【煉鐵高爐設(shè)計(jì)畢業(yè)論文】年產(chǎn)300萬噸生鐵高爐車間設(shè)計(jì)

1、趙紫平：年產(chǎn)300萬噸生鐵高爐設(shè)計(jì)江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)PAGE 40PAGE 41 年產(chǎn)300萬噸生鐵高爐設(shè)計(jì)摘要高爐煉鐵是傳統(tǒng)的煉鐵工藝，也是鋼鐵冶金過程中最重要的環(huán)節(jié)之一，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起著舉足輕重的作用。隨著鋼鐵行業(yè)的蓬勃發(fā)展和節(jié)能環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，高爐爐型逐漸走向大型化。本論文對年產(chǎn)300萬噸生鐵大型高爐車間進(jìn)行了設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括煉鐵物料平衡和熱平衡計(jì)算、高爐爐型確定、高爐各部位爐襯、爐體冷卻設(shè)備的選擇和風(fēng)口的設(shè)計(jì)。此外，還就高爐附屬系統(tǒng)的煤氣除塵處理系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)的高爐車間共有容積2162m的大型高爐兩座，高爐車間按并列式布置。關(guān)鍵詞：高爐；煉鐵工藝計(jì)算；設(shè)

2、計(jì)；煤氣處理 Abstract Blast furnace ironmaking was the traditional iron-making craft, also was one of the most important link in ferrous metallurgy, it played a decisive role in national economic construction. With the vigorous development of the steel industry and more and more strict requirement of ener

3、gy conservation and environmental protection requirement, the BF became maximization gradually.A large scale BF plant which had annual output of 3 million tons of pig iron was designed in this thesis, design content includeed material balance and thermal equilibrium calculation, determination of BF

4、profile, selection of lining and cooling equipment for each part of BF and design of taphole. In addition, the gas processing sytem which was one of the BF subsidiary system was designed.The ironmaking plant of this thesis has two 2162m BF, they were layouted side by side.Key words:blast furnace；Iro

5、nmaking process calculation；design；gas processing 目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc293943356 2011年 4 月17日 PAGEREF _Toc293943356 h 1 HYPERLINK l _Toc293943357 摘要 PAGEREF _Toc293943357 h I HYPERLINK l _Toc293943358 Abstract PAGEREF _Toc293943358 h II HYPERLINK l _Toc293943359 目 錄 PAGEREF _Toc293943

6、359 h III HYPERLINK l _Toc293943360 第一章 緒論 PAGEREF _Toc293943360 h 1 HYPERLINK l _Toc293943361 1.1高爐煉鐵概述 PAGEREF _Toc293943361 h 1 HYPERLINK l _Toc293943362 1.2高爐生產(chǎn)主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) PAGEREF _Toc293943362 h 2 HYPERLINK l _Toc293943363 1.3高爐爐型發(fā)展趨勢 PAGEREF _Toc293943363 h 3 HYPERLINK l _Toc293943364 1.4高爐煉鐵設(shè)計(jì)應(yīng)遵

7、循的原則 PAGEREF _Toc293943364 h 3 HYPERLINK l _Toc293943365 第二章 高爐配料計(jì)算 PAGEREF _Toc293943365 h 5 HYPERLINK l _Toc293943366 2.1配料計(jì)算的目的 PAGEREF _Toc293943366 h 5 HYPERLINK l _Toc293943367 2.2配料計(jì)算時(shí)需要確定的已知條件 PAGEREF _Toc293943367 h 5 HYPERLINK l _Toc293943368 2.3冶煉條件的確定 PAGEREF _Toc293943368 h 5 HYPERLINK

8、l _Toc293943369 2.3.1根據(jù)鐵平衡求鐵礦石的需求量 PAGEREF _Toc293943369 h 7 HYPERLINK l _Toc293943370 2.3.2根據(jù)CaO的平衡求石灰石用量 PAGEREF _Toc293943370 h 8 HYPERLINK l _Toc293943371 2.3.3最終爐渣成分和數(shù)量計(jì)算 PAGEREF _Toc293943371 h 9 HYPERLINK l _Toc293943372 2.3.4最終生鐵成分計(jì)算 PAGEREF _Toc293943372 h 11 HYPERLINK l _Toc293943373 2.4物料

9、平衡 PAGEREF _Toc293943373 h 12 HYPERLINK l _Toc293943374 2.4.1根據(jù)C的平衡計(jì)算風(fēng)量 PAGEREF _Toc293943374 h 12 HYPERLINK l _Toc293943375 2.4.2風(fēng)量的計(jì)算 PAGEREF _Toc293943375 h 13 HYPERLINK l _Toc293943376 2.4.3爐頂煤氣成分及數(shù)量的計(jì)算 PAGEREF _Toc293943376 h 14 HYPERLINK l _Toc293943377 2.4.4物料平衡表的編制 PAGEREF _Toc293943377 h 16

10、 HYPERLINK l _Toc293943378 2.5熱平衡 PAGEREF _Toc293943378 h 17 HYPERLINK l _Toc293943379 2.5.1熱量收入的計(jì)算 PAGEREF _Toc293943379 h 17 HYPERLINK l _Toc293943380 2.5.2熱量支出項(xiàng)的計(jì)算 PAGEREF _Toc293943380 h 18 HYPERLINK l _Toc293943381 2.5.3熱平衡表 PAGEREF _Toc293943381 h 21 HYPERLINK l _Toc293943382 第三章 高爐本體設(shè)計(jì) PAGERE

11、F _Toc293943382 h 23 HYPERLINK l _Toc293943383 3.1高爐容積的確定 PAGEREF _Toc293943383 h 23 HYPERLINK l _Toc293943384 3.2高爐爐型及尺寸確定 PAGEREF _Toc293943384 h 23 HYPERLINK l _Toc293943385 3.3繪制高爐爐型圖 PAGEREF _Toc293943385 h 26 HYPERLINK l _Toc293943386 第四章 高爐基礎(chǔ)和內(nèi)襯 PAGEREF _Toc293943386 h 27 HYPERLINK l _Toc2939

12、43387 4.1爐基的形狀及材質(zhì) PAGEREF _Toc293943387 h 27 HYPERLINK l _Toc293943388 4.1.1高爐基礎(chǔ)的要求 PAGEREF _Toc293943388 h 27 HYPERLINK l _Toc293943389 4.2高爐爐底和各段爐襯的選擇 PAGEREF _Toc293943389 h 28 HYPERLINK l _Toc293943390 4.3爐腹和爐腰的爐襯設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc293943390 h 28 HYPERLINK l _Toc293943391 第五章 冷卻設(shè)備選擇、風(fēng)口及鐵口設(shè)計(jì) PAGEREF

13、_Toc293943391 h 28 HYPERLINK l _Toc293943392 5.1高爐冷卻設(shè)備的作用及冷卻介質(zhì) PAGEREF _Toc293943392 h 28 HYPERLINK l _Toc293943393 5.2爐底冷卻形式選擇 PAGEREF _Toc293943393 h 29 HYPERLINK l _Toc293943394 5.3高爐各部位冷卻設(shè)備選擇 PAGEREF _Toc293943394 h 29 HYPERLINK l _Toc293943395 5.5風(fēng)口數(shù)目及直徑 PAGEREF _Toc293943395 h 30 HYPERLINK l _

14、Toc293943396 5.6鐵口 PAGEREF _Toc293943396 h 30 HYPERLINK l _Toc293943397 5.7爐殼及鋼結(jié)構(gòu)的確定 PAGEREF _Toc293943397 h 30 HYPERLINK l _Toc293943398 第六章 煤氣除塵系統(tǒng) PAGEREF _Toc293943398 h 33 HYPERLINK l _Toc293943399 6.1概述 PAGEREF _Toc293943399 h 33 HYPERLINK l _Toc293943400 6.1重力除塵器及文氏管除塵原理 PAGEREF _Toc293943400

15、h 33 HYPERLINK l _Toc293943401 6.1.1重力除塵器 PAGEREF _Toc293943401 h 33 HYPERLINK l _Toc293943402 6.1.2文氏管除塵原理 PAGEREF _Toc293943402 h 34 HYPERLINK l _Toc293943403 6.2荒煤氣管道 PAGEREF _Toc293943403 h 35 HYPERLINK l _Toc293943404 6.2.1荒煤氣通道的布置 PAGEREF _Toc293943404 h 35 HYPERLINK l _Toc293943405 6.2.2荒煤氣管數(shù)

16、尺寸計(jì)算 PAGEREF _Toc293943405 h 35 HYPERLINK l _Toc293943406 6.3重力除塵器直徑及高度設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc293943406 h 36 HYPERLINK l _Toc293943407 第七章 高爐車間設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc293943407 h 37 HYPERLINK l _Toc293943408 7.1廠址的選擇 PAGEREF _Toc293943408 h 37 HYPERLINK l _Toc293943409 7.2高爐煉鐵車間平面布置應(yīng)遵循的原則 PAGEREF _Toc293943409 h 37

17、HYPERLINK l _Toc293943410 7.3車間布置形式 PAGEREF _Toc293943410 h 37 HYPERLINK l _Toc293943411 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc293943411 h 38 HYPERLINK l _Toc293943412 致謝 PAGEREF _Toc293943412 h 39第一章 緒論1.1高爐煉鐵概述1、高爐結(jié)構(gòu)高爐是一種豎式的反應(yīng)爐?，F(xiàn)代高爐內(nèi)型一般由圓柱體和截頭圓錐體組成，由下而上分為爐缸、爐腹、爐腰、爐身和爐喉五段。由于高爐煉鐵是在高溫下進(jìn)行的，所以它的工作空間是用耐火材料圍砌而成，外面再用鋼板作爐殼。 圖1

18、-1 高爐的結(jié)構(gòu)1-爐底耐火材料；2-爐殼；3-生產(chǎn)后爐內(nèi)磚襯侵蝕線；4-爐喉鋼磚；5-煤氣導(dǎo)出管；6-爐體夸襯；7-帶凸臺鑲磚冷卻壁；8-鑲磚冷卻壁；9-爐底碳磚；10-爐底水冷管；11-光面冷卻壁；12-耐熱基墩；13-基座2、高爐煉鐵原理及工藝流程示意圖高爐生產(chǎn)是連續(xù)進(jìn)行的。一代高爐（從開爐到大修停爐為一代）能連續(xù)生產(chǎn)幾年到十幾年。生產(chǎn)時(shí)，從爐頂（一般爐頂是由料種與料斗組成，現(xiàn)代化高爐是鐘閥爐頂和無料鐘爐頂）不斷地裝入鐵礦石、焦炭、熔劑，從高爐下部的風(fēng)口吹進(jìn)熱風(fēng)（10001300），噴入油、煤或天然氣等燃料。裝入高爐中的鐵礦石，主要是鐵和氧的化合物。在高溫下，焦炭中和噴吹物中的碳及碳燃燒

19、生成的一氧化碳將鐵礦石中的氧奪取出來，得到鐵，這個(gè)過程叫做還原。鐵礦石通過還原反應(yīng)煉出生鐵，鐵水從出鐵口放出。鐵礦石中的脈石、焦炭及噴吹物中的灰分與加入爐內(nèi)的石灰石等熔劑結(jié)合生成爐渣，從出鐵口和出渣口分別排出。煤氣從爐頂導(dǎo)出，經(jīng)除塵后，作為工業(yè)用煤氣?，F(xiàn)代化高爐還可以利用爐頂?shù)母邏海脤?dǎo)出的部分煤氣發(fā)電。高爐煉鐵工藝流程示意圖見圖1-2。圖1-2 高爐煉鐵工藝流程示意圖1.2高爐生產(chǎn)主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)1、高爐有效容積利用系數(shù)（）指高爐每立方米有效容積一晝夜生產(chǎn)合格鐵水的噸數(shù)，單位為t/(m3d)。修改后是高爐冶煉的一個(gè)重要指標(biāo)，越大，其高爐生產(chǎn)率越高。小型高爐利用系數(shù)可達(dá)2.83.2，大型高爐一

20、般為2.02.2。 2、焦比（K）每煉一噸生鐵所消耗的焦炭量,單位為kg/tFe。先進(jìn)高爐焦比為380400公斤/噸生鐵。焦炭價(jià)格昂貴，降低焦比可降低生鐵成本。 修改后3、燃料比(i)高爐采用噴吹煤粉、重油或天然氣后，折合每煉一噸生鐵所消耗的燃料總量，單位為kg/tFe。每噸生鐵的噴煤量和噴油量分別稱為煤比和油比。此時(shí)燃料比等于焦比加煤比加油比。根據(jù)噴吹的煤和油置換比的不同，分別折合成焦炭(公斤)，再和焦比相加稱為綜合焦比。燃料比和綜合焦比是判別冶煉一噸生鐵總?cè)剂舷牧康囊粋€(gè)重要指標(biāo)。修改后4、高爐煉鐵強(qiáng)度(I)每晝夜高爐燃燒的焦炭量與高爐容積的比值，是表示高爐強(qiáng)化程度的指標(biāo)，單位為t/(m3

21、d)。修改后5、休風(fēng)率休風(fēng)時(shí)間占全年日歷時(shí)間的百分?jǐn)?shù)。降低休風(fēng)率是高爐增產(chǎn)的重要途徑一般高爐休風(fēng)率低于2%。6、生鐵合格率化學(xué)成分符合規(guī)定要求的生鐵量占全部生鐵產(chǎn)量的百分?jǐn)?shù)，是評價(jià)高爐優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的主要指標(biāo)。7、爐齡爐齡的定義為兩代高爐大修之間高爐實(shí)際運(yùn)行的時(shí)間，即不計(jì)劃中進(jìn)行中小修而造成的休風(fēng)以及封爐時(shí)間。1.3高爐爐型發(fā)展趨勢高爐的爐型隨著高爐精料性能，冶煉工藝，高爐容積，爐襯結(jié)構(gòu)，冷卻形式的發(fā)展而演變，高爐設(shè)計(jì)的理念也隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)實(shí)踐的進(jìn)展而更新?？偨Y(jié)國內(nèi)外同類型容積高爐尺寸，原燃料條件，強(qiáng)化冶煉的矮胖型爐型已成為主要的爐型，其優(yōu)點(diǎn)如下：1、適當(dāng)矮胖，減小爐腹角，爐身角。較小的爐

22、身角有利于受熱膨脹后爐料下降，較小的爐腹角有利于煤氣流的均勻分布，減小對爐腹生成渣皮的沖刷，保護(hù)爐腹冷卻壁，延長其壽命。2、加深死鐵層厚度，有利于開通死料柱下部通道，從而減少出鐵時(shí)鐵水環(huán)流對爐襯的侵蝕，提高爐底爐缸的壽命。同時(shí)較深的死鐵層可多貯存鐵水，保證爐缸有充足的熱量儲備，穩(wěn)定鐵水的溫度和成分。3、加大爐缸的高度?？杀ＷC風(fēng)口前有足夠的風(fēng)口回旋區(qū)，有利于煤粉的充分燃燒及改善高爐下部中心的透氣性，有利于改善氣體動力學(xué)條件。1.4高爐煉鐵設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則高爐煉鐵設(shè)計(jì)應(yīng)保證新建高爐車間的工藝布置合理，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)，設(shè)備有較高的機(jī)械化，自動化水平，有安全和盡可能舒適的勞動條件，有可靠而穩(wěn)定的環(huán)境

23、保護(hù)措施。高爐煉鐵設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的基本原則有；1、合法性。設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)方案確定，應(yīng)符合國家工業(yè)建設(shè)的方針和政策。2、客觀性。設(shè)計(jì)所選的指標(biāo)和技術(shù)方案應(yīng)以客觀的數(shù)據(jù)為依據(jù)，做出的設(shè)計(jì)經(jīng)得起全面的客觀的評價(jià)，保證所采用的方案有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并能成功的付諸實(shí)踐。3、先進(jìn)性。設(shè)計(jì)應(yīng)反映出最近的該領(lǐng)域的成就，并應(yīng)考慮發(fā)展趨勢。4、經(jīng)濟(jì)性。在廠址，產(chǎn)品，工藝流程等多方案的比較中，選擇最經(jīng)濟(jì)的方案，使得單位的產(chǎn)品投資最少，成本最低，經(jīng)濟(jì)效益最佳。5、綜合性。設(shè)計(jì)過程中，各部分的設(shè)計(jì)方案要相互聯(lián)系，局部方案應(yīng)與總統(tǒng)方案一致，各專業(yè)的設(shè)計(jì)應(yīng)服從工藝部分。6、發(fā)展遠(yuǎn)景。要考慮車間將來發(fā)展的可能性，適當(dāng)?shù)谋Ａ糗囬g發(fā)展所

24、需的土地，交通線和服務(wù)設(shè)施。7、安全和環(huán)保。保證個(gè)領(lǐng)域和工作崗位都能安全生產(chǎn)，不受污染，力爭做到“場外看不到煙，場內(nèi)聽不到聲”，排出的廢水，廢氣都應(yīng)達(dá)到國家的環(huán)保法的要求。8、標(biāo)準(zhǔn)化。在設(shè)計(jì)中盡可能的采用各種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，這樣可減小設(shè)計(jì)工作量和所點(diǎn)建設(shè)的周期。9、美學(xué)原則。車間和工作環(huán)境具有良好的布局和較好的勞動條件。在場內(nèi)應(yīng)具有排列美觀，色彩明快，安全宜人的環(huán)境，以減少疲乏和提高勞動生產(chǎn)率。 第二章 高爐配料計(jì)算冶煉1t生鐵，需要一定數(shù)量的礦石、熔劑和燃料(焦炭及噴吹燃料)。對于煉鐵設(shè)計(jì)的工藝計(jì)算，燃料的用量是預(yù)先確定的，是已知的量，配料計(jì)算的主要任務(wù)，就是求出在滿足爐渣堿度要求條件下，冶煉規(guī)定

25、成分生鐵所需要的礦石、熔劑數(shù)量。對于生產(chǎn)高爐的工藝計(jì)算，各種原料的用量都是已知的，從整體上說不存在配料計(jì)算的問題，但有時(shí)需通過配料計(jì)算求解礦石的理論出鐵量、理論渣量等，有時(shí)因冶煉條件變化需要作變料計(jì)算。2.1配料計(jì)算的目的配料計(jì)算的目的，在于根據(jù)已知的原料條件和冶煉要求來決定礦石和熔劑的用量，以配制合適的爐渣成分和獲得合格的生鐵。2.2配料計(jì)算時(shí)需要確定的已知條件本設(shè)計(jì)所選混合礦的組成為燒結(jié)礦：球團(tuán)礦：生礦=80：12：8。各礦物成分及混合礦成分見表2-1。 表2-1 各礦物及混合礦成分（%）成分原料TFePSFeOFe2O3SiO2CaOMgO燒結(jié)礦55.120.0130.04514.796

26、2.3611.423.72.72天然礦62.200.0240.0257.9680.843.960.740.29球團(tuán)礦59.870.0160.0520.70884.818.32.341.74混合礦56.880.0140.04412.55366.4710.443.302.40續(xù)表2-1成分原料Al2O3P2O5S/2K2ONa2OMnO燒損合計(jì)燒結(jié)礦2.75.02250.0300.20.0271.980100.00天然礦3.200.01250.0550.2320.0632.191.168100.00球團(tuán)礦0.950.0260.0370001.089100.00混合礦2.570.0220.0320.

27、1780.0261.7590.224100.002.3冶煉條件的確定根據(jù)冶煉鐵種和原燃料條件，除確定礦石的配比之外，尚需預(yù)定爐渣堿度，焦比，噴吹物數(shù)量，爐塵，生鐵成分與各種元素在渣及鐵中的配比。設(shè)計(jì)中需要的各種成分如以下各表所示。 成 分MgOSiO2Al2O3BaOCaOFeOS/2MnO合計(jì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%8.1436.139.933.7238.91.90.931.34100表2-2 爐渣成分表 表2-3 碎鐵成分表成 分FeSiO2Al2O3燒損合計(jì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%85.009.003.003.00100表2-4 焦炭工業(yè)分析表成 分固定碳灰分揮發(fā)分S合計(jì)有離水質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%85.0212.941

28、.170.871003.2表2-5 焦炭、煤粉灰分分析表成 分MgOSiO2Al2O3P2O5CaOFe2O3SO3FeO合計(jì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%焦炭0.9549.934.090.373.020.881.249.46100煤粉1.0348.8135.820.303.682.920.936.95100表2-6 焦炭揮發(fā)成分成 分CO2COH2CH2N2合計(jì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%34.237.86418100表2-7 煤粉成分表成 分C灰分HON S H2O合計(jì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%76.4911.183.516.010.600.361.85100表2-8 爐塵成分表成 分TFePSFe2O3FeOCaO合計(jì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%41

29、.420.040.4051.457.018.30100表2-9 各種元素在爐渣、生鐵和煤氣中的分配率產(chǎn)品FeMnPS生鐵0.9970.701.000.02爐渣0.0030.300.000.98煤氣0000表2-10 生鐵成分表成分SiMnPCFeS質(zhì)量分?jǐn)?shù) / %0.320.940.1464.0194.550.035100其它各種參數(shù)的選擇。1、濕焦比（1t生鐵）為420kg/t2、煤粉噴吹量（1t生鐵）為180kg/t3、碎鐵使用量（1t生鐵）為40kg/t4、選擇爐渣堿度w(CaO)/w(SiO2)=1.15、冶煉強(qiáng)度I=0.90t/(m3d)6、熱風(fēng)溫度t=1100,鼓風(fēng)濕度=1.5%7

30、、爐頂煤氣溫度=2008、爐塵吹出量為(1t生鐵）為40kg/t9、直接還原度rd=0.40kg/t10、焦炭與噴吹燃料中總碳量的1%和H2生成CH42.3.1根據(jù)鐵平衡求鐵礦石的需求量1、焦炭帶入的鐵量Fe2O3 2Fe159.7 111.70.0088 x 故:x=0.00616FeO Fe71.75 55.850.0946 y 故：y=0.0735所以，焦炭帶入的鐵量=2、礦石的需求量=式中 礦石的需求量（1t生鐵），kgt； 進(jìn)入生鐵的鐵量（1t生鐵），kgt； 進(jìn)入爐渣的鐵量（1t生鐵），kgt； 進(jìn)入爐塵的鐵量（1t生鐵），kgt； 碎鐵帶入的鐵量（1t生鐵），kgt； 焦炭帶入的

31、鐵量（1t生鐵），kgt； 煤粉帶入的鐵量（1t生鐵），kgt； 礦石含鐵量（1t生鐵），kgt；其中，的計(jì)算方法如下：Fe2O3 2Fe159.7 111.70.0298 x 故:x=0.021FeO Fe71.75 55.850.0695 y 故：y=0.054根據(jù)以上計(jì)算=所以= = 2.3.2根據(jù)CaO的平衡求石灰石用量 表2-11 溶劑的成分表成分PSCaOMgOSiO2Al2O3P2O5燒損質(zhì)量分?jǐn)?shù) / %0.014 0.012 52.78 1.32 1.62 1.32 0.03 42.90 100根據(jù)CaO的平衡求石灰石用量，本設(shè)計(jì)的堿度w(CaO)/w(SiO2)=1.1。石灰

32、石的用量： 式中 溶劑的需要量（1t生鐵），kgt； 爐渣的堿度； 礦石所帶入的SiO2量（1t生鐵），kgt； 礦石所帶入的CaO量（1t生鐵），kgt； 焦炭所帶入的SiO2量（1t生鐵），kgt； 碎鐵所帶入的SiO2量（1t生鐵），kgt； 碎鐵所帶入的CaO量（1t生鐵），kgt； 煤粉所帶入的SiO2量（1t生鐵），kgt； 煤粉所帶入的CaO量（1t生鐵），kgt； 還原硅所消耗的SiO2量（1t生鐵），kgt； 爐塵帶走的SiO2量（1t生鐵），kgt； 爐塵帶走的CaO量（1t生鐵），kgt； 溶劑中的SiO2量（1t生鐵），kgt； 溶劑中的CaO量（1t生鐵），kgt。在

33、計(jì)算時(shí)要考慮機(jī)械損失，一般原燃料的機(jī)械損失和生鐵原料實(shí)際消耗量分別列于表2-12和表2-13。表2-12 原燃料的機(jī)械損失原燃料機(jī)械損失 / %原燃料機(jī)械損失 / %礦石2焦炭1溶劑1 表2-13 生鐵原料實(shí)際消耗量原燃料理論消耗量/ kg機(jī)械損失 / %水分 / %實(shí)際消耗量/kg混合礦1626201659碎鐵400040石灰石32810331.3焦炭406.5613.2 42364總計(jì)2.3.3最終爐渣成分和數(shù)量計(jì)算1、進(jìn)入爐渣的全部S量 式中 進(jìn)入爐渣的硫量（1t生鐵），kgt； 礦石帶入的硫量（1t生鐵），kgt； 溶劑帶入的硫量（1t生鐵），kgt； 焦炭帶入的硫量（1t生鐵），kg

34、t； 煤粉帶入的硫量（1t生鐵），kgt； 重油帶入的硫量（1t生鐵），kgt； 進(jìn)入生鐵帶入的硫量（1t生鐵），kgt； 爐塵帶走的硫量（1t生鐵），kgt； 煤氣帶走的硫量（1t生鐵），kgt；2、進(jìn)入爐渣的FeO量 3、進(jìn)入爐渣的SiO2量 4、進(jìn)入爐渣的CaO量 = =5、進(jìn)入爐渣的MgO量 = =6、進(jìn)入爐渣的Al2O3量 = =7、進(jìn)入爐渣的MnO量 所以，爐渣成分與數(shù)量如表2-14。表2-14 爐渣成分與數(shù)量化學(xué)成分SiO2Al2O3CaOMgOMnOFeOS合計(jì)CaO / SiO2CaO +MgO / SiO2質(zhì)量/ kg209.4871.46225.7343.328.593.

35、664.47560.711.11.28質(zhì)量分?jǐn)?shù)/ %36.9612.6749837.641.520.650.781002.3.4最終生鐵成分計(jì)算 1、生鐵含P量的計(jì)算 式中 生鐵含P量，%； 礦石帶入的磷量（1t生鐵），kgt； 焦炭帶入的磷量（1t生鐵），kgt； 溶劑帶入的磷量（1t生鐵），kgt； 爐塵帶出的量（1t生鐵），kgt。2、生鐵含S量的計(jì)算 3、生鐵含Si量為0.32% 4、生鐵含Mn量的計(jì)算。 （0.665后補(bǔ)了%）5、生鐵含F(xiàn)e量為94.55% 6、生鐵含C的計(jì)算。 所以，生鐵的最終成分如表2-15。 表2-15 生鐵的最終成分 成分SiMnPCFeS質(zhì)量分?jǐn)?shù) / %0.

36、320.660.0344.494.550.0351002.4物料平衡高爐物料平衡計(jì)算包括風(fēng)量計(jì)算、煤氣量計(jì)算以及編制物料平衡表。通過它可以進(jìn)一步了解高爐反應(yīng)過程的各種變化和檢查有關(guān)計(jì)算（配料計(jì)算、風(fēng)量和煤氣量計(jì)算)的正確性，同時(shí)也可以檢查稱量工作及其他工作的情況。2.4.1根據(jù)C的平衡計(jì)算風(fēng)量1、風(fēng)口前燃燒的總C量。爐料帶入的C量： 式中 爐料帶入的C量（1t生鐵），kgt； 焦炭帶入的C量（1t生鐵），kgt； 煤粉帶入的C量（1t生鐵），kgt； 重油帶入的C量（1t生鐵），kgt； 爐塵帶走的C量（1t生鐵），kgt。（1）生成甲烷的C量： （2）溶于生鐵中的C量： （3）碎鐵帶入的C量

37、： （4）還原Mn消耗的C量： 修改后（9.4應(yīng)為6.6，鐵含錳為0.66%）（5）還原Si消耗的C量： （6）還原Fe消耗的C量： （7）還原P消耗的C量： 修改后（0.0343應(yīng)為0.343）根據(jù)以上計(jì)算，得出直接還原消耗的C量為： 修改后 給出式子中字母代表的意思風(fēng)口前燃燒的C量為： 給出式子中字母代表的意思2.4.2風(fēng)量的計(jì)算鼓風(fēng)中氧的濃度： 式中 鼓風(fēng)中氧的濃度； 鼓風(fēng)中水分。風(fēng)口前碳燃燒時(shí)需氧量： 其中，煤粉供氧： 則需要由鼓風(fēng)供氧： 所以，每噸生鐵需要風(fēng)量： 2.4.3爐頂煤氣成分及數(shù)量的計(jì)算1、甲烷的計(jì)算（1）由燃料碳素生成的甲烷： （2）焦炭揮發(fā)分中的甲烷： 則進(jìn)入煤氣中的甲

38、烷為： 2、氫量的計(jì)算（1）由鼓風(fēng)水分中分解出的氫： （2）焦炭揮發(fā)分級有機(jī)物中的的氫： （3）煤粉分解出的的氫： （4）在噴吹條件下，一般有30%的氫參加還原，故參加還原的量為： （5）生成甲烷的氫： 則進(jìn)入煤氣的氫： 3、CO2的計(jì)算。（1）Fe2O3還原為FeO時(shí)，生成的CO2為： （式中“22.4/2”應(yīng)為22.42/160）（2）FeO還原為Fe時(shí)，生成的CO2為： （最好帶入數(shù)據(jù)后再得的答案）（3）焦炭揮發(fā)分中的CO2為： （4）石灰石分解出的CO2為： （5）混合礦分解出的CO2為： 則進(jìn)入煤氣中的CO2為： 4、CO的計(jì)算（1）風(fēng)口前燃燒生成的CO為： （2）直接還原生成的CO

39、為：MeO+C=Me+CO （Me為Fe、Si、Mn、P） （3）焦炭揮發(fā)分中的CO為： （4）間接還原消耗的CO為： 進(jìn)入煤氣的CO為： 5、N2的計(jì)算。（1）鼓風(fēng)帶入的N2： （2）焦炭帶入的N2： （3）煤粉帶入的N2： 則進(jìn)入煤氣帶入的N2為： 根據(jù)以上計(jì)算列出的煤氣成分見表2-16。 表2-16 煤氣成分及數(shù)量化學(xué)成分體積/ m體積分?jǐn)?shù)/ %化學(xué)成分體積/ m體積分?jǐn)?shù)/ %CO2415.4420H249.4072.38CO460.3522.202CH49.1560.442N21139.0454.94總計(jì)2073.41002.4.4物料平衡表的編制1、鼓風(fēng)質(zhì)量的計(jì)算1m鼓風(fēng)的質(zhì)量為：

40、則全部鼓風(fēng)質(zhì)量為：2、煤氣質(zhì)量的計(jì)算1m煤氣的質(zhì)量為： 則全部煤氣質(zhì)量為：3、水分的計(jì)算（1）氫參加還原生成的水為：（2）煤粉含水量=（3）焦炭含水量=根據(jù)以上計(jì)算，得到噸鐵物料平衡表2-17。 表2-17 物料平衡表收入項(xiàng)目數(shù)量/kg支出項(xiàng)目數(shù)量/kg原、燃料2453.64生鐵1000.00鼓風(fēng)1880.04爐渣566.715煤粉180煤氣2823.96爐塵40水分需重新算總計(jì)4513.68總計(jì)4453.815絕對誤差需要重新計(jì)算相對誤差需重新計(jì)算一般相對誤差應(yīng)小于3%，否則應(yīng)該檢查計(jì)算是否有錯誤。2.5熱平衡進(jìn)行高爐熱平衡的計(jì)算，可以深入了解在高爐冶煉過程中熱量利用率的情況，從而找到高爐進(jìn)

41、一步降低焦比的途徑。根據(jù)能量守恒定律，在高爐冶煉過程中吸收的熱量應(yīng)等于支出的熱量。熱平衡和物料平衡這兩個(gè)概念構(gòu)成了高爐計(jì)算的全部基礎(chǔ)。綜合前面的配料計(jì)算和物料平衡，以下進(jìn)行熱平衡計(jì)算。2.5.1熱量收入的計(jì)算熱量收入的各項(xiàng)計(jì)算如下：1、碳氧化放熱（1）由C氧化成1m放出的熱量為： 其中，7980為C氧化為CO2放熱，KJ/kg。（2）由C氧化成1m CO放出的熱量為： 補(bǔ)充2340代表意義則碳氧化放出的總熱量為：2、鼓風(fēng)帶入的熱量1100干空氣的熱容量為0.3751，水蒸氣比焓是0.4576。 3、氫氧化放熱。1m3氫氧化成水蒸氣放出熱量為2581kcal。 4、成渣熱爐料的碳酸鹽或磷酸鹽中存

42、在的1kg的CaO及MgO在高爐內(nèi)生成鈣鎂酸鹽所放出的熱量為270kcal?；旌系V中呈Ca3(PO4)2存在的CaO為： CaCO3存在的CaO為： 溶劑中的（CaO+MgO)為： 則成渣熱為：補(bǔ)充270意義5、混合礦帶入熱本設(shè)計(jì)只需計(jì)算燒結(jié)帶入的物理熱，其他料(如煤粉）等帶入的物理熱均忽略不計(jì)。燒結(jié)礦帶入熱量= 式中 每噸生鐵燒結(jié)礦用量，kg； 燒結(jié)礦入爐溫度下比熱容，本設(shè)計(jì)取=0.19； 燒結(jié)礦入爐溫度，本設(shè)計(jì)取=20。6、甲烷生成熱 焦炭與噴吹燃料中總碳量的1%和H2生成CH4。 CH4的生成熱= 補(bǔ)充1124意義則冶煉1t生鐵的總熱量收入為：2.5.2熱量支出項(xiàng)的計(jì)算熱量支出項(xiàng)的各項(xiàng)計(jì)

43、算如下：1、氧化物的分解熱計(jì)算時(shí)首先應(yīng)該弄清各種氧化物在不同原料中的存在形態(tài)。一般原料分析中沒有指出各種形態(tài)氧化物的含量，計(jì)算時(shí)依據(jù)礦物常識做出假定。鐵礦石中沒有自由的FeO，在溶劑性燒結(jié)礦中的FeO約有20%呈2FeOSiO2，其余以Fe2O3形態(tài)存在，焦炭中的全部以2FeOSiO2的形態(tài)存在。 （1）鐵氧化物的分解熱計(jì)算 （應(yīng)為16260.1255380%） 補(bǔ)充Fe3O4量的計(jì)算分解1KgFeO（2FeOSiO2）需要973.33kcal熱量，故：FeO的分解熱分解1KgFe3O4需要1146.38kcal熱量，故：Fe3O4的分解熱分解1KgFe2O3需要1230.69kcal熱量，故

44、：Fe2O3的分解熱所以：氧化物的總分解熱=（2）Mn氧化物的分解熱計(jì)算由MnO分解出1Kg Mn需要1758.5kcal熱量。故：錳氧化物的分解熱錳的量并不為1.23%，請修改（3）SiO2的分解熱計(jì)算由SiO2分解出1kgSi需要7423kcal熱量，故： SiO2的分解熱2、磷酸鈣的分解熱計(jì)算由Ca3(PO4)2分解出1kg磷需要8540kcal熱量，故：Ca3(PO4)2的分解熱磷的量并非為0.0375，請改正3、脫S需要熱量的計(jì)算使用不同脫S劑時(shí)，脫S消耗的熱量見表2-18。表2-18 脫S消耗的熱量脫S劑1kmol硫消耗熱量/kcal1kg硫消耗熱量/kcalCaO41340129

45、0MnO479101495FeO420701315MgO614101920以CaO、MnO、FeO作為脫S劑時(shí)，它們脫除1kgS所消耗的熱量很相近，只有MgO脫S消耗的熱量較大。一般當(dāng)渣中的MgO較少時(shí)，計(jì)算生成硫化物的熱效應(yīng)時(shí)應(yīng)該采用平均值，所以1kgS消耗的平均熱量為：所以：脫S消耗的熱量： 故：氧化物的分解和脫S消耗的總熱量4、碳酸鹽的分解熱由CaCO3分解出1kgCO2需966kcal，由MgCO3分解出1kgCO2需594kcal，由MnCO3分解出1kgCO2需522kcal?；旌系V以MnCO3存在的CO2量混合礦以CaCO3存在的CO2量溶劑中以CaCO3存在的CO2量溶劑中以M

46、gCO3存在的CO2量所以：碳酸鹽分解熱5、水分分解熱只考慮鼓風(fēng)中水蒸氣分解熱故：風(fēng)中水蒸氣分解熱 補(bǔ)充2581意義6、噴吹物分解熱式中 1Kg噴吹物的分解熱，KJ/Kg； 1Kg噴吹物的低發(fā)熱值，kcal/Kg；， 噴吹物中該成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%。煤粉的分解熱約為300kcal/KJ，所以： 7、爐料游離水的蒸發(fā)熱 1Kg水由0升至100吸熱100kcal，再變?yōu)?00水蒸氣吸熱540kcal，共640kcal。所以： 游離水的蒸發(fā)熱 8、鐵水帶走的熱取鐵水的焓量為270kcal/Kg，則鐵水帶走熱9、爐渣帶走的熱 取爐渣的焓量為410kcal/Kg，則 爐渣帶走熱10、煤氣帶走的熱取爐頂煤氣

47、溫度T頂=200。200時(shí)煤氣各成分的熱熔見表2-19。表2-19 200時(shí)煤氣各成分的熱熔 N2COCO2H2CH4H2O0.3130.3140.4340.3070.4250.364（1）干煤氣帶走的熱量干煤氣的熱熔為： 所以干煤氣帶走的熱量為： （2）水蒸氣帶走的熱量為： （3）爐塵的比熱容為0.2， 則爐塵帶走的熱量為： 故煤氣走的總熱量為： 11、外部熱損失 2.5.3熱平衡表根據(jù)以上計(jì)算，列出噸鐵熱平衡表2-20。表2-20 噸鐵熱平衡表收入支出項(xiàng)目熱量/KJ百分?jǐn)?shù)項(xiàng)目熱量/KJ百分?jǐn)?shù)碳的氧化8977229.5074.3氧化物分解熱6644504.37455.27鼓風(fēng)2553062.

48、4921.4碳酸鹽分解熱571414.864.75氫氧化312197.762.5水238828.0342.01成渣熱204639.641.69噴煤2268001.78爐料帶入熱25960.960.21游離水36126.720.30鐵水11340001.42爐渣975883.238.03煤氣602631.715.02熱損1642901.413.42共計(jì)12073090.33100共計(jì)12073090.33100能量利用的評定： 根據(jù)總熱平衡的數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出高爐內(nèi)有效熱量利用系數(shù)及碳的利用系數(shù)。1、有效熱利用系數(shù) 式中 單位生鐵的全部熱量消耗，KJ/t； 單位生鐵的有效熱量消耗，KJ/t； 顯然

49、，的高低標(biāo)志著高爐熱量利用的好壞。一般情況下，此值為75%85%。2、碳的利用系數(shù)Kc Kc 式中 冶煉1t生鐵在高爐生成的CO和CO2碳放出的總熱量，kcal； 冶煉1t生鐵在氧化生成CO和CO2的總C量，Kg。 KcKc是表述高爐能量利用好壞的又一指標(biāo)。Kc值一般在50%60%之間，個(gè)別可高達(dá)65%。第三章 高爐本體設(shè)計(jì)3.1高爐容積的確定1、年工作日的計(jì)算 假定高爐一代爐齡為8年，大修時(shí)間為56天，一代中有一次中修，時(shí)間為30天，每年一次計(jì)劃檢修，時(shí)間是48h，則高爐年工作日為：2、高爐車間日產(chǎn)鐵量3、高爐車間高爐座數(shù)高爐車間建設(shè)高爐的座數(shù)，既要考慮盡量增大高爐容積，又要考慮企業(yè)煤氣平衡

50、和生鐵量的均衡，保證在一座高爐停產(chǎn)時(shí)，鐵水和煤氣的供應(yīng)不致間斷。一般新建車間由兩23座高爐組成為宜。本設(shè)計(jì)確定高爐為2座。4、高爐容積計(jì)算高爐座數(shù)為2座，利用系數(shù)=2.0t/(m3d)每座高爐日產(chǎn)量P(t)=P總/2=8645.5/2=4322.76t每座高爐容積 取21613.2高爐爐型及尺寸確定1、爐缸直徑d： 其中，冶煉強(qiáng)度I=k=2.00.42=0.84(m3d)；燃燒強(qiáng)度取0.93t/(m3h)則 （式中1.05應(yīng)換成0.93） 取d=10m不同爐容高爐的Vu/A（爐容/爐缸截面積比）比值是不同的，一般大型高爐為2228，中型高爐為1522，小型高爐為1115。對本設(shè)計(jì)符合大型高爐數(shù)

51、值，所以爐缸直徑取值合理。 （在式中補(bǔ)上直徑10的平方號）2、爐缸高度h1：鐵口中心線至風(fēng)口中心線的高度 （1）渣口高度hz：渣口中心線至鐵口中心線的高度 取 hz=1.7m給出式中字母代表的含義（2）風(fēng)口高度：風(fēng)口中心線至鐵口中心線的高度 取=3.0m補(bǔ)充K含義（3）風(fēng)口數(shù)目n：補(bǔ)充大小高爐選風(fēng)口數(shù)目方法 n=2（d+2）=2（10+2）=24 取n=24個(gè)補(bǔ)充d的含義，單位（4）風(fēng)口結(jié)構(gòu)尺寸a 選取 a=0.5m補(bǔ)充a的意義，選取依據(jù)則爐缸高度h1 h1=+a=3.0+0.5=3.5m3、死鐵層厚度h0：選取 h0=1.5m 4、爐腰直徑D、爐腹角、爐腹高度h2：選取 D/d=1.13則

52、D=1.1310=11.3 取D=11.3m選取 =8030則 h2=（D-d）tan/2=3.8 取h2=3.8m 校核 tan=2h2/D-d=5.85 =80:15”5、爐喉直徑d1、爐喉高度h5：選取 d1/D=0.68則 d1=0.6811.3=7.68 取d1=7.7m選取 h5=2.0m6、爐身角、爐身高度h4、爐腰高度h3：選取 =則 h4=(D-d1)tan/2=17.13 取 h4=17.1m校核 tan =2h4/D-d1=9.5 取 =選取 Hu/D=2.55則 Hu= 2.5711.2=28.815 取 Hu=28.8m求得 h3=Hu-（h1+h2+h4+h5）=2

53、.4m7、校核爐容：（1）爐缸體積： V1=d2h1=274.75m （2）爐腹體積： V2=h2（D2+Dd+d2）=338.76m （3）爐腰體積： V3=D2h3=240.57 m （4）爐身體積： V4=h4（D2+Dd1+d12）=1226 m（5）爐喉體積： V5=d12h5=93.09m高爐容積 Vu=V1+V2 +V3+V4+V5=2173.17m誤差 = % 1% 爐型設(shè)計(jì)合理，符合要求。計(jì)算得高爐內(nèi)型參數(shù)列于表3-1中。表3-1 高爐內(nèi)型參數(shù)序號項(xiàng)目數(shù)值1有效容積Vu/m321622爐缸直徑d/mm100003爐腰直徑D/mm113004爐喉直徑d1/mm77005死鐵層深

54、度h0/mm15006爐缸高度h1/mm35007爐腹高度h2/mm38008爐腰高度h3/mm24009爐身高度h4/mm1710010爐喉高度h5/mm200011有效高度Hu/mm240012爐腹角13爐身角14Hu/D2.1215鐵口數(shù)/個(gè)2（夾角90）16風(fēng)口數(shù)/個(gè)243.3繪制高爐爐型圖圖3-1 高爐爐型圖 第四章 高爐基礎(chǔ)和內(nèi)襯4.1爐基的形狀及材質(zhì)高爐基礎(chǔ)是高爐下部的承重結(jié)構(gòu)，它的作用是將高爐全部載荷均勻地傳遞到地基。高爐基礎(chǔ)由埋在地下的基座和地面上的基墩組成。4.1.1高爐基礎(chǔ)的要求對高爐基礎(chǔ)（見圖4-1）的要求是：1、高爐基礎(chǔ)應(yīng)把高爐的全部載荷均勻的傳遞給地基，不發(fā)生沉陷和

55、不均勻的沉陷。2、有一定的耐熱能力。采用水冷爐底及耐熱基礅，以保證高爐基礎(chǔ)很好工作。基礅斷面為圓形，高度一般為2.53.0m；基座直徑與載荷和地基土質(zhì)有如下關(guān)系，A=P/KSm式中：A基座底表面積，m2；P包括基礎(chǔ)質(zhì)量在內(nèi)的總荷載，t；K小于1的安全系數(shù)，取值視土質(zhì)而定；Sm地基土質(zhì)允許的承壓能力，t/m2。一般建在大于2.0kg/cm2的土質(zhì)上。圖4-1高爐基礎(chǔ)1冷卻壁；2爐底磚；3水冷管；4耐火磚；5耐熱混凝土；6鋼筋混凝土基座一般混凝土只能在150以下工作，250便有開裂，400時(shí)失去強(qiáng)度，鋼筋混凝土700時(shí)失去強(qiáng)度。過去由于沒有耐熱混凝土基墩和風(fēng)冷爐底設(shè)施，爐底破損到一定程度后，常引起

56、基礎(chǔ)破壞，甚至爆炸。采用風(fēng)冷和水冷爐底及耐火基墩后，可以保證高爐基礎(chǔ)很好工作。高爐基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)主要取決于地質(zhì)條件和高爐的容積。基座的主要作用是將上面?zhèn)鬟f來的載荷傳遞給地層?；牡酌娣e較大，以減小單位面積的地基所承受的壓力?；闹睆脚c載荷和地基土質(zhì)有關(guān)，基座用普通鋼筋混凝土制成，其形狀一般為正多邊形。本設(shè)計(jì)選用正八邊形，其對角線長為40，采用風(fēng)冷和水冷爐底及耐火基墩后，基座表面為帶坡度的水泥沙漿層，以便于排出積水。4.2高爐爐底和各段爐襯的選擇爐缸、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。它們的破壞機(jī)理是：1、

57、液態(tài)鐵、重金屬及堿金屬滲入砌體縫隙后凝固，體積膨脹，進(jìn)而擴(kuò)大裂縫使磚襯脫落浮起。2、受14001600（風(fēng)口前端達(dá)1800）以上的高溫作用，與同時(shí)受到的壓力結(jié)合，破壞作用強(qiáng)。由于溫度不均，產(chǎn)生的熱應(yīng)力使耐火砌體軟化變形，開裂。3、受到爐料，渣鐵的物理化學(xué)侵蝕及凈壓力作用和鼓風(fēng)，崩料及坐料的沖擊。4、渣、鐵、煤氣流的機(jī)械作用，特別是在開爐初期對爐底的機(jī)械作用尤為嚴(yán)重。5、鼓風(fēng)中的氧氣、水分和煤氣中的二氧化碳等氧化性氣氛對碳磚的氧化作用，還原劑對襯磚中的三氧化二鐵和二氧化硅的還原作用，侵蝕爐襯。本設(shè)計(jì)采用熱壓小碳磚陶瓷杯技術(shù)。圖4-2 爐底、爐缸結(jié)構(gòu)4.3爐腹和爐腰的爐襯設(shè)計(jì)受到高氧化亞鐵初渣侵蝕

58、，爐腰的爐襯要承受煤氣流和爐料的磨損，堿金屬和鋅蒸汽滲透的破壞作用，爐腰以下還要受到由于溫度波動所產(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，在爐腹與爐腰交界出轉(zhuǎn)彎，對爐腰下部沖刷嚴(yán)重，使這部分爐襯侵蝕較快，使?fàn)t腹段上升，徑向尺寸也有所增大，使得設(shè)計(jì)爐型向操作爐型轉(zhuǎn)化。厚墻爐腰有利于這種轉(zhuǎn)化，薄墻爐腰不利于這種轉(zhuǎn)化，而有利于固定爐型的作用。第五章 冷卻設(shè)備選擇、風(fēng)口及鐵口設(shè)計(jì)5.1高爐冷卻設(shè)備的作用及冷卻介質(zhì)高爐爐襯侵蝕機(jī)理是復(fù)雜的和多因素的，高溫軟融是主要因素之一。而且諸多破損因素都與溫度有關(guān)，所以爐襯的溫度狀態(tài)是爐襯破損的主要原因。因此對爐襯冷卻是非常重要的。冷卻設(shè)備的作用

59、是：1、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。冷卻介質(zhì)有水、空氣、汽水混合物三種。本設(shè)計(jì)中采用軟水作為冷卻介質(zhì)。5.2爐底冷卻形式選擇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)行冷卻則向下侵蝕嚴(yán)重。爐底冷卻可以采用風(fēng)冷，也可以采用水冷。而水冷時(shí)，目前有兩種給水方式：一種是在爐缸排水溫度較低的情況下，利用爐缸的部分排水來供爐底冷卻使用，這種方式對于檢查爐底水冷管進(jìn)出口溫度會帶來一定的困難。另一種是由爐體給水冷管供水，顯然要增加耗水量，爐底耗水量為爐體總耗量的5%左右。本設(shè)計(jì)采

60、用第二種方式。5.3高爐各部位冷卻設(shè)備選擇1、爐底、爐缸：均采用光面冷卻壁冷卻。冷卻壁設(shè)置于爐殼爐襯之間。其優(yōu)點(diǎn)是：不損壞爐殼強(qiáng)度，密封性好，冷卻均勻，爐襯表面光滑平整。風(fēng)口區(qū)光面冷卻壁的塊數(shù)為風(fēng)口數(shù)目的兩倍，即48塊；渣口周圍上下段各兩塊，由四塊冷卻壁組成。光面冷卻壁厚80120，本設(shè)計(jì)取120；寬7001500，本設(shè)計(jì)取950mm；高度視爐殼折點(diǎn)而定，一般小于3000。光面冷卻壁與爐殼間留20mm縫隙，用稀泥漿填滿，光面冷卻壁與磚襯間留100150縫隙，本設(shè)計(jì)取120mm，填以炭素料。2、爐腹、爐腰：采用鑲磚冷卻壁（銅冷卻壁），其厚度為300mm，且爐腰部位用帶凸臺的鑲磚冷卻壁。其凸臺部位