煉鐵高爐本體設(shè)計說明書

1、河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 論 文 論文題目：1260m3高爐設(shè)計 系 別 專業(yè)年級 學(xué)生姓名 學(xué)號 指導(dǎo)教師 職稱 日 期 河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計成績評定表姓名系別專業(yè)設(shè)計題目 評語該論文選題有（重要/較重要/一定/不明顯）的理論意義或（有較大的/有一定的/無）應(yīng)用價值。閱讀文獻(xiàn)（充分/滿足要求/少），綜述能力（強(qiáng)/較強(qiáng)/一般/差），（全面了解/了解/基本了解/不了解）本領(lǐng)域國內(nèi)外學(xué)術(shù)動態(tài)。論文（有嚴(yán)密的/有一定的/缺少）理論分析，理論思維能力（強(qiáng)/較強(qiáng)/一般/差），邏輯（嚴(yán)密/合理/不合理），（有、無）新見解。論文寫作條理（清晰/較清晰/一般），層次（分明/一般/混亂），文筆（流暢/

2、一般/較差），（符合科技寫作規(guī)范/不符合規(guī)范之處較多）。論文不足：該論文（內(nèi)容深度不夠/信息量不足/應(yīng)用性不足/重點(diǎn)欠突出/無獨(dú)到的見解）指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日答辯委員會意見在規(guī)定的時間內(nèi)，（能簡明扼要、重點(diǎn)突出地/能較流利地/不能）闡述論文的主要內(nèi)容，表達(dá)能力（強(qiáng)/較強(qiáng)/一般/較差），（能夠準(zhǔn)確流利地/基本答出/不能正確）回答提出的問題。評定級別： 答辯委員會成員（簽字）： 年 月 日畢業(yè)實踐領(lǐng)導(dǎo)小組意見組長（簽字）：年 月 日畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書課題名稱 專業(yè) 班級 姓名 學(xué)號 一、 畢業(yè)論文（設(shè)計）目的：1、學(xué)生應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，獨(dú)立完成冶金生產(chǎn)總結(jié)及調(diào)查研究工作，并整理分析所搜集的

3、資料，最后撰寫出畢業(yè)論文。2、在畢業(yè)論文中能綜合運(yùn)用所學(xué)的知識。3、通過畢業(yè)論文的撰寫使學(xué)生學(xué)會圍繞課題進(jìn)行調(diào)研，收集整理資料，并鍛煉分析問題、解決問題的能力，掌握冶金生產(chǎn)工作的一般程序、內(nèi)容和方法。4、培養(yǎng)實事求是、扎扎實實的工作作風(fēng)和嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。5、論文格式、字?jǐn)?shù)符合河北工院畢業(yè)論文撰寫規(guī)范。二、 畢業(yè)論文（設(shè)計）時間進(jìn)度安排：論文（設(shè)計）按五周計算：第一周：熟悉畢業(yè)論文任務(wù)書，在指導(dǎo)教師的幫助下對該論題進(jìn)行初步調(diào)研分析，查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料。第二周：完成論文框架的構(gòu)建，并提交論文寫作大綱。第三四周：完成論文初稿寫作。第五周：經(jīng)指導(dǎo)教師的審閱完成論文的定稿及寫作，準(zhǔn)備參加論文答辯。三、

4、 計劃答辯時間：2013年3月19日指導(dǎo)教師（簽字）： 畢業(yè)實踐領(lǐng)導(dǎo)小組組長（簽字）： 年 月 日 年 月 日 目錄 1.高爐本體設(shè)計.52.高爐內(nèi)型設(shè)計52.1 爐喉結(jié)構(gòu)尺寸72.2 爐身結(jié)構(gòu)尺寸72.3 爐腰結(jié)構(gòu)尺寸82.4 爐腹結(jié)構(gòu)尺寸82.5 爐缸結(jié)構(gòu)尺寸92.6 其余結(jié)構(gòu)尺寸9 2.7爐容校核.10 3.高爐耐火爐襯的設(shè)計103.1 爐襯的選擇11 3.2爐襯的砌筑.124.高爐冷卻裝置.15 4.1冷卻設(shè)備的作用15 4.2 冷卻設(shè)備的選擇.155.高爐鋼結(jié)構(gòu).17 5.1高爐本體鋼結(jié)構(gòu).17 5.2爐殼.18 5.3爐體平臺及走梯.18 5.4支柱.19 6.參考文獻(xiàn).19 1.

5、高爐本體設(shè)計 高爐是橫斷面為圓形的圓筒狀煉鐵豎爐。外部用鋼結(jié)構(gòu)做支撐，表面為鋼板作的爐殼，殼內(nèi)砌耐火磚內(nèi)襯?，F(xiàn)代高爐被稱為“五段式”高爐，其高爐本體自上而下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹 、爐缸5部分。（“五段式”內(nèi)型如圖1所示。） 圖1 高爐內(nèi)型 高爐生產(chǎn)時從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑（石灰石），從位于爐子下部沿爐周的風(fēng)口吹入經(jīng)預(yù)熱的空氣。在高溫下焦炭（現(xiàn)代高爐也輔助性地噴吹煤粉、重油、天然氣等燃料代替焦炭）中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣，在爐內(nèi)上升過程中除去鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。煉出的鐵水從鐵口放出。鐵礦石中未還原的雜質(zhì)和石灰石等熔劑結(jié)合生成爐渣，與鐵分離為兩相，

6、后從渣口排出（有的從鐵口與鐵液一同排出）。產(chǎn)生的煤氣從爐頂排出，經(jīng)除塵后，作為熱風(fēng)爐、加熱爐、焦?fàn)t、鍋爐等的燃料。 高爐冶煉的主要產(chǎn)品是生鐵，另外還有副產(chǎn)高爐渣和高爐煤氣。高爐煉鐵具有技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好，工藝簡單，生產(chǎn)量大，勞動生產(chǎn)效率高，能耗低等優(yōu)點(diǎn)。目前這種方法生產(chǎn)的鐵已占世界鐵總產(chǎn)量的絕大部分。 2.高爐內(nèi)型設(shè)計 本次設(shè)計以“五段式”高爐為基，設(shè)計高爐內(nèi)型。（各部分尺寸符號見圖2)。高爐內(nèi)型是指高爐內(nèi)部工作空間中心縱剖面的輪廓。合理的爐型應(yīng)該滿足高產(chǎn)、低耗、長壽的要求，能夠很好的適應(yīng)爐料的順利下降和煤氣的上升運(yùn)動，以保證冶煉過程的順利。在長期生產(chǎn)實踐過程中，高爐內(nèi)型隨著原料條件的改善、操作

7、技術(shù)水平的提高、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而不斷地發(fā)展變化。高爐內(nèi)型的演變過程大體可以分為三個階段：無型階段、大腰階段、近代高爐階段。現(xiàn)代的高爐本體主要由爐缸、爐腹、爐腰、爐身、爐喉五部分組成，稱為“五段式”高爐。 圖2高爐各部分尺寸有一定相關(guān)性，各個尺寸件的相對關(guān)系條件決定了高爐的整個爐型。高爐各部分主要參數(shù)的相關(guān)性條件如表1所示. 表1 高爐內(nèi)型計算的主要參數(shù)項目大型高爐中型高爐小型高爐D/d1.091.151.151.251.251.5Hu/d2.53.12.93.53.74.5 爐腹角一般為79-83 爐身角一般為81.5-85.52.1爐喉結(jié)構(gòu)尺寸高爐頂部呈圓柱形 的是“爐喉”。爐喉部分需設(shè)計計

8、算的結(jié)構(gòu)尺寸有爐喉直徑（）和爐喉高度（）。爐喉的作用是承接爐料、形成供高爐使用的爐料柱，穩(wěn)定料面、保證爐料合理分布。 (1)爐喉直徑：d1=0.4317Vu0.3777=6400mm (2)爐喉高度:h5=0.3527Vu0.2446-28.3805Vu-0.7554=1890mm2.2爐身結(jié)構(gòu)尺寸“爐身”呈上小下大的正截圓錐臺形，是高爐中占有效容積和有效高度最多的部分。爐身部分需要設(shè)計計算的結(jié)構(gòu)尺寸有爐身角（）和爐身高度（）。爐身上小下大，以適應(yīng)爐身受熱后的體積膨脹和煤氣流冷卻后的體積收縮，有利于爐料下降，保證一定的煤氣流速，避免形成懸料；爐身高度幾乎占高爐有效高度的5060，容積占高爐有效

9、容積的0.5以上，在此空間內(nèi)，爐料經(jīng)歷了在固體狀態(tài)下的整個加熱過程，保障了煤氣與爐料之間充分地傳熱和傳質(zhì)。（1）爐身角：爐身角小，有利于爐料下降，但易發(fā)展邊煤氣流，使焦比升高；爐身角大，有利于抑制邊緣煤氣流，但不利于爐料下降。因此為了保證煤氣與爐料間傳熱和傳質(zhì)的順利進(jìn)行，爐身角一般取值在81.585.5之間 本設(shè)計取=84.8 (2)爐身高度：爐身高度為高爐有效高度的50%60%.故 爐身高度: h4=（D-d1）tan/2=14818mm2.3 爐腰結(jié)構(gòu)尺寸高爐上部的圓柱形空間稱為“爐腰”。爐腰部分需設(shè)計的結(jié)構(gòu)尺寸有爐腰直徑（D）和爐腰高度（）。爐腰是高爐爐型中直徑最大的部位。在爐型結(jié)構(gòu)中爐

10、腰起著承上啟下的作用，使?fàn)t腹向爐身的過渡變得平緩，減小死角。同時，爐腰處恰是冶煉的軟熔帶，透氣性變差，爐腰的存在擴(kuò)大了該部位的橫向空間，改善了透氣條件。（1） 爐腰高度:h3=Hu-h1-h2-h4-h5 =25835-3408-2753-15413-1890 =2371mm（2）爐腰直徑：一般爐腰直徑（D）與爐缸直徑（d）有一定比例的相對應(yīng)關(guān)系。 一般經(jīng)驗中D/d的取值范圍為：大型高爐1.091.15中型高爐1.151.25小型高爐1.251.50本次設(shè)計選取D/d=1.106。故D=1.106d=1.1068225=9097mm2.4爐腹結(jié)構(gòu)尺寸“爐腹”在爐缸下部，呈倒截圓錐形。爐腹部分需

11、設(shè)計的結(jié)構(gòu)尺寸是爐腹高度（）和爐腹角（）。爐腹的形狀適應(yīng)了爐料熔化滴落后體積的收縮，穩(wěn)定了下料速度；適應(yīng)了爐缸煤氣量的增大（燃燒帶產(chǎn)生的煤氣量為鼓風(fēng)量的1.4倍左右，理論燃燒溫度為18002000，氣體體積劇烈膨脹）；同時可使高溫煤氣流離開爐墻，既不燒壞爐墻又有利于渣皮的穩(wěn)定；對上部料柱而言，使燃燒帶位于爐喉邊緣的下方，有利于松動爐料，可促進(jìn)冶煉進(jìn)行。（1）爐腹角：爐腹角一般為7983。過大不利于煤氣分布并破壞穩(wěn)定的渣皮保護(hù)層；過小則增大對爐料下降的阻力，不利于高爐順行。本設(shè)計取=81 （2）爐腹高度：爐腹過高可使?fàn)t料尚未熔融就進(jìn)入收縮段，易造成難行和懸料；爐腹過低則會減弱爐腹的作用。爐腹高度

12、可由下式計算： 其中D為爐腰直徑，d為爐缸直徑。2.5 爐缸結(jié)構(gòu)尺寸高爐爐型下部的圓筒部分稱為“爐缸”。爐缸部分需設(shè)計計算的結(jié)構(gòu)尺寸有爐缸直徑（d）、風(fēng)口數(shù)目（n）高度（）和爐缸高度（）。而爐缸的容積直接由爐缸直徑?jīng)Q定。 爐缸的上部為風(fēng)口的燃燒帶，下部空間容積盛裝液態(tài)渣鐵。故，爐缸的容積不僅應(yīng)保證足夠數(shù)量的燃燒燃料，而且應(yīng)能容納一定數(shù)量的鐵和渣。爐缸的上、中、下部位分別設(shè)有風(fēng)口、渣口與鐵口，本設(shè)計設(shè)一個渣口。爐缸的高度應(yīng)能保證里面容納兩次出鐵間隔時間內(nèi)所生成的鐵水量和一定數(shù)量的爐渣，并應(yīng)考慮應(yīng)因故不能按時放渣出鐵的因素和留有足夠安裝風(fēng)口所需的高度。 鐵口位于爐缸下水平面，鐵口數(shù)目根據(jù)高爐爐容或

13、高爐產(chǎn)量而定，一般1000m3以下高爐設(shè)一個鐵口,1500-3000m3高爐設(shè)2-3個鐵口,原則上出鐵口數(shù)目取上限有利于強(qiáng)化高爐冶煉本設(shè)計取兩個鐵口。風(fēng)口數(shù)目：主要取決于爐容大小 n=2(d+2)=21 一般風(fēng)口取偶數(shù),從后面砌磚來看,風(fēng)口數(shù)目取20個（1）爐缸直徑：爐缸直徑過大或過小都直接影響高爐生產(chǎn)。直徑過大將導(dǎo)致爐腹角過大、邊緣氣流過分發(fā)展、中心氣流不活躍，從而引起爐鋼堆積，同時加速對爐襯的侵蝕；爐缸直徑過小將限制焦炭燃燒,影響產(chǎn)量的提高。 爐缸直徑:d=0.4087Vu0.4205=0.408712600.4205=8225mm(2) 爐缸高度：h1=hf+a，其中，風(fēng)口結(jié)構(gòu)尺寸取a=

14、400mm。則本設(shè)計爐缸高度 h1=hf+a=3008+400=3408mm2.6 其余結(jié)構(gòu)尺寸（1）死鐵層厚度：鐵口中心線到爐底砌磚表面之間的距離稱為死鐵層厚度。死鐵層是不可缺少的，其內(nèi)殘留的鐵水可隔絕鐵水和爐氣對爐底的侵蝕，其熱容量可使?fàn)t底溫度均一穩(wěn)定，消除了熱應(yīng)力的影響。由于高爐冶煉不斷強(qiáng)化，死鐵層厚度有增加的趨勢。目前國外新設(shè)計高爐的死鐵層厚度，可以有效地保護(hù)爐底。本次設(shè)計中，死鐵層厚度 h0=0.235d=0.2358225=1933mm(2) 高爐總體有效高度：高爐大鐘下降位置的下緣到鐵口中心線間的距離稱為高爐有效高度（Hu），對于無鐘爐頂為旋轉(zhuǎn)溜槽最低位置的下緣到鐵口中心線之間的

15、距離。 Hu/D取2.5-3.1本設(shè)計中Hu/D取2.84 故 Hu=2.84D=2.849097=25835mm(3) 風(fēng)口高度:hf=hz/k=1504/0.5=3008mm k-渣口高度與風(fēng)口高度之比,一般取0.5-0.6(4)渣口高度:hz=1.27eP/nr Cd2=1.271.221650/120.587.1 8.2252=1504mm式中 hz-渣口高度,m P-生鐵日產(chǎn)量,t e-生鐵產(chǎn)量波動系數(shù),一般取e=1.2 nr-每日出鐵次數(shù),次 -鐵水密度,一般取7.1t/m3 C-爐缸容積(渣口以下)利用系數(shù),一般C=0.55-0.60 d-爐缸直徑,m2.7爐容校核 爐缸體積 V

16、1=d2h1/4=8.223.43.14/4=179.46m3 爐腹體積 V2=/12h2(D2+Dd+d2)=3.14/122.8 (9.12+9.18.2+8.22)=164.61m3 爐腰體積V3=/4D2h3 =3.14/49.122.37=154.06m3 爐身體積 V4=/12h4(D2+Dd1+d12)=3.141214.8 (9.12+9.16.4+6.42)=704.86m3 爐喉體積 V5=/4d12h5=3.1446.421.89=60.77m3 爐容 V=V1+V2+V3+V4+V5 =179.46+164.61+154.06+704.86+60.77 =1263.76

17、m3 V=(1263.76-1260)/1260=0.3%1% 3. 高爐耐火爐襯的設(shè)計3.1高爐耐火爐襯的選擇(1) 爐身上部和爐喉：爐身上部一般采用高鋁磚或黏土磚砌筑。 砌磚與爐殼間隙為100150mm，填以水渣石棉隔熱材料。為防止填料下沉，每隔1520層磚，砌二層帶磚即磚緊靠爐殼砌筑，帶磚與爐殼間隙為1015mm。 爐喉：因爐喉處于高爐的最上部位，主要是受爐料的沖擊和煤氣流的沖刷，爐喉內(nèi)側(cè)一般都采用吊掛式金屬板結(jié)構(gòu)（又稱爐喉鋼磚）。爐喉圓周有幾十塊保護(hù)板，板之間留2040mm膨脹縫,保證保護(hù)板受熱膨脹時不相互碰擠。 (2)爐身下部砌磚厚度為690805mm，目前趨于向薄的方向發(fā)展，有的爐

18、襯厚度采用575mm。 隨著高爐的大型化和強(qiáng)化冶煉對爐腰和爐身的磚襯材料的性能要求越來越高,即不僅要求磚襯有良好抗渣性及耐磨性能,還要求有良好的抗熱應(yīng)力破壞性能.其研究結(jié)果表明以Si3N4結(jié)合的碳化硅磚用于爐腰和爐身下部較為滿意.爐腹?fàn)t腰砌磚磚縫應(yīng)不大于1mm爐身下部不大于1.5mm,上下層砌縫和環(huán)縫均應(yīng)錯開,爐身傾斜部分按3層磚錯臺一次砌筑。(3)爐腰有三種結(jié)構(gòu)形式：厚壁爐腰、薄壁爐腰和過渡式爐腰。厚壁爐腰結(jié)構(gòu)：優(yōu)點(diǎn)是熱損失少，但侵蝕后操作爐型與設(shè)計爐型變化大。薄壁爐腰結(jié)構(gòu)： 熱損失大些，但操作爐型與設(shè)計爐型近似。爐腰砌磚厚度為375mm,過渡式爐腰結(jié)構(gòu)：處于兩者之間，本設(shè)計采用薄壁爐腰。(

19、4)爐腹：主要是靠加強(qiáng)冷卻而不是靠增加爐襯的厚度來維持一代爐齡壽命。開爐后爐腹部位的砌磚很快被侵蝕掉,靠渣皮工作,一般 砌一層高鋁磚或黏土磚，厚度為345mm.周圍采用鑲磚冷卻壁冷卻。(5)爐缸和爐底:碳磚爐缸大中型高爐 使?fàn)t缸獲得長壽其關(guān)鍵是爐缸側(cè)壁的導(dǎo)熱能力.選擇材料的重點(diǎn)是導(dǎo)熱性、防滲透性和防止發(fā)生環(huán)形裂紋。爐缸部分由大塊碳磚環(huán)砌構(gòu)成,出鐵口部分局部加厚,爐缸碳磚砌筑以薄縫連接,在碳磚爐缸的內(nèi)表面設(shè)有保護(hù)層,以防止開爐時被氧化,一般都砌一層高鋁磚。爐底用“陶瓷杯”結(jié)構(gòu)。它是在爐底炭磚和爐缸炭磚的內(nèi)緣，砌筑一高鋁質(zhì)杯狀剛玉磚砌體層。陶瓷杯是利用剛玉磚或剛玉莫來石爐襯的高荷重軟化溫度和較強(qiáng)的

20、抗渣鐵侵蝕性能以及低導(dǎo)熱性，使高溫等溫線集中在剛玉或剛玉莫來石磚爐襯內(nèi)。陶瓷杯起保溫和保護(hù)炭磚的作用。炭磚的高導(dǎo)熱性又可以將陶瓷杯輸入的熱量，很快傳到出去，從而達(dá)到提高爐襯壽命的目的，如圖3所示。 圖3 “陶瓷杯”爐底 3.2高爐耐火材料的砌筑爐喉(本設(shè)計采用條狀鋼磚如圖4所示) 圖4 條狀鋼磚 條狀鋼磚 1-鋼磚 2-鉚釘 3-吊掛本設(shè)計條狀鋼磚的材質(zhì)選ZG35 高為1890mm 寬420mm 壁厚80mm 連接螺栓M48 C爐喉=d1=3.146400=20096mm 20096/420=47.85塊 縫寬:0.85420=357mm 縫隙:357/47=7.6mm所以爐喉砌47塊條狀鋼磚

21、即可爐身 選G-1與G-3 壁厚575mm砌兩環(huán) 壁厚575mm砌兩環(huán) D1=9097mm 第1層(內(nèi)環(huán))D1=9097mm楔形nx=(23.14230)/(150-135)=97塊 nz=(3.149097-97135)/150=103.13塊3.149097-(150103+13597)/(97+103)=0.0979mm1.5mm(外環(huán))選G-2與G-4 楔形nx=(23.14345)/(150-125)=87塊D1=9097+2230=9557mm nz=(3.149557-87125)/150=127.56塊3.149557-(150127+12587)/(87+127)=0.39m

22、m1.5mm第2層(內(nèi)環(huán)) tan=tan84.8=10.99=75/x得x=6.824則 2x=13.648mm D2=9097-13.648=9083.352mm nx=97塊 nz=(3.149083.352-97135)/150=102.84塊3.149083.352-(150102+13597)/(97+102)=0.64mm1.5mm(外環(huán)):D2=9083.352+2230=9543.352mm nx=87塊 nz=(3.149543.352-87125)/150=127.27塊3.149543.352-(150127+12587)/(87+127)=0.19mm1.5mm第50

23、層(內(nèi)環(huán)): D50=9097-4913.648=8428.25mm nx=97塊 nz=(3.148428.25-13597)/150=89.13塊3.148428.25-(15089+13597)/(89+97)=0.11mm1.5mm(外環(huán)) D50=8428.25+2230=8888.25mm nx=87 nz=(3.148888.25-87125)/150=113.56塊 3.148888.25-(150113+12587)/(87+113)=0.42mm第100層(內(nèi)環(huán)) D100=9097-9913.648=7745.848mm nx=97 nz=(3.147745.848-13

24、597)/150=74.85塊3.147745.848-(15074+13597)/(97+74)=0.74mm(外環(huán)) D100=7745.848+2230=8205.85mm nx=87 nz=(3.148205.85-12587)/150=99.28塊3.148205.85-(15099+12587)/(99+87)=0.22mm第197層(內(nèi)環(huán)) D197=9097-19613.648=6427mm nx=97塊 nz=(3.146422-97135)/150=47.13塊3.146422-(15047+13597)/(97+47)=0.14mm(外環(huán)): D197=6422+2230

25、=6427mm nx=87 nz=(3.146882-87125)/150=71塊3.146882-(15071+12587)/(71+87)=0.53mm爐腰 選G-2與G-4楔形磚: nx=87 nz=(3.149097-12587)/150=118.2塊3.149097-(150118+12587)/(87+118)=0.56mm1mm爐腹:Tan=tan81=c(磚厚)/x=6.314mm得x=11.88mm則2x=211.88=23.76mm 選G-2與G-4 第1層: d1=8225+23.76=8248.76mm nx=87塊 nz=(3.148248.76-12587)/150

26、=100.17塊3.148248.76-(150100+12587)/(87+100)=0.14mm1mm第2層: d2=8248.76+23.76=8272.52mm nx=87塊 nz=(3.148272.52-12587)/150=100.67塊3.148272.52-(150100+12587)/(87+100)=0.54mm1mm第3層: d3=8272.52+23.76=8296.28mm nx=87塊 nz=(3.148296.28-12587)/150=101.17塊3.148296.28-(150101+12587)/(87+101)=0.13mm1mm第20層: d20=8

27、225+23.7620=8700.2mm nx=87塊 nz=(3.148700.2-12587)/150=109.62塊3.148700.2-(150109+12587)/(87+109)=0.48mm1mm第36層: d36=8225+23.7636=9080.36mm nx=87塊 nz=(3.149080.36-12587)/150=117.58塊3.149080.36-(150117+12587)/(87+117)=0.36mm1mm爐缸:設(shè)置爐缸厚度為1150mm,為錯開垂直貫通縫,將長短磚內(nèi)外環(huán)交替使用 按G-1(G-3),G-2(G-4)排列計算磚量 第一環(huán):d=8225mm

28、G-3磚用量97塊,G-1磚用量85塊 第二環(huán):d=8225+2230=8685mm G-3磚用量97塊,G-2磚用量95塊 第三環(huán):d=8685+2230=9145mm G-4磚用量87塊,G-2磚用量119塊 第四環(huán):d=9145+2345=9835mm G-4磚用量87塊,G-3磚用量134塊4. 高爐冷卻裝置4.1冷卻設(shè)備的作用:（l）保護(hù)爐殼。（2）對耐火材料的冷卻和支承。（3）維持合理的操作爐型。 （4）促成爐襯內(nèi)表面形成渣皮，代替爐襯工作，延長爐襯壽命。 4.2冷卻設(shè)備的選擇4.2.1風(fēng)口和渣口的冷卻 風(fēng)口裝置一般由鵝頸管,彎管,直吹管,風(fēng)口水套組成.鵝頸管用鑄鋼組成，內(nèi)砌粘土磚

29、;彎管也是鑄鋼材質(zhì)，內(nèi)襯粘土磚后面有視孔裝置，下端用拉緊固定用的肋板;直吹管用帶內(nèi)襯的鑄鋼管，內(nèi)襯為耐火磚;風(fēng)口水套為錐臺形的三段水套，風(fēng)口大套是鑄入蛇形無縫鋼管的鑄鐵冷卻器，風(fēng)口二套和風(fēng)口一般用青銅鑄成，也可用鋼板焊接。渣口裝置由渣口大套、二套、三套、渣口水套及壓緊固定件組成。渣口是用青銅和紫銅鑄成空腔式水套，渣口二套也是青銅鑄成的中空水套，渣口三套和渣口大套是鑄有螺旋形水管的鑄鐵水冷套。 4.2.2爐缸、爐底的冷卻 大型高爐爐缸直徑較大,周圍徑向冷卻壁的冷卻已不足以將爐底中心部位的熱量散發(fā)出去,如不進(jìn)行冷卻則爐底向下侵蝕嚴(yán)重。爐底冷卻目的是防止高爐爐基過熱破壞及由于熱應(yīng)力造成的基墩開裂破壞

30、。爐底通常采用水冷。爐底冷卻裝置是在爐底耐火磚砌體底面與基墩表面之間安裝通水的無縫鋼管，爐底砌筑前將爐底冷卻用的無縫鋼管埋在炭搗層中。水冷管為40mm10mm，爐底中心部位水冷管間距200-300mm，邊緣水冷管間距為350-500mm，水冷管兩端伸出爐殼外50-100mm。如圖5所示爐缸、爐底側(cè)壁宜采用光面冷卻壁(光面冷卻壁的特點(diǎn)是金屬表面不鑲磚,導(dǎo)熱能力較強(qiáng)，但抗磨損能力不如鑲磚冷卻壁厲害，光面冷卻壁與爐襯砌體之間一般為碳素?fù)v打料層) 圖5 高爐水冷爐底結(jié)構(gòu)示意圖4.2.3爐腹的冷卻 使用銅冷卻壁形成的渣皮更穩(wěn)定，熱損失大幅度降低;壁體溫度更換也使得渣皮脫落后重建的時間更短;安裝銅冷卻壁部

31、位的熱流強(qiáng)度降低明顯。爐腹宜采用鑲磚銅冷卻壁4.2.4爐腰的冷卻鑲磚冷卻壁的特點(diǎn)是在金屬板表面鑲有耐火磚,導(dǎo)熱效率較低,但當(dāng)爐襯被侵蝕后,所鑲耐火磚抗磨損能力強(qiáng),并在其表面容易形成穩(wěn)定的保護(hù)性渣皮,代替耐火磚襯工作。爐腰一般采用鑲磚的銅冷卻壁4.2.5爐身冷卻爐身部位采用了冷卻板和冷卻壁交錯布置的結(jié)構(gòu)形式（如圖6所示）,起到了加強(qiáng)耐火材料的冷卻和支托作用,又使?fàn)t殼得到了全面的保護(hù)。板壁結(jié)合冷卻形式既實現(xiàn)了冷卻壁對整個爐殼的覆蓋冷卻作用,又實現(xiàn)了冷卻板對爐襯深度方向的冷卻,并對冷卻壁上下層接縫冷卻的薄弱部位起到了保護(hù)作用,因而有良好的適應(yīng)性。 圖6 板壁交錯布置結(jié)構(gòu) 5.高爐鋼結(jié)構(gòu) 高爐鋼結(jié)構(gòu)包

32、括爐殼、爐體框架、爐頂框架、平臺和梯子等。高爐鋼結(jié)構(gòu)是保證高爐正常生產(chǎn)的重要設(shè)施。 5.1 高爐本體鋼結(jié)構(gòu) 本設(shè)計采用爐體框架式(如圖7)其特點(diǎn)是: 由四根支柱連接成框架,而框架是一個與高爐本體不相連接的獨(dú)立結(jié)構(gòu)?？蚣芟虏抗潭ㄔ诟郀t基礎(chǔ)上,頂端則支撐在爐頂平臺。因此爐頂框架的重量、煤氣上升管的重量、各層平臺及水管重量,完全由大框架直接傳給爐基。只有裝料設(shè)備重量經(jīng)爐殼傳給基礎(chǔ)。這種結(jié)構(gòu)由于取消了爐缸支柱,框架離開高 爐一定距離,所以風(fēng)口平臺寬敞,爐前操作方便,還有利于大修時高爐容積的擴(kuò)大。 圖7 爐體框架式5.2爐殼爐殼是高爐的外殼,里面有冷卻設(shè)備和爐襯,頂部有裝料設(shè)備和煤氣上升管,下部坐落在高爐基礎(chǔ)上,是不等截面的圓筒體。爐殼的主要作用是固定冷卻設(shè)備、保證高爐砌磚的牢固性、承受爐內(nèi)壓力和起到爐