高爐爐體設(shè)計說明書

內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計（論文）任務(wù)書課程名稱： 冶金工程課程設(shè)計學(xué)生姓名： 一、題目

學(xué)院： 材料科學(xué)與工程 班級： 冶金11-2學(xué)號： 指導(dǎo)教師： 年產(chǎn)鐵水量550萬噸的高爐爐體設(shè)計二、目的與意義訓(xùn)練學(xué)生綜合運用這些知識去分析和解決工程實際問題的能力。步驟，為今后從事相關(guān)的專業(yè)課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計及實際的工程設(shè)計打好必要的基礎(chǔ)。驗估算等方面受全面的基礎(chǔ)訓(xùn)練。三、要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、設(shè)計要求、圖紙量、工作量要求等）31、設(shè)計年產(chǎn)煉鋼生鐵550萬噸的高爐車間的高爐爐型，高爐2座，高爐工作日347d，

I=0.9～1.2t/(m

)，高爐有效利用系數(shù) ηm，燃燒強度m3d2、高爐爐容校核誤差＜1%3、完成高爐的縱向剖面圖、俯視圖、風(fēng)口布置圖和風(fēng)口結(jié)構(gòu)剖面圖，要求完成圖紙二張。4、圖紙要求整潔、干凈，圖形線條準(zhǔn)確，清晰四、工作內(nèi)容、進度安排課程設(shè)計可分為以下幾個階段進行。2014.12.22 —2014.12.282014.12.29 —2015.1.112015.1.12 —2015.1.16五、主要參考文獻

查閱相關(guān)資料。計算、畫圖、設(shè)計說明書的完成。圖紙，設(shè)計說明書的完善。郝素菊等編.高爐煉鐵設(shè)計原理 .北京：冶金工業(yè)出版社， 1992.周傳典等編.高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊 .北京：冶金工業(yè)出版社， 2002.朱苗勇主編.現(xiàn)代冶金學(xué).北京：冶金工業(yè)出版社， 2005.劉麟瑞等編.冶金爐料手冊(第2版). 北京：冶金工業(yè)出版社， 2005.審核意見系（教研室）主任（簽字）指導(dǎo)教師下達時間 年 月 日指導(dǎo)教師簽字： 摘要本設(shè)計主要從高爐爐型設(shè)計、爐襯設(shè)計、高爐冷卻設(shè)備的選擇、風(fēng)口及出鐵口的設(shè)計。高爐本體自上而下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸五部分。高爐的橫斷面為圓形的煉鐵豎爐，用鋼板作爐殼，高爐的殼內(nèi)砌耐火磚內(nèi)襯。同時為了實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)、長壽爐齡和對環(huán)境污染小的方針設(shè)計高爐，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。在設(shè)計高爐爐體時，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)對高爐爐體尺寸進行計算確定爐型。對耐火磚進行合理的配置，對高爐冷卻設(shè)備進行合理的選擇、對風(fēng)口及出鐵口進行合理的設(shè)計。目錄第一章文獻綜述 1國內(nèi)外高爐發(fā)展現(xiàn)狀 1我國高爐發(fā)展現(xiàn)狀 1高爐發(fā)展史 2五段式高爐爐型 4第二章高爐爐襯耐火材料 52014.12.23高爐耐火材料性能評價方法的進步2014.12.24高爐爐襯用耐火材料質(zhì)量水平分析

552014.12.25陶瓷杯用磚 72014.12.26爐腹、爐身和爐腰用磚 7第三章高爐爐襯 82014.12.30爐襯破壞機理 82014.12.31高爐爐底和各段爐襯的耐火材料選擇和設(shè)計 9第四章高爐各部位冷卻設(shè)備的選擇 1.1.2015.1.13冷卻設(shè)備的作用.................................................................................................1.1.2015.1.14爐缸和爐底部位冷卻設(shè)備選擇2015.1.15爐腹、爐腰和爐身冷卻設(shè)備選擇

第五章高爐爐型設(shè)計 13爐型設(shè)計要求 13爐型設(shè)計方法 13主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo) 14設(shè)計與計算 14校核爐容 16參考文獻 17第一章文獻綜述國內(nèi)外高爐發(fā)展現(xiàn)狀在近年來鋼鐵產(chǎn)業(yè)競爭日益加劇的形勢下， 《京都議定書》和《哥本哈根協(xié)議》將引領(lǐng)鋼鐵行業(yè)未來走向綠色環(huán)保的低碳型產(chǎn)業(yè)。我國近年推出的《鋼鐵業(yè)發(fā)展政策》中規(guī)定高爐爐容在 300m3以下歸并為淘汰落后產(chǎn)能項目，且仍存在擴大小高爐容積的淘汰范圍的趨勢。 同時國內(nèi)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展均加速了世界和我國高爐大型化的發(fā)展進程。 由于大型化高爐具備的單位投資省、 效能高成本低等特點，從而有效地增強了其競爭力。3 3 3 最近二十年來，日本和歐盟區(qū)的在役高爐座數(shù)由 1990年的65座和92座下降到28座和58座，下降幅度分別為56．9％和37％，但是高爐的平均容積卻分別由1558m和1690m上升到4157m和2063m，上升幅度為3 3 3 在國內(nèi)，伴隨國內(nèi)市場與國際市場的接軌和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高， 國內(nèi)小爐的競爭力明顯弱化，相反具備相對占地小、污染物排放少和生產(chǎn)成本低的大型高爐優(yōu)勢日益突出，受到國內(nèi)鋼鐵企業(yè)的高度關(guān)注和青睞。我國高爐發(fā)展現(xiàn)狀我國高爐大型化的發(fā)展模式與國外基本相近， 主要是采取新建大型高爐、多座舊小高爐合并成大型高爐和高爐大修擴容等形式來推動著高爐的大型化發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國自2004年以來相繼建成投產(chǎn)的 3200m3級15座，400038座，5000m

3座，且有越來越大的趨勢。萬方目前，河北遷鋼和山東濟鋼等企業(yè)也正在建設(shè) 4000級高爐，近來寶鋼湛江和武鋼防城港項目也在劃籌建5500m3級超大型高爐。我國高爐大型化的標(biāo)準(zhǔn)主要是依據(jù)高爐容積的大小來劃分的，由過去的1000m

且衡量標(biāo)準(zhǔn)也3提高到2000m3，甚至更大。雖然大型化高爐相對于小高爐存在著生產(chǎn)率高、生產(chǎn)穩(wěn)定、指標(biāo)先進和成本低等顯著的優(yōu)點，但是對于我國高爐大型化的發(fā)展?fàn)顩r，我們?nèi)匀恍枰茖W(xué)客觀地看待。高冶煉強度、高富氧噴煤比和長壽命化作為大型高爐操作的主要優(yōu)勢受到大家越來越高的熱情關(guān)注和青睞，但是高爐大型化作為一項系統(tǒng)工程， 它在立足自身條件的基礎(chǔ)上仍需要匹配的煉鋼、 燒結(jié)和煉焦等工序平衡能力的綜合系統(tǒng)， 此，我國鋼鐵企業(yè)在走高爐大型化發(fā)展的道路上，需要依據(jù)自身所具備的技術(shù)、設(shè)備、資源條件和鋼鐵流程的綜合平衡狀況進行選擇性定位。 只有建成符合企業(yè)自身條件的大型化高爐，才能真正實現(xiàn) 優(yōu)質(zhì)、高效、穩(wěn)定和長壽的大型高爐期目標(biāo)。高爐發(fā)展史如圖1.1水力、鼓風(fēng)等等，當(dāng)時鼓風(fēng)能力很弱，為了確保整個爐缸截面獲得高溫，爐缸直較??；冶煉基本上以木炭或者無煙煤為燃料，機械強度低的不能再低了，為了避免在高爐下部壓碎而影響料柱透氣性， 所以原始高爐高度很小，使人力裝料方便并且能夠?qū)t料裝入爐喉中心，爐喉直徑也相當(dāng)?shù)男?，而大的爐腰直徑減小了煙氣外流速度，因此延長了煙氣在爐內(nèi)停留時間，起到燜住爐內(nèi)熱量的作用。所以爐缸和爐喉直徑小，爐身下部爐腹直徑大，高度小等，是各國高爐原始爐型的共同點圖1.1原始高爐爐型18世紀(jì)末，煤和蒸汽機使英國的煉鐵業(yè)徹底的改革，鐵的年產(chǎn)量從公元1720年的2.05萬噸（基本上是木炭鐵）增加到1806年的25萬噸（幾乎全是焦炭鐵）。估計，每生產(chǎn)1噸焦炭需煤3.3噸左右，但是，高爐燒焦炭勢必增加碳含量，早期焦炭鐵的碳含量在 以上，全部成為灰口鐵既石墨鐵。高爐的尺寸在18世紀(jì)內(nèi)一直在增大。見圖 1.2所示。從公元1650年7米左右，2到1794年俄國的涅夫揚斯克高爐已增加到 13.5米左右，由于蒸汽鼓風(fēng)機和焦的使用，爐頂裝料裝置慢慢實現(xiàn)機械化，高爐內(nèi)型走向于擴大爐缸爐喉直徑，并向高度方向發(fā)展，逐漸形成所見到的近代五段式高爐爐型。 全部高爐設(shè)有兩個上的風(fēng)口，還有一個巨大進步就是采用熱風(fēng)。近代高爐，由于鼓風(fēng)機能力進一步的提高，原料燃料處理更加精細(xì)，高爐爐型向著鋼鐵企業(yè)多采用3000m

“大型橫向”發(fā)展。最近幾年大型3以上的大型高爐。圖1.2近代高爐爐型3

五段式高爐爐型Ii,,1—I—爐缸爐Ii,,1—I—爐缸爐爐《一爐＿爐爐殿五徑；d,—爐，_ ；爐身角；

圖1.3五段式高爐4第二章 高爐爐襯耐火材料高爐耐火材料性能評價方法的進步過去煉鐵工作者對高爐耐火材料性能的要求僅限于一些常規(guī)性能，如對炭磚僅要求灰份、耐壓強度、體積密度、氣孔率等指標(biāo)，對陶瓷耐火材料僅要求化學(xué)成分、耐火度、荷重軟化溫度、顯氣孔率、體積密度、耐壓強度、重?zé)€變化率等指標(biāo)。我們在研究炭磚時發(fā)現(xiàn)，我國上世紀(jì) 60年代生產(chǎn)的普通炭磚，如果只看其常規(guī)性能，如氣孔率、體積密度、強度、灰份等指標(biāo)，比國外的優(yōu)質(zhì)炭磚并不差。如果進一步對導(dǎo)熱系數(shù)、抗堿性、微氣孔指標(biāo)進行對比，就發(fā)現(xiàn)國的重要標(biāo)準(zhǔn)。對于高爐耐火材料使用性能的檢測方法， 武鋼已進行了近20年的長期研究。我們在研究高爐磚襯破損和侵蝕機理的基礎(chǔ)上， 對高爐耐火材料提出了多項特殊使用性能要求，并研究出了相應(yīng)的試驗方法，通過原冶金部制定了檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)主要的檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)有以下 8種：①導(dǎo)熱系數(shù)；②抗堿性；③抗鐵水熔蝕性；④抗?fàn)t渣侵蝕性；⑤平均孔徑；⑥小于 1μm孔容積率；⑦透氣度；⑧抗氧化性。武鋼應(yīng)用這些檢驗方法選用高爐耐火材料已有十多年歷史， 對武鋼高爐壽命的提高發(fā)揮了重要的作用。這些檢驗方法目前已在國內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，很多新型優(yōu)質(zhì)高爐耐火材料不斷地開發(fā)出來，有的綜合性能已趕上國際先進水平，有些指標(biāo)甚至超過了國際先進水平。高爐爐襯用耐火材料質(zhì)量水平分析高爐炭磚有半石墨炭磚、微孔炭磚、超微孔炭磚、石墨磚和模壓小炭磚等。我們曾對國內(nèi)外同類炭磚產(chǎn)品進行了使用性能的對比試驗，比試驗結(jié)果。2014.12.27半石墨炭磚

下面是各種炭磚的對國產(chǎn)半石墨炭磚和日本 BC-5型半石墨炭磚相比，其導(dǎo)熱系數(shù)、抗堿性、鐵水熔蝕等性能相當(dāng)。德國半石墨炭磚的 導(dǎo)熱系數(shù)達到 18.04W/m.k，優(yōu)于一般的國產(chǎn)半石墨炭磚，其它性能則相當(dāng)。但是，蘭州新研制的半石墨炭磚的導(dǎo)熱系數(shù)、微氣孔指標(biāo)則已經(jīng)優(yōu)于德國同類產(chǎn)品。5微孔炭磚國產(chǎn)的普通微孔石墨，包括蘭州炭素廠、武彭公司、魯山炭素廠、科瑞公司等廠家的產(chǎn)品，其主要性能指標(biāo)和日本 BC-7S碳磚、法國AM-102碳磚已很接近，國內(nèi)很多高爐的使用效果較好。例如武鋼4號高爐就是使用國內(nèi)某廠的普通微孔碳磚，壽命已達到了 10年。超微孔碳磚要使高爐壽命進一步提高到 15-20年，對炭磚應(yīng)有更高的要求，主要是導(dǎo)熱系數(shù)和微氣孔指標(biāo)應(yīng)該更高。滿足以上要求的國外碳磚以日本的 BC-8SR和德國的7RDN為代表，我們稱之為超微孔碳磚。其主要特點是導(dǎo)熱系數(shù)較高，達到18-20W/m.k，平均孔徑達到0.1μm，小于1μm孔容積率大于其他性能也保持優(yōu)良。蘭州炭素廠和武鋼技術(shù)中心合作，經(jīng)過 6年的研究，現(xiàn)已研制成功這種超微孔炭磚，其性能達到了日本BC-8SR和德國7RDN炭磚的實物質(zhì)量水3平?，F(xiàn)已首次用于武鋼在建的 7號高爐（3200m3。模壓小碳磚以美國NMANMD熱模壓小碳磚為代表的國際名牌產(chǎn)品在我國應(yīng)用也比較多，使用效果較好 。近年國內(nèi)已有多家炭素廠生產(chǎn)模壓小炭磚，但一般只達到普通微孔碳磚的水平。如的導(dǎo)熱系數(shù)僅12W/m.k左右，低于美國的熱模壓小碳磚。武鋼技術(shù)中心和鞏義市第五耐火材料廠合作進行了模壓小炭磚的研制，以電煅無煙煤為原料，以酚醛樹脂為結(jié)合劑，用磨擦壓磚機成型，經(jīng)高溫?zé)?，生產(chǎn)模壓小炭磚，其產(chǎn)品性能已優(yōu)于美國熱壓小碳磚。 美國的熱模壓小碳磚的要優(yōu)點是導(dǎo)熱系數(shù)較高，優(yōu)于國產(chǎn)的普通微孔炭磚和普通模壓小碳磚。 另一優(yōu)是抗堿性優(yōu)良，而這一性能國內(nèi)產(chǎn)品也已能夠達到。其缺點是不屬于微氣孔炭磚、平均孔徑大于1μm、小于1μm孔容積率僅。鞏義五耐開發(fā)的模壓小炭磚主要性能已明顯優(yōu)于美國 NMA熱模壓小炭磚：的導(dǎo)熱系數(shù)大于20W/m.k；平均孔徑0.237μm，小于1μm孔容積率76.12%，是較好的微孔炭磚，鐵水熔蝕指數(shù)僅。該研制產(chǎn)品已經(jīng)首次用于武鋼新建的 7號高爐爐缸部位。美國的NMD是一種石墨碳磚，導(dǎo)熱系數(shù)很高，有的高爐將它用作爐身冷卻板之間的磚也無法發(fā)揮高導(dǎo)熱系數(shù)的作用。 這種情況下還不如使用微孔碳磚，因為石墨的孔隙大、強度低，抗鐵水熔蝕性能也差。6綜上所述，我國的炭磚生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品性能、質(zhì)量水平，經(jīng)過近十年來的努力，有了明顯的進步，已逐漸趕上世界先進水平，可以滿足長壽高爐的需要。陶瓷杯用磚目前國內(nèi)高爐陶瓷杯用磚有復(fù)合棕剛玉磚、 剛玉莫來石磚、塑性相結(jié)合棕剛玉磚、微孔剛玉磚、法國陶瓷杯磚（澆注塊）等 5種。陶瓷杯爐缸結(jié)構(gòu)是法國首先開發(fā)的，是一種不經(jīng)高溫?zé)傻臐沧K，我國有不少高爐采用，使用效果較好其主要優(yōu)點抗堿性優(yōu)良，抗?fàn)t渣侵蝕性較好，抗鐵水熔蝕性很好，是微氣孔磚，適用于爐缸磚襯。近年國內(nèi)相繼開發(fā)出多種陶瓷杯用磚，則都是高溫?zé)傻?。國產(chǎn)微孔剛玉磚的各項性能均已達到或優(yōu)于法國陶瓷杯磚， 其中抗?fàn)t渣侵蝕性和壓強度更好。復(fù)合棕剛玉磚的抗堿性較差。塑性相剛玉磚除微氣孔指標(biāo)較差外，其他性能都較好，是目前應(yīng)用最多的一種。剛玉莫來石磚由于抗堿性和抗?fàn)t渣侵蝕性很差，不適合用于爐缸部位，但用于陶瓷杯底仍是適用的。爐腹、爐身和爐腰用磚爐腹、爐腰和爐身中下部，爐襯的工作條件相近，主要侵蝕原因是爐渣侵蝕、堿金屬侵蝕、爐料和渣鐵的沖刷、磨損等。這些部位的爐襯發(fā)展趨勢是，主要靠強化冷卻形成渣壁保持正常生產(chǎn)，磚襯僅留有很薄的鑲磚，耐火材料的用量很小。比較典型的設(shè)計如武鋼 1號高爐的銅冷卻壁薄爐襯結(jié)構(gòu)。這一區(qū)域選用耐火磚原則是，抗?fàn)t渣侵蝕性能好，抗堿性較好，導(dǎo)熱系數(shù)較高，強度要高。在成渣帶以下可選用SiN3

結(jié)合SiC磚、賽隆結(jié)合剛玉磚或賽隆結(jié)合 SiC磚。爐身中部無4渣區(qū)可選用燒成微孔鋁炭磚。爐身上部可用磷酸浸漬粘土磚。這幾種磚的強度很高，抗堿侵蝕性和抗?fàn)t渣侵蝕性很好，導(dǎo)熱系數(shù)也高，適用于砌筑爐身到爐腹區(qū)域。上述幾種耐火材料國內(nèi)都已能生產(chǎn)，一般不需要用進口產(chǎn)品。7第三章高爐爐襯19.爐襯破壞機理高爐爐襯一般是以陶瓷質(zhì)材料（包括粘土質(zhì)和高鋁質(zhì)等）和碳質(zhì)材料（炭磚、碳搗石墨等）砌筑。爐襯的侵蝕和破壞與冶煉條件密切相關(guān)，各部位侵蝕破壞機理并不相同，研究爐襯的破損機理與合理選擇耐火材料及設(shè)計爐襯結(jié)構(gòu)有重要關(guān)系。歸納起來，爐襯破損機理有四個方面。8高溫渣鐵的滲透和侵蝕在爐腰及爐腹部位形成熔融的鐵渣，向下流動進入爐缸，渣中含有一定量的FeO和MnO以及自由，特別是初渣中這些成分含量較高。渣中FeOMnO、CaO與磚中SiO2作用，形成低熔點化合物，使得磚襯表面軟熔，在液態(tài)鐵渣和大裂縫使磚襯脫落或漂浮。高溫和熱震破損高爐冶煉過程中，爐內(nèi)溫度經(jīng)常波動，開爐初期的升溫過程，冶煉中的正常和非正常停風(fēng)、開風(fēng)，出鐵出渣的前后，爐料和煤氣流分布的改變等，都將引起磚襯溫度的劇烈波動和受熱速率的改變， 當(dāng)磚襯熱端受熱速率超過某一臨界速時，由于溫度梯度產(chǎn)生的熱應(yīng)力超過磚襯的強度極限，磚即開裂。爐料和煤氣流的摩擦沖刷及煤氣碳素沉積的破壞作用高爐內(nèi)煤氣實際流速可達 15～20m/s，而且攜帶大量粉塵，上升的煤氣流對爐襯有很大的沖刷磨損作用，爐腰部位上下折角處沖刷磨損尤為嚴(yán)重。 爐身中上爐料較為堅硬，具有棱角，下降爐料的磨擦是該部磚襯損壞的重要原因。上升的煤氣流中含有 25%左右的CO。進入磚襯氣孔和縫隙中的在分解產(chǎn)生碳素沉積，尤其耐火材料中含有 Fe2O3時，被CO還原為金屬活性的Fe是CO分解的催化劑，加速碳素沉積。當(dāng)有溫度變化時，沉積碳將發(fā)堿金屬及其他有害元素的破壞作用爐料中的堿金屬和鋅，一般以鹽類存在，進入高爐在高溫下分解為氧化物，在高爐下部被還原為金屬 K、Na、Zn并揮發(fā)隨煤氣上升，在上升途中又被氧為K、、ZnO。部分氧化物沉積到爐料上再循環(huán)，部分沉積在爐襯上，其余隨煤氣排出爐外。堿金屬和鋅的氧化物與爐襯中 Al2O3SiO2反應(yīng)形成低熔點的鋁硅酸鹽，爐襯軟熔并被沖刷而損壞。堿金屬氧化物同赤熱的焦炭發(fā)生反應(yīng)，生成氰化物 (KCNNaCN)并同水蒸汽和CO2反應(yīng)生成氰化氫(HCN)。氰化氫滲入磚襯內(nèi)分解產(chǎn)生碳9沉積，亦促成對爐襯的破壞作用。堿金屬和鋅的蒸氣滲入磚縫，在適度的溫度下同CO反應(yīng)，同樣可產(chǎn)生氧化物和碳素沉積。高爐爐底和各段爐襯的耐火材料選擇和設(shè)計爐缸、爐底承受高溫、高壓、渣鐵沖刷侵蝕和滲透作用，工作條件非常惡劣。爐缸、爐底是高爐重要部分，被侵蝕破壞程度是決定高爐大修的關(guān)鍵。2014.12.28爐底耐火材料選擇爐底承受高溫、高壓、渣鐵沖刷侵蝕和滲透作用，工作條件十分惡劣。為了防止炭磚在烘爐和開爐時被氧化 ,在炭磚表面應(yīng)砌一層粘土磚保護層 .為吸收砌體膨脹,砌體與周圍冷卻壁之間應(yīng)留 100～150mm縫隙,縫隙內(nèi)填滿碳素?fù)v打料爐殼的圓錐體部分的縫隙應(yīng)取較大值 以便碳搗操作,保證質(zhì)量,同時防止磚襯膨脹產(chǎn)生對爐殼的推力,避免爐殼開裂而泄漏煤氣.本設(shè)計采用滿鋪炭磚爐底結(jié)構(gòu)，它提高爐襯壽命的一項新技術(shù)，且能提高鐵水溫度。爐底磚襯厚度為 2800mm炭磚砌筑在水冷管的炭搗層上，炭磚上部砌筑微孔炭磚及陶瓷墊。 爐底水冷管裝在基墩耐熱混凝土之上爐底碳搗層之中。2014.12.29爐缸耐火材料選擇爐缸工作條件與爐底相似，而且裝有鐵口、風(fēng)口。每天有大量的鐵水流過鐵口，開堵鐵口有劇烈的溫度波動和機械振動。風(fēng)口前邊是燃燒帶，為高爐內(nèi)溫度最高的區(qū)域。為此爐缸選用環(huán)形炭磚，風(fēng)口采用風(fēng)口磚、渣口及鐵口處采用環(huán)形炭磚，上下層碳磚磚縫均砌在中間，炭磚內(nèi)部砌筑般為1050mm。2014.12.30爐腹耐火材料選擇

TiC陶瓷材料。爐襯厚度一爐腹位于風(fēng)口之上，此部位受強烈的熱應(yīng)力作用，不僅爐襯內(nèi)表面溫度高，而且由溫度波動引起的熱沖擊、破壞力很大；同時還承受由上部落入爐缸的渣鐵水和高速向上運動的高溫煤氣的沖刷、 化學(xué)侵蝕及氧化作用，再加上爐料的壓力和摩擦力及崩料時的巨大沖擊力。 開爐后爐腹部位的砌磚很快被侵蝕掉， 靠渣工作，一般砌一層厚 345mm鋁磚。2014.12.31爐腰耐火材料選擇爐腰緊靠爐腹，侵蝕作用也相似。本設(shè)計采用過渡式爐腰結(jié)構(gòu)，該部位砌筑一層345mm厚的SiC磚。10爐身耐火材料選擇本設(shè)計把爐身分為上下兩部分上部分用粘土磚下半部分用爐喉耐火材料選擇

SiC磚拆裝方便。爐喉有幾十塊保護板，在爐喉的剛殼上裝有吊掛座，座下裝有橫的擋板，板之間留20mm的間隙，保證保護板受熱膨脹時不相互碰擠。第四章高爐各部位冷卻設(shè)備的選擇2014.12.32冷卻設(shè)備的作用高爐冷卻設(shè)備是高爐爐體結(jié)構(gòu)的重要組成部分，對爐體壽命可起如下作用保護爐殼。在正常生產(chǎn)時，高爐爐殼只能在低于800oC的溫度下長期工作，爐內(nèi)傳出的高溫?zé)崃坑衫鋮s設(shè)備帶走失。

85％以上，只有約15％的熱量通過爐殼散11對耐火材料的冷卻和支承。在高爐內(nèi)耐火材料的表面工作溫度高達1500 左右，如如果沒有冷卻設(shè)備，在很短的時間內(nèi)耐火材料就會被侵蝕或磨損。通過冷卻設(shè)備的冷卻可提高耐火材料的抗侵蝕和抗磨損能力。對高爐內(nèi)襯起支承作用，增加砌體的穩(wěn)定性。

冷卻設(shè)備還可維持合理的操作爐型。使耐火材料的侵蝕內(nèi)型線接近操作爐型， 對高爐內(nèi)煤氣流的合理分布、爐料的順行起到良好的作用。生產(chǎn)。爐缸和爐底部位冷卻設(shè)備選擇爐缸和爐底選用光面冷卻壁，砌與冷卻壁之間留 100～150mm（本設(shè)計取150mm）的縫隙，其中填以炭質(zhì)填料。光面冷卻壁與爐殼之間留并用稀泥漿灌滿。

20mm的縫隙，光面冷卻壁尺寸大小要考慮到制造與安裝的方便，冷卻壁寬度一般為 1500mm，厚度80～120mm（本設(shè)計取120mm），高度視爐殼折點而定，一般小于3000mm（本設(shè)計取1300mm）。安裝時，同段冷卻壁間直縫為20mm，上下段間水平縫為30mm，上下兩段冷卻壁間垂直縫應(yīng)相互錯開， 縫間用鐵質(zhì)銹接料銹接嚴(yán)密。爐腹、爐腰和爐身冷卻設(shè)備選擇爐腹部位由于工作環(huán)境比較惡劣本設(shè)計采用銅冷卻壁， 銅冷卻壁具有導(dǎo)熱好、工作均勻穩(wěn)定、易結(jié)成穩(wěn)定的渣皮、高爐冶煉的熱損失少、高爐壽命長、性能價格比高等特點。其它部位采用鑲磚鑄鐵冷卻壁冷卻，冷卻壁緊靠爐襯。從外形看，鑲磚冷卻壁一般有三種結(jié)構(gòu)形式：普通型、上部帶凸臺型和中間帶凸臺型。鑲磚冷卻壁厚度為350mm（本設(shè)計取350mm），高度小于3000mm。爐腹部位冷卻壁高度取1600mm，爐腰部位冷卻壁高度取2000mm;爐身采用上部帶凸臺型鑲磚冷卻壁，高度2000mm，凸臺突出長度200mm，肋高200mm。凸臺冷卻壁的凸臺部分起到支撐上部砌磚的作用，可以取消最長層的支梁水箱，簡化了冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少了爐殼開孔。12第五章高爐爐型設(shè)計爐型設(shè)計要求高爐爐型的合理性，是高爐能實現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、長壽的重要條件。合理爐型應(yīng)該是使?fàn)t型能夠很好地適應(yīng)于爐料的順利下降和煤氣流的上升運動。在設(shè)計爐型時，盡可能地使設(shè)計爐型接近于合理爐型是設(shè)計工作者的重要任務(wù)和努力方向。爐型設(shè)計應(yīng)當(dāng)滿足下列要求：與原燃料條件和送風(fēng)制度等操作條件相適應(yīng)，有利于爐況的順行；能夠燃燒較多數(shù)量的燃料，提高冶煉強度，增加生鐵產(chǎn)量；有利于煤氣的熱能和化學(xué)能的充分利用降低焦比；適應(yīng)于采用噴吹等強化操作的新技術(shù)。速燒壞和侵蝕，有較長的一代壽命。爐型設(shè)計的總原則是合理確定爐型各部分尺寸之間的比例。 高爐的合理爐應(yīng)該滿足冶煉強度，降低焦比，有利于爐況順行和長壽的要求，隨著冶煉條件的改善，裝備水平和操作水平的提高，高爐內(nèi)型尺寸逐步向矮胖型發(fā)展。另外，高爐鼓風(fēng)機能夠提供高爐冶煉足夠的風(fēng)量和風(fēng)壓，高爐爐頂設(shè)備的改粉，高風(fēng)濕的使用等等。為高爐大型化和爐型向矮胖型方向發(fā)展提供了有利條件。應(yīng)于爐料順行和煤氣運動。爐型設(shè)計方法由于高爐冶煉過程和工作條件十分復(fù)雜，用理論計算方法設(shè)計出來的爐型難以滿足生產(chǎn)條件。因此，迄今為止?fàn)t型設(shè)計仍然是采用分析比較和經(jīng)驗公式來計算的，即根據(jù)同類型高爐的生產(chǎn)實踐數(shù)據(jù)，對所設(shè)計的高爐具體原料和操作條件，進行分析和比較，確定高爐各部分尺寸之間的比例值，進而設(shè)計出高爐的經(jīng)驗公式，進行初步計算取值，最后確定出爐型尺寸。爐型設(shè)計的總規(guī)則是合理確定爐型各部分尺寸之間比例。 這是因為爐型各分尺寸之間的比例是相互影響，相互制約的。片面過分強調(diào)擴大或縮小某部分尺寸，都會給高爐生產(chǎn)帶來不利影響，并且這些比例關(guān)系中的合適比值，是隨著爐子有效容積，爐襯結(jié)構(gòu)，原燃料及操作條件的變化而改變的。14)主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo))V2014.12.33高爐有效容積利用系數(shù)( V高爐有效容積利用系數(shù)即每晝夜生鐵的產(chǎn)量與高爐有效容積之比， 即每晝夜V3V1m3有效容積的生鐵產(chǎn)量。本設(shè)計 η 。2014.12.34冶煉強度（I）

=2.0t/md高爐冶煉強度是每晝夜每立方米有效容積燃燒的焦炭量

,即高爐每晝夜焦炭消耗量與V

的比值,本設(shè)計I=1.05t/md。有 ·2014.12.35燃燒強度（i）燃燒強度既每小時每平方米爐缸截面積所燃燒的焦炭數(shù)量。本設(shè)計i=1.1t/m3d。2014.12.36年工作日年工作日為高爐一年工作的天數(shù)，本設(shè)計年工作效率取95%，故年工作日57