降。在蓄热室下部由于温度低，气流速度也较低，对流传热效果减弱，所以应设法提高下部格子砖热能力，较好的办法是采用波浪形格子砖或截面互变的格孔，以增加紊流程度，改善下部对流传热作用。
蓄热室是热炉最重要的组成部分，砌筑质量必须从严要求。在炉算子安装合格后，先在其上涌浓粘土泥浆找平，厚度不大于5mm，有的厂涌机械加工的办法找平，炉算子不用泥浆。第一层格子砖砌完后，清点完整的格孔数并作出记录。以后各层格子砖均匀为干砌，要确保格孔垂直，格子砖边缘与炉墙留10~15mm的膨胀缝，膨胀缝内填以草绳或木楔以防格子砖松动。整个格子砖砌完后，应进行格子砖清理，格孔堵塞的数量不应超过第一层格子砖完整孔的3%。 格子砖有“独立砖柱”和“整体交错”两种砌筑方式。独立砖柱结构，在砌筑高度上公差要求不太严格，但稳定性差；交错砌筑法是上、下层格子砖相互咬砌，使蓄热室形成一个整体的砌筑方法，该方法可以有效地防止格子砖的倾斜位移。整体砌筑对格子砖本身公差要求严格，砌筑前要认真挑选、分类。
13
4 管道与阀门的设计
热风炉是高温高压装置，其燃料易燃易爆且有毒，因此热风炉的管道与阀门必须工作可靠，能够承受高温和高压，阀门应具有良好的密闭性，便于检修，方便操作，阀门的启闭传动装置均应没有手动操作机构，启闭速度应能满足工艺操作的要求。
4.1管道
热风炉系统设有冷风管、热风管、混风管、燃料用净煤气管和助燃风管、倒流休风管。一般采用10~20mm厚的普通碳素钢板焊制成管道直径。根据气体在管道内流量和合适的流速决定。
d=√4v/?π
式中 d—— 圆形管道内径
3 V—— 气体在实际状态下的体积流量，m/s
3m? —— 气体在实际状态下的流速，/s
表4-1 管道内气体参考数据 名
称
标准流速 ?0，nm/s
热风炉净燃煤气支管（煤气不预热） 6～10 助燃空气管道 6～ 8 风压>0.9×10风压<0.5×10风压>0.9×10风压>0.5×10
?1?1?1?1MPa的冷风管道 9～12 MPa的冷风管道 7～10 MPa的热风管道 6～8 MPa的热风管道 5～7
表4-2 我国高炉热风管道内径（mm）
高炉容积（m3）
管道 50 100 255 620 1000 1500 2000 名称
净煤气总管 500 500 800 1300 1400 1600 1500 净煤气支管 400 400 700 900 1100 1100 1100 冷风总管 520 520 700 1000 1400 1400 1500 冷风支管 400 400 700 900 1200 1200 1200 热风总管 500 500 700 900 1500 1522 2000 热风围管 500 500 700 850 1200 1222 2000 冷风混风管 400 400 400 900 1200 1200 800 混风阀后 1600
冷风管—— 应保证密封，常用4～12mm钢板焊成，由于冷风温度在冬季约为70～80℃。夏季常超出100℃甚至高达150℃，为了消除热应力，故在冷风管道上设置伸缩圈。
14
热风管—— 由10mm厚的普通钢板焊成，要求管道的密封性好，热损失少，热风管道一般用标准砖砌筑，内层砌粘土砖或高铝砖，外层砌隔热砖。
混风管—— 为了稳定热风温度而设，它根据热风炉的出口温度而参入一定的冷风。倒流休风管道应有千分之五的排水坡度，并在进入坡度支管前设置排水设备。
4.2.阀门
根据热风炉周期性工作的特点可将热风炉的阀门分为控制燃烧系统的阀门和鼓风系统的阀门。
控制燃烧系统阀门的作用是把助燃空气及煤气送入热风炉燃烧，并把废气排出热风炉，注意有燃烧阀、煤气调节阀、煤气切断阀、烟道阀等。鼓风系统的阀门将鼓风送入热风炉，并把热风送到高炉。有点阀门还起着调节热风温度的作用。主要有放风阀、混风阀、冷风阀、热风阀。
要求设备坚固结实，能承受一定的强度，保证高压下密封性能好，开头灵活，便于检修，故选择设计闸式阀门，结构复杂，阻力小，密封性好，按构造式分为三类：
1.蝶式阀：它是中间有轴可以自由旋转的翻板，利用转角的大小采用调节流量。它调节灵活，但密封性差。
2.盘式阀：结构比较简单，多用于切断含尘气体。气流方向平行于阀的开启方向。多用于含尘气体，如烟道阀。
3.闸事阀：结构比较复杂，但密封性好。气流方向与阀的动作方向垂直，适用与洁净气体的切断。
放风阀：从鼓风机采的冷风管道上安装放风阀，它是为了不停止鼓风机运转的情况下，减少或完全停止向高炉供风而设计的。它是一个蝶型阀和一个柱塞阀组成。
混风阀：想热风总管中掺入一定量的冷风，以保持温度稳定不变。其位置在混风管与热风总管相接处，它由调节阀和阻隔阀组成。
冷风阀：设在冷风管上的切断阀。它是冷风进入热风炉的闸门。当热风送风时，打开冷风阀可把高炉鼓风机鼓出的冷风送入热风炉。
热风阀：设置在热风炉的热风出口处。在热风炉送风期打开热风阀，热空气经热风支管送热风总管。热风阀在900～1300℃和0.5MPa
左右压力的条件下工作，是阀门系统中工作最恶劣的设备，一般利用铸钢和锻钢、钢板焊接结构。
热风阀门直径的选择考虑使用要求。维护制造条件及经济合理等因素。热风阀直径的选择应考虑使用要求。维护制造条件及经济合理等因素。热风阀门直径选择十分重要。在允许条件下采用大直径的阀门对延长热风阀寿命有好处。热风
15