熱風(fēng)爐爐體結(jié)構(gòu)由爐基、爐殼、大墻、拱頂、燃燒室、蓄熱室、隔墻、支柱和爐箅子組成。

1、爐基

熱風(fēng)爐是由鋼結(jié)構(gòu)和大量的耐火砌體及附屬設(shè)備組成的，具有較大的荷重。這就要求必須有相應(yīng)的基礎(chǔ)，即爐基。

熱風(fēng)爐的爐基不僅要承載熱風(fēng)爐本體的重量，還要承載其附屬設(shè)備及相應(yīng)構(gòu)筑物的重量；這些荷重將隨高爐爐容的擴(kuò)大和風(fēng)溫的提高而增加，故要求地基耐熱壓力不小于0.2～0.25 MVa。土壤承載力不足時，應(yīng)打樁加固。

基礎(chǔ)不能發(fā)生不均勻下沉和過分沉降，為此熱風(fēng)爐的爐基有兩種形式：一是將一組熱風(fēng)爐建筑在同一個混凝土的基礎(chǔ)上，即將同一座高爐的熱風(fēng)爐組基礎(chǔ)做成一個整體，高出地面200～400mm，以防水浸?；A(chǔ)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，可由Q235F或20MnSi鋼筋和325號水泥澆筑而成；是每座熱風(fēng)爐建有各自獨立的基礎(chǔ)。近年來，有的把塊體基礎(chǔ)改成殼體結(jié)構(gòu)即空心基礎(chǔ)，效果很好。

總之，熱風(fēng)爐的爐基必須能承受全部荷重，并保持熱風(fēng)爐穩(wěn)定。

2、爐殼

爐殼的作用為：

1)承受磚襯的熱膨脹力；

2)承受爐內(nèi)氣體的壓力；

3)確保密封。爐殼下部是圓柱體，頂部為半球體；現(xiàn)代高溫?zé)犸L(fēng)爐爐殼，是由8～20mm厚度不等的鋼板，與爐底一起焊成一個不漏氣的整體，內(nèi)襯為耐火磚砌體，并用地腳螺絲將爐殼固定在爐基上。

隨著高爐大型化，風(fēng)壓愈來愈高，熱風(fēng)爐成為名副其實的“受壓容器”。因此對爐殼材質(zhì)的選擇和焊接工藝的要求越來越高，有向厚爐殼發(fā)展的趨勢。

熱風(fēng)爐是受熱設(shè)備，爐殼、耐火砌體的膨脹，會使熱風(fēng)爐底封板受到很大的拉力；為此要求：

1）底封板向上抬起，熱風(fēng)爐爐殼用地腳螺栓固定在基礎(chǔ)上，同時爐底封板與基礎(chǔ)之間進(jìn)行壓力灌漿，保證板下密實。

2）還可以把地角螺栓改成錨固板，并在底封板上灌上混凝土，將爐殼固定使其不變形。

3）將平底封板加工成碟形板，使熱風(fēng)爐成為一個受內(nèi)壓的氣罐，減弱操作應(yīng)力的影響。

目前采用了圓弧形爐底板，從根本上解決了底板被拉變形而導(dǎo)致焊縫開裂，避免了漏風(fēng)的弊病。

3、大墻

大墻即熱風(fēng)爐爐體外圍的爐墻，由耐熱層、絕熱層、隔熱層組成。耐熱層由345 rnrn厚的耐火磚砌成，磚縫應(yīng)小于2 mm；大墻與爐殼之間是絕熱層，65 rnm厚，用硅藻土耐火磚砌筑；在絕熱層和大墻之間是隔熱層，60～145mm厚，用干水渣料填充。在上部高溫區(qū)耐火磚外增加一層厚度為113mm或230 mm的輕質(zhì)粘土磚，以加強(qiáng)絕熱，減少熱損失。

現(xiàn)代大型熱風(fēng)爐爐墻為獨立結(jié)構(gòu)，可以自由膨脹，在穩(wěn)定狀態(tài)下，爐墻僅成為保護(hù)爐殼和減少熱損失的保護(hù)性砌體。

4、拱頂

拱頂是連接蓄熱室和燃燒室的空間，長期在高溫狀態(tài)下工作，除選用優(yōu)質(zhì)耐火材料砌筑外，還必須在高溫氣流作用下保持砌體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，滿足燃燒時高溫?zé)煔饬髟谛顭崾覚M斷面上均勻分布，還要求砌體品質(zhì)好，隔熱性能好，施工方便。

目前國內(nèi)外熱風(fēng)爐拱頂?shù)男问蕉喾N多樣。內(nèi)燃式熱風(fēng)爐拱頂有半球形、錐形、拋物線形和懸鏈線形。一般為半球形，改造內(nèi)燃式熱風(fēng)爐的拱頂一般為錐形拱頂、懸鏈線形蘑菇頂。傳統(tǒng)內(nèi)燃式熱風(fēng)爐拱頂?shù)撞康谝粚哟u為拱腳磚，拱頂荷重通過拱腳正壓在大墻上，它可使?fàn)t殼免受側(cè)向推力作用，以保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。隨著高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐的發(fā)展，為了改善熱風(fēng)爐上部與拱頂?shù)慕^熱，鑒于拱頂壓在大墻上，大墻受熱膨脹受壓，易于損壞，故將拱頂與大墻分開，由環(huán)形梁支撐，由此擴(kuò)大了爐殼直徑，形成了蘑菇形拱頂，俗稱“大帽子”。

對內(nèi)燃式熱風(fēng)爐拱頂?shù)氖芰Ψ治龊蟮弥?，半球形拱頂?shù)姆€(wěn)定性最差，而采用拋物線形拱頂和懸鏈線形拱頂較合理，懸鏈線形拱頂?shù)臍饬鞣植家草^均勻。

拱頂內(nèi)襯的耐火材質(zhì)，決定了爐頂溫度的水平。拱頂為高鋁磚，在拱頂磚的上面有一層硅藻土磚為絕熱層；拱頂是溫度最高區(qū)域，為了減小熱損失，可在硅藻土磚與高鋁磚之間加砌一層輕質(zhì)粘土磚或輕質(zhì)高鋁磚以加強(qiáng)絕熱；砌體和爐殼之間，通常留有300～500mm的膨脹縫，但外燃式和改造后的內(nèi)燃式熱風(fēng)爐由于拱頂坐落在箱梁上，熱風(fēng)爐不留膨脹縫，只設(shè)40～50mm的陶瓷纖維絕熱層。

外燃式熱風(fēng)爐的頂部的連接方式有四種。如圖。

地得式熱風(fēng)爐是將兩個不等徑的，近四分之一球頂直接相連，中間則為半截圓錐體，它是有傾斜通道的擴(kuò)散形共用拱頂，如本鋼5號高爐熱風(fēng)爐。

科珀式熱風(fēng)爐的燃燒室和蓄熱室均保持各自半徑的半球形拱頂，兩個球頂之間由配有膨脹補償器的連接管連接。

馬琴式熱風(fēng)爐的蓄熱室頂部有錐形縮口，拱頂由兩個半徑相同的四分之一球頂和一個平底半圓柱體連接管組合而成，如鞍鋼6號高爐熱風(fēng)爐。

新日鐵式熱風(fēng)爐是綜合了科珀式和馬琴式的優(yōu)點而出現(xiàn)的，其蓄熱室頂部具有錐形縮口，拱頂由兩個半徑相同的二分之一球頂和一個圓柱體連接管組成，連接管上設(shè)有膨脹補償器，如寶鋼的兩座高爐的熱風(fēng)爐。

5、燃燒室

煤氣燃燒的空間稱燃燒室，又稱火井。

內(nèi)燃式熱風(fēng)爐的燃燒室位于爐內(nèi)一側(cè)，其斷面形狀有圓形、眼睛形和蘋果形(復(fù)合形)三種，如圖所示。

圓形隔墻為獨立結(jié)構(gòu)，較穩(wěn)定，煤氣燃燒較好，但占地面積大，且蓄熱室死角較大。目前除外燃式外，新建內(nèi)燃式熱風(fēng)爐不再采用。

眼睛形占地面積小，相對蓄熱室面積較大，煙氣流經(jīng)蓄熱室分布較均勻，但燃燒室當(dāng)量直徑小，煙氣流阻力大，對燃燒不利，且隔墻與大墻咬砌，此處易開裂，故多用于小高爐。大多數(shù)廠熱風(fēng)爐大修之后已淘汰了這種結(jié)構(gòu)。

蘋果形或稱復(fù)合形，兼有上述兩種優(yōu)點，設(shè)計上采用較多，但砌筑復(fù)雜，多用在大中型高爐。

燃燒室所需橫斷面積、空間大小與燃燒器形式有關(guān)。如使用煤氣與空氣邊混合邊燃燒的金屬套筒式燃燒器，就要求有較大的燃燒空間。以保證煙氣在燃燒室和蓄熱室有合適的流速，否則將降低熱效率，或引起燃燒振動，損壞隔墻。反之，用短焰或無焰型的陶瓷燃燒器，則可減少燃燒空間。

圓形或復(fù)合形燃燒室與大墻間留有10 mm的縫隙，填充以粘土泥料或草袋。燃燒室兩側(cè)死角墻的夾角部分填充粘土泥料；為防止死角墻倒塌，燃燒室砌墻時每隔1.5～2m可各探出一塊帶磚，咬住死角墻。砌眼睛形燃燒室時，燃燒室的內(nèi)墻連接處應(yīng)分層咬砌。

外燃式熱風(fēng)爐的燃燒室位于蓄熱室之外，其斷面形狀為圓形。兩室頂部以一定的方式連接。

頂燃式熱風(fēng)爐在拱頂燃燒，不設(shè)專門的燃燒室。

6、蓄熱室

蓄熱室是進(jìn)行熱交換的主要場所，是砌滿格子磚的格子房，磚的表面就是蓄熱室的加熱面，格子磚塊就是儲藏?zé)崃康慕橘|(zhì)，所以蓄熱室的工作既要求傳熱快又要求蓄熱多，還要具有盡可能高的溫度水平。

蓄熱室的蓄熱能力、風(fēng)溫水平和傳熱效率取決于格孔大小、形狀、砌磚數(shù)量和材質(zhì)等。對格子磚磚型的要求是：

單位體積格子磚具有最大的受熱面積；有和受熱面積相適應(yīng)的磚量來蓄熱，保證在一定的送風(fēng)周期內(nèi)，不致引起過大的風(fēng)溫波動；為提高對流傳熱速度，應(yīng)盡可能地引起氣流擾動，保持較高流速；有足夠的建筑穩(wěn)定性；便于加工制造、砌筑及維護(hù)，且成本低。

格子磚型有板狀和整體穿孔兩種。其格孔形狀有圓形、三角形、方形、矩形和六角形。格子磚表面也有平板狀或波浪狀。通常蓄熱時用不同孔形的格子磚砌成若干段?，F(xiàn)代高溫?zé)犸L(fēng)爐尺寸加大，板狀磚逐漸被整體穿孔磚所代替。

矩形格孔在蓄熱能力及熱交換性能方面，優(yōu)于其他孔型；圓形格孔的格子磚有強(qiáng)度高的優(yōu)點，結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定性好，目前已被廣泛采用。

7、隔墻

內(nèi)燃式熱風(fēng)爐的燃燒室與蓄熱室之間的墻就是隔墻。一般厚度為575mm，由內(nèi)、外兩環(huán)磚組成，內(nèi)環(huán)厚230 rnrn，外環(huán)厚345mm。兩層砌磚之間不咬縫，以免受熱不均造成破壞，也便于檢修時更換。隔墻與拱頂要留有200～250 mm的膨脹縫，為了使氣流分布均勻，隔墻要比蓄熱室格子磚高出400～700mm。

傳統(tǒng)內(nèi)燃式熱風(fēng)爐的隔墻易燒穿、短路。在改造內(nèi)燃式熱風(fēng)爐上，為了減少隔墻兩側(cè)溫差大的問題，在絕熱層靠蓄熱室側(cè)，加了大半圓周合金鋼板，厚度為4mm，材質(zhì)為不銹鋼1Crl8Ni9Ti，高7 m；下面5 m為普通鋼板，共12 m；其目的是為了防止短路，加強(qiáng)密封，使用效果較好。

外燃式熱風(fēng)爐和頂燃式熱風(fēng)爐取消了隔墻。

8、爐算子和支柱

熱風(fēng)爐是通過爐算子支撐在支柱上，并將荷載傳給爐基。當(dāng)廢氣溫度不超過350℃，短期不超過400℃時，爐箅子和支柱可用普通鑄鐵制作；當(dāng)廢氣溫度較高時，材質(zhì)可考慮用耐熱鑄鐵，或高硅耐熱球墨鑄鐵。

支柱和爐箅子結(jié)構(gòu)應(yīng)與格孔相適應(yīng)，故支柱做成空心的，以防堵塞格孔；支柱高度要滿足安裝煙道和冷風(fēng)管道的凈空需要，并保證氣流通暢；爐箅子的塊數(shù)與支柱數(shù)目相同；爐箅子的最大外形尺寸，應(yīng)使其能夠從煙道口進(jìn)出自如，其結(jié)構(gòu)如圖所示。

9、煙囪

煙囪是用來排放熱風(fēng)爐高溫廢氣的設(shè)備之一。

目前排煙方法有兩種：一種是用引風(fēng)機(jī)或噴射器強(qiáng)制排煙；另一種是用煙囪自然排煙。煙囪排煙的優(yōu)點是：工作可靠，不易發(fā)生故障；不消耗動力；能把煙氣送到高空，減輕對周圍空氣的污染；不需要經(jīng)常檢修。目前熱風(fēng)爐均用煙囪排煙，只有當(dāng)排煙系統(tǒng)阻力過大，或廢氣溫度較低時，才用引風(fēng)機(jī)強(qiáng)制排煙，而且多與煙囪同時使用。

10、人孔

人孔為檢查、清灰、修理而設(shè)。對于大中型高爐熱風(fēng)爐，在拱頂部分蓄熱室上方設(shè)兩個人孔，布置呈120^o角，以供檢查格子磚、格孔。在蓄熱室下方也設(shè)有兩個人孔，用于清灰工作。燃燒室下部設(shè)有一個人孔，便于清理燃燒室。