高爐本體設(shè)計

1、高爐煉鐵綜合計算及高爐本體設(shè)計目 錄前 言3摘 要錯誤！未定義書簽。第一章 高爐煉鐵綜合計算51.1 原始條件51.2 工藝計算81.2.1 配料計算81.2.2 物料平衡131.2.3 熱平衡計算201.2.3.2 熱平衡表25第二章 有效容積1275的高爐本體設(shè)計262.1 技術(shù)經(jīng)濟指標確定262.2 高爐內(nèi)型尺寸計算262.2 爐襯材質(zhì)及厚度302.2.1爐底襯磚的設(shè)計302.2.2爐腹、爐腰及爐身下部的砌筑302.2.3爐身上部和爐喉砌筑312.3高爐冷卻312.3.1冷卻的目的和意義322.3.2高爐冷卻介質(zhì)322.3.3冷卻設(shè)備322.4爐體鋼結(jié)構(gòu)332.4.1爐體鋼結(jié)構(gòu)342.4

2、.2爐殼342.5 高爐基礎(chǔ)35結(jié) 論錯誤！未定義書簽。謝 辭37參考文獻38前 言高爐煉鐵是以鐵礦石（天然富礦、燒結(jié)礦、球團礦）為原料，以焦炭、煤粉、重油、天然氣等為燃料和還原劑，以石灰石等為熔劑，在高爐內(nèi)通過燃料燃燒、氧化物中鐵元素的還原以及非鐵氧化物造渣等一系列復(fù)雜的物理化學(xué)過程獲得生鐵。其主要副產(chǎn)品有高爐爐渣和高爐煤氣。為實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)和延長爐齡，高爐本體結(jié)構(gòu)和輔助系統(tǒng)必須滿足耐高溫，耐高壓，耐腐蝕，密封性好，工作可靠，壽命長，產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)，產(chǎn)量高，消耗低等要求?，F(xiàn)代化高爐已成為高度機械化、自動化和大型化的一種綜合生產(chǎn)裝置。高爐車間的設(shè)計也必須滿足高爐生產(chǎn)的經(jīng)濟技術(shù)指標，以期達到最佳

3、的生產(chǎn)效果。摘 要: 高爐煉鐵的歷史悠久，煉鐵技術(shù)日臻成熟，是當今主要的煉鐵方式。高爐作為煉鐵工藝的主體設(shè)備，其結(jié)構(gòu)的合理性對煉鐵的工藝操作、生產(chǎn)技術(shù)指標以及自身的壽命都有十分重要的影響。根據(jù)攀枝花釩鈦磁鐵礦的高爐冶煉特點，通過進行配料計算和物料平衡計算，設(shè)計了1700m3高爐本體。設(shè)計過程除考慮通常的高爐設(shè)計方案外，還考慮了攀枝花釩鈦磁鐵礦多年高爐冶煉的一些生產(chǎn)實踐經(jīng)驗。采用碳磚加高鋁磚綜合爐底、全碳磚爐缸；冷卻設(shè)備的設(shè)計為水冷爐底、爐缸和爐底采用三段光面冷卻壁、爐身采用鑲磚冷卻壁；高爐鋼結(jié)構(gòu)采用爐體框架式結(jié)構(gòu)，最后采用CAD繪制出高爐本體圖。關(guān)鍵詞: 高爐煉鐵；綜合計算，高爐本體設(shè)計第一章

4、 高爐煉鐵綜合計算1.1 原始條件(1) 原料成分原料成分見表1-1 表 1-1原料成分（%）原 料TFeSFeOFe2O3SiO2Al2O3CaOMgOMnO燒結(jié)礦49.230.0828.0961.148.42.3514.222.360.42球團礦63.040.0071.0088.934.791.310.360.410.48精塊礦64.40.01311.4279.34.80.80.390.330.24續(xù)表1-1 FeSFeS2P2O5TiO2K2ONa2O燒損合計H2OH2OCO20.2260.1811.240.1570.16498.940.020.0292.3699.690.0250.12

5、40.321.970.669100.41.47（2） 熔劑成分熔劑成分成分見表1-2表1-2熔劑成分（%）熔 劑 成 分 表熔劑TFeSFe2O3SiO2Al2O3CaOMgOMnOFeS2P2O5燒損合計H2O物H2O化CO2石灰石0.252 0.277 0.014 0.540 0.380 54.060 0.290 0.520 0.002 1.400 42.800 100.006 1.580 （3）焦炭成分焦炭成分見表1-3表1-3焦炭成分（%）TFe固定碳灰 分SiO2Al2O3CaOMgOTiO2MnOP2O5K2ONa2OFeO0.692 85.374 5.860 3.860 0.85

6、0 0.033 0.380 0.043 0.050 0.050 0.890 揮 發(fā) 分有 機 物合 計H2O物CO2COH2N2CH4HNS0.347 0.347 0.101 0.150 0.070 0.480 0.630 0.485 100.000 0.500 （4） 煤粉成分煤粉成分見表1-4表1-4煤粉成分（%）煤 粉 成 分 表（%）CHONTSH2O灰 分合 計SiO2Al2O3CaOMgOFeO混合煤81.450 3.090 3.460 1.460 0.440 0.870 4.710 2.970 1.140 0.030 0.380 100.000 （5） 鐵水預(yù)定成分鐵水預(yù)定成分見

7、表1-5表1-5鐵水預(yù)定成分（%）FeSiMnSPCTi94.8090.360.200.0210.0734.3370.20（6） 元素在高爐各相中的分配見表1-6表1-6元素在高爐各相中的分配（%）元素FeMnPSV生鐵99.750100770爐渣0.350-8530煤氣-8選定焦比：350kg/t 煤比：160kg/t rd=0.45 爐渣R：1.2 風(fēng)溫：1100 爐渣：1500 生鐵：1450 爐頂煤氣：2001.2 工藝計算1.2.1 配料計算1 . 原料成分的整理原料成分校正整理見表1-2-1表 1-2-1原料成分校正（%）原 料TFeSFe2O3SiO2Al2O3CaOMgOMnO

8、FeO燒結(jié)礦49.340.08561.1428.562.4614.372.210.528.11球團礦63.0540.06588.9214.571.350.3670.4950.5461.12精塊礦64.5820.01279.154.320.850.420.2490.2211.62石灰石0.2520.0140.540.3854.050.28續(xù)表 1-2-1P2O5TiO2K2ONa2O燒損FeSFeS2合計H2OH2OCO20.1791.420.3540.3640.226100.0000.0402.500.026100.0000.1210.361.980.6750.023100.0001.511.

9、4042.5670.520.245100.000配比；燒結(jié)礦/球團礦/精塊礦=65/25/10混合礦成分見表1-2-2 表1-2-2混合礦成分（%）成分TFeSFe2O3SiO2Al2O3CaOMgOMnOFeO混合礦54.2930.07369.8767.1392.0219.4741.5850.4976.714續(xù)表1-2-2P2O5TiO2FeSFeS2Na2OK2O燒損合計0.1381.5840.1530.0020.2370.230.2661002. 冶煉1噸生鐵原料的消耗設(shè)生產(chǎn)每噸生鐵所用的復(fù)合礦和石灰石分別為和，其中:焦比350，煤比160，鼓風(fēng)濕度1%，直接還原度=0.45，爐渣堿度1

10、.2。鐵平衡 948.09948.09×3/997= 0.54179x+0.00252y+350×0.00692+160×0.00296 堿度平衡 1.2=(0.09601x+0.54057y+350×0.0085+160×0.0114)/(0.07273x+0.0054y+350×0.0586+160×0.0471-3.6×60/28)解得: =1749.224 =8.091 3. 渣量和爐渣成分的計算 (1)爐渣中 的量 a.原燃料帶入的總硫量:=1749.224×0.00073350×0.

11、004858.091×0.00277160×0.0044=3.648 Kg/t b.進入生鐵的硫量: =Gs×7%=0.25 c.進入煤氣的硫量:=Gs×8%=3.648×8%=0.292故爐渣中的硫量: = -=3.276-0.23-0.262=3.136(2).爐渣中的的量 =948.09×=3.668(3).爐渣中的量=0.00497×1749.224×0.5=4.347(4).爐渣中的量 =0.07139×1749.224+0.0054×8.091+350×0.0586+160

12、×0.0471-3.6×60/28=145.258(5).爐渣中的量GCaOGCaO渣=0.09474×1749.224+0.54057×8.091+350×0.0085+160×0.0114=174.894(6).爐渣中的量GMgO渣GMgO渣=0.0158×1749.224+0.0029×8.091+350×0.00033+160×0.0003=28.864(7).爐渣中的量 =0.02021×1749.224+0.0038×8.091+350×0.0386+1

13、60×0.0297=53.465(8)爐渣中的TiO2 =1749.224×0.01584350×0.0038-2×80/48=25.704總渣量： =1/2+=437.768爐渣成分見表1-2-3表1-2-3 爐渣成分成分/2TiO2 重量/Kg145.353.465174.89428.864.3473.6681.56825.704437.768百分比/%33.1812.21339.9516.5930.9930.8340.3585.8721004. 生鐵成分的校對Si=0.36% S=0.023% Ti=0.2Fe=（0.54293×1749

14、.224+0.00252×8.091+350×0.00692+160×0.00296）×0.997×100/1000=94.976%：(0.00138×1749.224×) ×100/1000=0.105%：4.347×55/71×100/1000=0.367%：100-94.976-0.105-0.23-0.2-0.360.296=3.123生鐵成分見表1-2-4 表1-2-4 生鐵成分（%）Ti94.9760.360.3670.0230.1053.1230.2爐渣堿度校核：爐渣堿度=GCaO

15、/=174.894/145.258=1.25. 爐渣性能和脫硫能力驗算。將爐渣中，四元換算成100%，然后查四元相圖。 33.181 /0.9418=35.23 % 39.951 /0.9418=42.42 % 12.213 /0.9418=12.97 % 6.593 /0.9418=7.00 %查得爐渣的熔化溫度在14001500之間，考慮到渣中還有其他氧化物能在某種程度降低爐渣的熔化溫度，所以在高爐爐缸溫度下，此渣能順利熔化.m(+)/m(+)=1.02,查等粘度曲線圖得1500時為0.28Pa ·s,1400時為0.56Pa ·s. 為達到渣中含S 0.72%，生鐵含

16、S 0.023%，爐渣中的（RO)必須達到（RO)=50-0.25（）+3（S)-=50-0.25×12.2513×0.63-0.3×0.3630×0.023/0.42076=46.931爐渣中實際（RO)=48.371.實際大于要求的，所以保證能脫硫。1.2.2 物料平衡（1） 風(fēng)量的計算1） 焦炭和煤粉帶入的碳量=350×0.85374+160×0.81450=429.129少量元素還原碳耗=3.02×3.6×1.1×2×=5.809鐵直接還原碳耗=948.09××0.4

17、5=91.423 Kg進入生鐵的碳=1000×4.196=41.96Kg脫硫耗碳=437.768×0.0072×=1.182Kg生成CH4的碳=429.129×0.7=3.004 KgCaCo3分解出CO2在高溫區(qū)與C反應(yīng)=8.091×0.42797×0.5×=0.472Kg這樣燃燒的碳=429.129-91.423-41.96-1.182-3.004-0.472-5.809=285.565Kg風(fēng)口前碳的燃燒率=285.565/429.129×100%=66.545% 2） 計算鼓風(fēng)量 鼓風(fēng)中水分為 =1% =22

18、a.鼓風(fēng)中氧的濃度: =0.22×(1-0.01)+0.5×0.01=0.2228 b.燃燒需要的氧氣的體積為:由反應(yīng) 得:=285.565×=241.327故 =241.327/0.2228=1083.1571.2893其中水分為11.832，干風(fēng)量為107.134,干風(fēng)重為107.134×1.2893=1381.275Kg，水分重為11.832×18/22.4=9.508Kg煤粉帶入的氧=160× 0.0346=5.54，所以需風(fēng)機提供的風(fēng)量為1083.157-5.54=1077.617 /t. (2) 煤氣成分的計算1) 體積:

19、 a.由燃料碳素生成的的量為：×3.004×5.607 b.焦炭揮發(fā)分中CH4的量：350×0.0007×0.343 故 + 5.607+0.3435.952) 的體積:a.鼓風(fēng)中的水分分解產(chǎn)生的氫量為：=11.957b.焦炭揮發(fā)分中的氫量為：× ×350×0.00101×3.959c.煤粉分解產(chǎn)生的氫量為：× ×160×0.0309×55.37d.與氫氣發(fā)生還原反應(yīng)消耗的氫量為：（在噴吹條件下,一般有40氫參加反應(yīng)×=（11.957+3.95955.37）

20、5;40%=28.514e.生成CH4消耗的氫量為：生成消耗的=5.95×2=11.9故 進入煤氣的氫氣的體積為：+- - 11.957+3.959+55.37-28.514-11.930.8723) 的體積a.還原為時生成的量為： =(0.68576 ×1749.224+0.00014×8.091) ×22.4/160=167.937 b. 還原為時生成的量為：=948.09×1-0.45-(28.514×56)/(22.4×948.09) ×22.4/56=180.066c.熔劑分解生成的量為：8.091

21、15;（0.0029×44/400.54057×0.5×44/56）×22.4/440.888 溶劑帶入的量 =8.091×0.5×0.42797×=0.881d.焦炭揮發(fā)分中的量為：350×0.00347×0.618故 進入煤氣的的體積為：+ 167.937+180.066+0.888+0.881+0.618=353.384) 的體積a. 燃燒反應(yīng)生成的的量為：×285.422×532.788 b. 直接還原生成的CO的量為：×(91.4235.8091.0390.472&

22、#215;2)×185.201c. 焦炭揮發(fā)分中的為：×350×0.00247×0.692 d. 間接還原反應(yīng)消耗的的量為：+ 167.937+180.066 348.003溶劑在高溫區(qū)分解產(chǎn)生的=0.5×0.472 ×56/12=1.101故 進入煤氣的的體積為： +- 532.788+185.201+0.6921.101-348.003=371.7795) 的體積a. 鼓風(fēng)帶入的的量為： =1183.707×0.78=923.291 b. 焦炭揮發(fā)分帶入的的量為：350×0.0015×0.42c. 煤

23、粉揮發(fā)分帶入的的量為：160×0.0146×1.87故 進入煤氣的體積為：+ 923.291+0.42+1.87=925.581所以 煤氣的總體積為： + + + + 5.95+371.779+30.872+925.581+353.381687.562 煤氣成分見表1-2-5表1-2-5 煤氣成分表成分總體積5.95371.779925.58130.872353.381687.562%0.35322.03154.8471.82920.940100=（0.20940×44+0.22031×28+0.54847×28+0.01829×2+

24、0.00353×16）/22.4=1.38 煤氣的重量：=1687.562×1.38=2328.836Kg （6） 煤氣中的水分：a. 焦炭帶入的水分為： = =350×0.005=1.75b. 氫氣還原生成的水分為： =28.514 ×=22.913 C.溶劑帶入水分為：=8.091×0.0158=0.128故 =+=1.75+22.9130.128=24.791礦石實際入爐量=1749.224×1.03=1801.701焦炭實際入爐量=358.794石灰石實際用量=8.091×1.01=8.171機械損失爐塵=礦石實際用

25、量×0.03焦炭實際用量×0.02石灰石實際用量×0.01=61.308（3） 物料平衡表物料平衡表的編制見表1-2-6表1-2-6 物料平衡表收入項數(shù)量 支出項數(shù)量 燒結(jié)礦1371.390鐵水1000球團礦394.49爐渣437.768精塊礦154.842煤氣2328.836石灰石8.097水分24.791焦炭358.794爐塵61.308煤粉160誤差9.552鼓風(fēng)1526.153風(fēng)中水分9.508總計3983.2743862.255 誤差校核 因為 0.240%<0.3%，所以計算合理。 1.2.3 熱平衡計算1.2.3.1 熱收入的計算(1) 碳素氧

26、化放熱1） 碳素氧化為放出的熱量為：生成1放熱17869.50碳素氧化產(chǎn)生的體積 2）碳素氧化為放出的熱：生成1放熱5241.72碳素氧化產(chǎn)生的體積故 （2） 鼓風(fēng)帶入的熱量鼓風(fēng)中空氣熱占98.5%，水蒸汽熱占1.5% 1.7393鼓風(fēng)溫度：11002%的風(fēng)量用于輸送煤粉（不帶入熱量） (1083.157×98%×98.5%×1.4233+1083.1574×98%×1.5%×1.7393) ×1100=1667441.272 （3） 氫氧化放熱 1的放熱10788.58（4） 成渣熱（5） 爐料物理熱 單位礦石熱量25爐料

27、的熱容=0.6897 熱量總收入1.2.3.2 熱支出的計算 （1） 氧化物分解吸熱 1）鐵氧化物分解吸熱 a.燒結(jié)礦和球團礦中的20%以2存在. 80%以存在。焦炭灰分和煤粉灰分中的全部以2存在，精塊礦中全以存在。所以以2存在的=1136.996×0.10643×0.2350×0.0089160×0.0038437.306×0.2×0.007=28.537 b.以存在的=1136.996×0.10643×0.8437.306×0.007×0.8174.922×0.11267=118.

28、966以存在的=118.966×=264.369所以 =118.966264.369=383.335游離的=1749.224×0.68576-383.335+8.091×0.00014=816.214分解1耗熱4791.78分解12狀態(tài)存在的耗熱4068.52分解1耗熱5144.28所以 = 28.537×4068.52383.335×4791.78816.214×5144.28=6151793.6972） 錳氧化物分解吸熱 由分解1Kg耗熱7350.533） 硅氧化物分解吸熱 分解1Kg耗熱31028.14 磷酸鹽分解吸熱 分解1K

29、gP耗熱35697.20鈦氧化物分解吸熱 分解1Kg耗熱4.17×4711=故 = + + + + = 6364250.262（2） 脫硫吸熱 平均脫硫耗熱6290.90 =×6290.9 = 3.648×6290.9 = 22949.203 （3） 碳酸鹽分解吸熱分解吸熱4037.88分解吸熱2482.92= （0.54057×8.091174.922×0.00449）×4037.88（0.0029×8.091174.922×0.00389）×2482.92=22579.789（4）水分分解吸熱 分解1

30、水蒸汽吸熱10788.58 =1083.157×0.01×10788.58=116857.259（5） 爐料游離水蒸發(fā)吸熱 1Kg水從0到100水吸熱418 1Kg水從100到100水蒸汽吸熱2257.2= = 350×5%×（4182252.7）=46737.25（6） 鐵水帶走的熱量 1Kg1450鐵水帶走1237.28=1000×1237.28 =1237280（7） 渣帶走的熱量 1Kg1500爐渣帶走1851.74=×1851.74 =439.886×1851.74= 814554.502（8） 吸熱 分解1Kg煤

31、粉吸熱836=×836 = 160×836 = 133760（9） 煤氣帶走的熱量從常溫到200之間，各種氣體的平均比熱容如表1-2-3-1：汽1.31041.78441.31041.29961.81661.5086表2-2-3-1各種氣體的平均比熱容 煤氣帶走的熱量為： a.干煤氣熱容=0.54847×1.3104+0.20940×1.7844+0.22031×1.3104+0.01829×1.2996+0.00353×1.8166=1.4112=1749.224×1.4112×200=493700.9

32、87 b. 煤氣中水分帶走的熱量為： =(350×0.005×)（200100）×1.508628.514×1.5086×200=8931.736 c. 爐塵熱容C塵：0.836 KJ/(Kg·)爐塵帶走的熱量q塵=61.308×0.836×200=10250.698KJ故 =+q塵=512883.421故 =+ =9278554.257(10)熱損失為： =10417027.219271851.686=1151175.5191.2.3.2 熱平衡表熱平衡表的編制見表2-2-3-2表1-2-3-2熱 平 衡 表熱收

33、入%熱支出%碳氧化放熱8233071.6879.01氧化物分解6364250.26261.06熱風(fēng)帶的熱1840637.717.65脫硫22949.2030.22氫氧化放熱307625.572.94碳酸鹽分解22579.7890.22成渣熱5531.260.05水分分解116857.2591.12物料物理熱36160.9950.35游離水蒸發(fā)46737.250.45鐵水帶熱123728011.87爐渣帶熱814554.5027.81煤粉分解1337601.28煤氣帶熱512883.4214.92熱損失1151175.51911.04總計10417027.21100總計10410324.6410

34、0熱量利用系數(shù) =總熱量收入(煤氣帶走的熱+熱損失)= 100%(4.92% + 11.04%) = 84.04%碳素利用系數(shù)=×100%=×100% =63.60%第二章 有效容積1275的高爐本體設(shè)計2.1 技術(shù)經(jīng)濟指標確定確定年工作日: 365×95%=346高爐有效容積利用系數(shù)一般直接選定。利用系數(shù)為2.0根據(jù)高爐有效容積利用系數(shù)和高爐總?cè)莘e（）可以計算出高爐日產(chǎn)量:高爐日產(chǎn)量高爐總?cè)莘e（）*高爐有效容積利用系數(shù) =1700×2.0=34002.2 高爐內(nèi)型尺寸計算 爐缸尺寸:1) 爐缸直徑 選定冶煉強度 =0.97, 燃燒強度 =1.0t/(m

35、2h) 則 =9.34 取 =9.34 校核 =24.59 合理2) 爐缸高度 渣口高度（）= =1.52 取 =1.5（3）風(fēng)口高度（hf） =1.5/0.5 =3 取=3m風(fēng)口數(shù)目 =2×(+2)=2×(9.34 +2)=22.68 取=23個風(fēng)口結(jié)構(gòu)尺寸 選取 =0.45則爐缸高度 = + =3+0.45=3.45 死鐵層厚度:選取 =1.6 爐腰直徑,爐腹角,爐腹高度:選取 =1.12則 =1.12×=1.12×9.34=10.46 取=10.5 選取 =810則    h2=(D-d)×tg81

36、°/2=(10.5-9.34)×tg81°/2=4.16m 取 h2=3.7m校核：tg=2 h2/(D-d)=2×3.7/(10.5-9.34)=6.38     =81.1º 爐喉直徑,爐喉高度:選取 =0.65則 =0.65×=0.65×10.5=6.83 取 =6.8選取 =2.3 爐身角,爐身高度,爐腰高度: 選取 =84 0 則 = =17.60 取h4=17.6校核 tan=9.51 =840選取 =2.78 則 =2.78×=2.

37、78×10.5=29.19 取=29 求得: =-=29-3.45-3.7-17.6-2.3 =1.95m 校核爐容:爐缸體積 = = =236.37爐腹體積 = = =286.28爐腰體積 = = =168.77爐身體積 =1050.01爐喉體積 = =83.49高爐容積 = + =153.23+181.7+203.47+649.71+62.85 =1824.92誤差 =×100%=0.073% < 1%爐型設(shè)計合理,符合要求.繪制高爐內(nèi)型圖，高爐內(nèi)型圖如圖2-1所示 圖2-1 1700高爐內(nèi)型圖2.2 爐襯材質(zhì)及厚度2.2.1爐底襯磚的設(shè)計 爐底經(jīng)常受到

38、爐料、渣、鐵的物理及化學(xué)侵蝕，還受到鼓風(fēng)、崩料及坐料的沖擊；爐底經(jīng)常受到140016000C高溫鐵水的作用，同時受到壓力結(jié)合起來破壞作用更為嚴重。由于溫度不均，產(chǎn)生了熱應(yīng)力的作用，使之易開裂；鐵水及鉛水滲入磚縫后，可使磚浮起。本高爐采用陶瓷杯爐底，是提高高爐壽命的一項新技術(shù)，它是在爐底炭磚和爐缸炭磚的內(nèi)緣，砌筑一杯狀剛玉砌體層。利用剛玉的高荷重軟化溫度和較強的抗渣鐵侵蝕性能，以及低導(dǎo)熱性，使高溫等溫線高度集中于剛玉磚砌體內(nèi)。陶瓷杯起保溫和使炭磚免受高溫渣鐵侵蝕的作用。炭磚的高導(dǎo)熱性又可以將陶瓷杯輸入的熱量，很快傳導(dǎo)出去，從而達到提高爐襯壽命的作用。這種結(jié)構(gòu)還有利于提高鐵水溫度。 爐底的具體結(jié)構(gòu)

39、是：首先是3層2000×400×400的滿鋪碳磚，上面是5層400毫米厚的炭磚，在炭磚的上面砌筑2層400毫米厚的莫來石磚，爐底和爐缸部分使用剛玉莫來石磚作為保護磚。2.2.2爐腹、爐腰及爐身下部的砌筑從爐腹到爐身下部的爐襯要承受煤氣流和爐料的磨損，堿金屬和鋅蒸氣的滲透和破壞作用，爐腰以下還要受到高FeO初渣的侵蝕，以及由于溫度波動所產(chǎn)生的熱震破壞作用。高爐冶煉過程中部分煤氣流沿爐腹斜面上升，在爐腹和爐腰交界處轉(zhuǎn)彎，對爐腰下部沖刷嚴重，使這部分爐襯侵蝕較快，使得設(shè)計爐型向操作爐型轉(zhuǎn)變。爐身下部厚度為575毫米，爐腹用230×75的黏土磚及爐腰厚度為575的高鋁磚。

40、用鑲磚冷卻壁爐腹、爐腰和爐身下部，砌磚僅靠冷卻壁，縫隙填濃泥漿；砌體與爐殼間隙為120毫米，填以水渣石棉隔熱材料。2.2.3爐身上部和爐喉砌筑爐身 爐身呈正截圓錐形。作用：（1）適應(yīng)爐料受熱后體積的膨脹，有利于減小爐料下降的摩擦阻力，避免形成料拱。（2）適應(yīng)煤氣流冷卻后體積的收縮，保證一定的煤氣流速。（3）爐身高度占高爐有效高度的5060，保障了煤氣與爐料之間傳熱和傳質(zhì)過程的進行。 爐身角：一般取值為81.5º85.5º之間。大高爐取小值，中小型高爐取大值。40005000m3高爐角取值為81.5º左右，前蘇聯(lián)5580m3高爐角取值 19°4217。爐身

41、高度：爐喉： 作用：承接爐料，穩(wěn)定料面，保證爐料合理分布。 爐喉直徑與爐腰直徑比值 /D取值在0.640.73之間。爐腰： 爐腹上部的圓柱形空間為爐腰，是高爐爐型中直徑最大的部位。作用：（1）爐腰處恰是冶煉的軟熔帶，透氣性變差，爐腰的存在擴大了該部位的橫向空間，改善了透氣條件。 （2）在爐型結(jié)構(gòu)上，起承上啟下的作用，使爐腹向爐身的過渡變得平緩，減小死角。 爐腰高度：一般取值13m，爐容大取上限，設(shè)計時可通過調(diào)整爐腰高度修定爐容。 一般爐腰直徑（D）與爐缸直徑（d）有一定比例關(guān)系，D/d取值： 大型高爐1.091.15 中型高爐1.151.25 小型高爐1.251.5 2.3高爐冷卻 由于高爐各

42、部位熱負荷不同，加上結(jié)構(gòu)上的要求，高爐冷卻設(shè)備有：外部噴水冷卻，風(fēng)口和渣口的冷卻，冷卻壁，冷卻水箱以及風(fēng)冷或水冷爐底等。（1） 噴水冷卻裝置。在爐身和爐腹部位裝設(shè)有環(huán)形冷卻水管，水管直徑50150mm，約據(jù)爐殼100mm，水管上朝爐殼的斜上方鉆有58mm小孔若干，小孔間距100mm冷卻水經(jīng)由小孔噴射到爐殼上進行冷卻。（2） 風(fēng)口和渣口。風(fēng)口由三個套組成，其中小套為復(fù)腔式貫流風(fēng)口。一般高爐的風(fēng)口中小套由紫銅或青銅制造，空腔式結(jié)構(gòu)。風(fēng)口中大套由鑄鐵鑄成，內(nèi)部鑄有蛇形鋼管。渣口裝置一般由四個套組成。渣口小套由紫剛制造，一般為空腔式結(jié)構(gòu)，直徑4560mm，三套由青銅鑄成空腔式結(jié)構(gòu)構(gòu)成，大套、二套由鑄鐵

43、構(gòu)成，內(nèi)部鑄有蛇形鋼管。（3） 冷卻壁。冷卻壁設(shè)置于爐殼爐襯之間，有光面冷卻壁和鑲磚冷卻壁，氣基本結(jié)構(gòu)是鑄鐵板內(nèi)鑄有無縫鋼管。（4） 冷卻水箱。冷卻水箱是埋置于爐襯內(nèi)的冷卻設(shè)備，用于厚壁爐襯，有扁水箱和支梁式兩種。（5） 風(fēng)冷、水冷爐底。大型高爐直徑較大，徑向周圍冷卻壁的冷卻，已不足以將爐底中心部分的熱量散發(fā)出去，如不進行冷卻則爐底向下侵蝕嚴重。2.3.1冷卻的目的和意義 1、維持爐襯在一定溫度下工作,使其不是失去強度,保護爐型; 2、形成渣皮,保護爐襯代替爐襯工作; 3、保護爐殼及各種鋼結(jié)構(gòu),使其不因過熱而變形或破壞.2.3.2高爐冷卻介質(zhì)本高爐設(shè)計采用軟水作為冷卻介質(zhì),2.3.3冷卻設(shè)備(

44、1) 風(fēng)口風(fēng)口設(shè)備的主要部件為A-1管、A-2管、伸縮管、異徑接頭、彎管及直吹管等，伸縮管可吸收熱膨脹位移，結(jié)構(gòu)密封性好。A-2管內(nèi)襯由耐火材料澆注成文氏管結(jié)構(gòu)，用來測定風(fēng)量。其余內(nèi)部砌筑耐火磚或搗打不定型耐火材料。風(fēng)口有三個套組成分別是大套、中套、小套，其中小套為復(fù)腔式貫流風(fēng)口。中套及小套由紫銅制成，空腔式結(jié)構(gòu)，內(nèi)通水冷卻，大套由鑄鐵制成，內(nèi)部鑄有蛇行鋼管。風(fēng)口三個水套必須緊密接觸，以防漏氣。(2) 冷卻壁冷卻壁設(shè)置于爐殼爐襯之間，有光面冷卻壁和鑲磚冷卻壁。冷卻壁的優(yōu)點是不損壞爐殼強度，密封性好，冷卻均勻，爐襯表面光滑平整。 本設(shè)計中爐底和爐缸部位采用光面冷卻壁，壁厚100mm，同段冷卻壁間

45、垂直縫20mm,上下段間水平縫30mm，兩段垂直縫應(yīng)相互錯開。光面冷卻壁與爐殼間留20mm縫隙，用稀泥漿填滿；與磚襯間縫隙120mm，填一碳素料。風(fēng)口冷卻壁塊數(shù)為風(fēng)口數(shù)目的兩倍。渣口周圍上下段各兩塊，由四塊冷卻壁組成。爐腹、爐腰及爐身下部采用鑲磚冷卻壁。其中爐腹部位采用不帶凸臺的鑲磚冷卻壁，爐腰及爐身下部采用帶凸臺的鑲磚冷卻壁。鑲磚的目的在于易結(jié)渣皮，代替爐襯工作。鑲磚冷卻壁緊靠爐襯安裝。采用凸臺冷卻壁的優(yōu)點在于 ：a.凸臺部分除起冷卻作用外，還起到支撐上部砌磚的作用；b.可延長爐襯壽命。中間帶凸臺的冷卻壁性能更優(yōu)越。 冷卻壁寬度為7001500mm，圓周冷卻壁塊數(shù)取偶數(shù)，高度不大于3000mm。2.4爐體鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)主要包括：爐體支柱、爐頂框架、爐殼及平臺結(jié)構(gòu)等。2.4.1爐體鋼結(jié)構(gòu)爐體支柱是支撐爐體及爐頂設(shè)備重量的鋼結(jié)構(gòu)。本高爐采用大框架結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的特點是爐頂框架的全部載荷由四根大支柱組成的大框架直接傳遞到爐基,爐頂法蘭盤上的載荷由爐殼傳遞到爐基,取消爐腰托圈、爐缸支柱及爐身支柱。優(yōu)點是風(fēng)口平臺寬敞，維修方便，工作可靠。2.4.2爐殼爐殼用鋼板焊接而成的。爐殼的主要作用：承受重力、熱應(yīng)力及爐內(nèi)壓力，固定冷卻設(shè)備，密封爐