設(shè)計(jì)一座年產(chǎn)430萬噸煉鋼生鐵的煉鐵廠畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院college of light industry, hebei united university 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)（論文）題目：設(shè)計(jì)一座年產(chǎn)430萬噸煉鋼生鐵的煉鐵廠學(xué)生姓名：李盟盟 學(xué) 號(hào)：200915090812專業(yè)班級(jí)：冶金8班 學(xué) 部：材料化工部指導(dǎo)教師：閆亞坤 講師2013年6月5日摘 要摘 要高爐煉鐵是獲得生鐵的主要手段，是鋼鐵冶金過程中最重要的環(huán)節(jié)之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起著舉足輕重的作用。高爐是煉鐵的主要設(shè)備，本著優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗和對(duì)環(huán)境污染小的方針，在唐山地區(qū)預(yù)設(shè)計(jì)建造一座年產(chǎn)生鐵430萬的高爐煉鐵車間，本設(shè)計(jì)說明書詳細(xì)的對(duì)其進(jìn)行了高爐設(shè)計(jì)，其中包括緒

2、論、工藝計(jì)算（包括配料計(jì)算、物料平衡和熱平衡）、高爐爐型設(shè)計(jì)、高爐各部位爐襯的選擇、爐體冷卻設(shè)備的選擇、風(fēng)口及出鐵場(chǎng)的設(shè)計(jì)、原料系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)、爐頂設(shè)備、煤氣處理系統(tǒng)、渣鐵處理系統(tǒng)、高爐噴吹系統(tǒng)和煉鐵車間的布置等。設(shè)計(jì)的同時(shí)還結(jié)合國(guó)內(nèi)外相同爐容高爐的一些先進(jìn)的生產(chǎn)操作經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)的數(shù)據(jù)，力爭(zhēng)使該設(shè)計(jì)的高爐做到高度機(jī)械化、自動(dòng)化和大型化，以期達(dá)到最佳的生產(chǎn)效益。關(guān)鍵詞: 高爐煉鐵設(shè)計(jì)；噴吹；送風(fēng)；煤氣處理；渣鐵處理abstractabstractblast furnace iron-making is a main means to obtain pig iron, and one of the

3、most important links in the metallurgical course of steel, play a role in holding the balance in national economic construction. the blast furnace is the main equipment of iron-making, in line with the high quality , high yield , low consumption and environmental pollution policy, design and build a

4、 blast furnace iron-making workshop producing 4.3million irons every year in advance in the area of tangshan, this design instruction designs the blast furnace detailedly, including introduction, the craft calculating (including the batching is calculated, supplies balance and thermal balance), the

5、furnace type of the blast furnace is designed, choice of furnace liner of the blast furnace, the furnace body cools the equipment, the tyueres and design the tap iron field, raw materials system , blow system , furnace roof equipment , coal gas disposal system ,slag iron disposal system ,ejection sy

6、stem, iron-smelting of workshop etc. combine domestic and international the same furnace volume some advanced production operation experience and relevant data of blast furnace also while the design, strive blast furnace should designed to make accomplish highly mechanized , automation and maximizin

7、g, in the hope of reaching the best productivity effect.keywords: bf iron-making design;ejection;blowing;coal gas disposal;slag iron disposal 目 錄目 錄摘要.abstract.第1章 緒論.11.1概述11.2高爐煉鐵廠的廠址選擇11.3原燃料條件11.4 高爐生產(chǎn)主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)11.5高爐冶煉現(xiàn)狀及其發(fā)展21.6本設(shè)計(jì)采用的新技術(shù)2第2章 工藝計(jì)算.42.1 配料計(jì)算42.1.1 原燃料成分的整理42.1.2主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)42.1.3 生鐵預(yù)定成

8、分52.1.4 礦石配比的確定52.1.5 元素分配52.1.6 礦石和溶劑用量計(jì)算52.1.7渣量及主要成分計(jì)算62.2物料平衡的計(jì)算62.2.1風(fēng)量的計(jì)算72.2.2爐頂煤氣成分的計(jì)算72.2.3 物料平衡表92.3熱平衡的計(jì)算92.3.1熱收入項(xiàng)92.3.2熱支出項(xiàng)10第3章 高爐本體設(shè)計(jì).133.1高爐數(shù)目及總?cè)莘e的確定133.2 爐型設(shè)計(jì)133.3 內(nèi)型尺寸及示意圖14第4章 高爐基礎(chǔ)和內(nèi)襯.164.1 爐基的形狀及材質(zhì)164.1.1 高爐基礎(chǔ)的要求164.1.2 爐基形狀164.1.3 爐基基本尺寸164.1.4爐基的材質(zhì)結(jié)構(gòu)174.2爐底和爐襯設(shè)計(jì)17第5章 冷卻設(shè)備選擇、風(fēng)口及

9、鐵口設(shè)計(jì). 195.1高爐冷卻設(shè)備的作用及冷卻介質(zhì)195.2爐底冷卻型式選擇195.3高爐各部位冷卻設(shè)備選擇195.4高爐供水量、水壓的選擇205.4.1 供水量205.4.2 水壓205.5風(fēng)口數(shù)目及直徑215.5.1 確定風(fēng)口數(shù)目215.5.2 風(fēng)口直徑215.5.3 風(fēng)口設(shè)備215.6鐵口215.7爐殼及鋼結(jié)構(gòu)的確定21第6章 高爐車間原料系統(tǒng).236.1貯礦槽及貯焦槽的設(shè)計(jì)236.1.1貯礦槽的設(shè)計(jì)236.1.2副礦槽246.1.3貯焦槽設(shè)計(jì)246.1.4礦槽的結(jié)構(gòu)形式246.2給料器，槽下篩分與稱量設(shè)計(jì)246.2.1給料器246.2.2槽下篩分246.2.3槽下稱量246.3膠帶機(jī)的

10、設(shè)計(jì)25第7章 高爐送風(fēng)系統(tǒng)267.1高爐鼓風(fēng)機(jī)267.1.1高爐冶煉對(duì)鼓風(fēng)機(jī)的要求:267.1.2鼓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)量的計(jì)算267.1.3鼓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓的計(jì)算277.1.4鼓風(fēng)機(jī)的選擇277.2高爐熱風(fēng)爐設(shè)計(jì)277.2.1熱風(fēng)爐基本結(jié)構(gòu)形式277.2.2熱風(fēng)爐的爐體設(shè)計(jì)287.3燃燒器及閥門307.3.1燃燒器307.3.2熱風(fēng)爐閥門307.4提高風(fēng)溫途徑30第8章 爐頂設(shè)備318.1爐頂?shù)幕窘Y(jié)構(gòu)及參數(shù)318.2探料裝置31第9章 高爐煤氣除塵系統(tǒng)329.1概述329.1.1高爐煤氣除塵的目的329.1.2評(píng)價(jià)煤氣除塵裝置的主要指標(biāo)329.2高爐煤氣除塵設(shè)備329.2.1荒煤氣管道329.3重力

11、除塵器339.3.1重力除塵器原理339.3.2主要尺寸圓筒部分直徑和高度339.4文氏管349.4.1文氏管除塵原理349.4.2半精細(xì)除塵設(shè)計(jì)349.4.3精細(xì)除塵設(shè)計(jì)349.5布袋除塵349.6煤氣除塵系統(tǒng)附屬設(shè)備359.6.1煤氣遮斷閥359.6.2煤氣放散閥359.6.3煤氣切斷閥359.6.4調(diào)壓閥組369.7爐頂余壓發(fā)電36第10章 渣鐵處理系統(tǒng). 3710.1 概述3710.2 風(fēng)口平臺(tái)和出鐵場(chǎng)3710.2.1 風(fēng)口平臺(tái)3710.2.2 出鐵場(chǎng)3710.3 渣鐵溝和撇渣器3710.3.1 主鐵溝3710.3.2 撇渣器3810.3.3 支鐵溝和支溝3810.3.4 擺動(dòng)流嘴38

12、10.4 爐前主要設(shè)備3810.4.1 開鐵口機(jī)3910.4.2 堵鐵口泥炮3910.4.3 爐前吊車3910.4.4 堵渣口機(jī)3910.5 鐵水處理設(shè)備3910.5.1 鐵水罐車3910.5.2 鑄鐵機(jī)3910.6 爐渣處理40第11章 高爐噴煤系統(tǒng)4111.1 噴吹工藝流程4111.2煤粉的制備4111.2.1原煤的貯存4111.2.2煤的干燥4211.2.3磨煤機(jī)4211.2.4粗粉分離器4211.2.5旋風(fēng)分離器4211.2.6鎖氣器4211.2.7布袋收集器4211.3煤粉噴吹系統(tǒng)4211.3.1噴吹設(shè)備的確定. 4311.4安全措施. 4411.4.1煤粉爆炸條件. 4411.4.

13、2采取的安全措施. 44第12章 高爐車間平面布置. 4512.1 車間平面布置的原則. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 12.2 車間平面布置形式45結(jié) 論.46參考文獻(xiàn).47謝 辭. 48第1章 緒論第1章 緒論1.1概述高爐冶煉是獲得生鐵的主要手段，它以鐵礦石（天然富礦，燒結(jié)礦，球團(tuán)礦）為原料，焦碳，煤粉，重油，天然氣等為燃料和還原劑，以石灰石等為溶劑，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

14、爐爐渣和高爐煤氣。為了實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)，低耗，高產(chǎn)和延長(zhǎng)爐齡，高爐本體結(jié)構(gòu)及輔助系統(tǒng)必須滿足冶煉過程的要求，即耐高溫，耐高壓，耐磨，耐侵蝕密封性好，工作可靠，壽命長(zhǎng)，而且具有足夠的生產(chǎn)能力。1.2高爐煉鐵廠的廠址選擇確定廠址需要做多方案比較，選擇最佳者，廠址選擇的合理與否，不僅影響建設(shè)速度與投資，也影響到投產(chǎn)后的產(chǎn)品成本和經(jīng)濟(jì)效益，必須十分慎重。廠址選擇應(yīng)考慮以下因素：（1）工業(yè)布局要合理。即要考慮地區(qū)工業(yè)的綜合平衡，也要考慮鋼鐵生產(chǎn)對(duì)原料的依賴性。（2）以節(jié)省投資，降低應(yīng)運(yùn)費(fèi)用。 （3）合理利用地形設(shè)計(jì)工藝流程。（4）接近原料產(chǎn)地，減少原料運(yùn)輸（5）水電資源豐富，供水供電不能間斷，供電雙電源。（6）

15、少占良田。（7）位于城市居民區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向或側(cè)風(fēng)向。（8）不受洪水及大雨的淹沒。1.3原燃料條件 原燃料是高爐冶煉的基礎(chǔ)。為了使高爐實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、低成本，就必須實(shí)行精料方針。精料是多快好省地發(fā)展冶金工業(yè)的重要技術(shù)政策。精料的主要措施有：提高鐵礦石含鐵量，增加自熔性燒結(jié)礦和球團(tuán)礦使用率，縮小粒度，篩除粉礦，減小成分波動(dòng)，以及提高原、燃料強(qiáng)度等。1.4 高爐生產(chǎn)主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)高爐生產(chǎn)效果以其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)衡量，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下：高爐有效容積利用系數(shù)（）：高爐有效容積利用系數(shù)即晝夜生鐵的產(chǎn)量p（t）與高爐有效容積v（m）之比。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。本設(shè)計(jì)取

16、2.2焦比（k）：焦比即每晝夜焦碳消耗量q（t或kg）與每晝夜生鐵產(chǎn)量p（t）之比，噴吹燃料可以有效地降低焦比，從而降低生鐵成本。煤比（y），油比（m），燃?xì)獗龋╣）：指每噸生鐵消耗的煤粉或油量或燃?xì)饬?。從風(fēng)口向爐內(nèi)噴吹煤粉，重油以及天然氣，焦?fàn)t煤氣等燃料，可降低焦碳的消耗量。冶煉強(qiáng)度（i）：高爐冶煉強(qiáng)度是每晝夜1m有效容積燃燒的焦碳量。冶煉強(qiáng)度表示高爐的主業(yè)強(qiáng)度，它與鼓入高爐的風(fēng)涼成正比，在焦比不變的情況下，冶煉強(qiáng)度越高，高爐產(chǎn)量越大。本設(shè)計(jì)取0.95 。休風(fēng)率：休風(fēng)率指休風(fēng)時(shí)間占日歷時(shí)間的百分?jǐn)?shù)。生鐵合格率： 高爐生產(chǎn)的化學(xué)成分符合國(guó)家的規(guī)定的合格生鐵占生鐵量的百分?jǐn)?shù)為生鐵合格率。高爐一代

17、壽命： 指高爐從點(diǎn)火開始到停爐大修之間的冶煉時(shí)間或相鄰兩次大修之間的時(shí)間稱為高爐一帶壽命。1.5高爐冶煉現(xiàn)狀及其發(fā)展?fàn)t容大型化及其空間尺寸的橫向發(fā)展。近年來，大型鋼鐵企業(yè)大多采用v4000m以上巨型高爐。精料：精料包括提高入爐礦石品位，改善入爐原料的還原性能，提高熟料率，穩(wěn)定入爐原料成分和整粒，精料是改善高爐冶煉的基礎(chǔ)。提高休風(fēng)溫度：提高休風(fēng)溫度可以大幅度的降低焦比，特別是鼓風(fēng)溫度較低時(shí)效果更為顯著。高壓操作：高壓操作可以延長(zhǎng)煤氣在爐內(nèi)的停留時(shí)間，改善煤氣性能及化學(xué)能利用，有利于穩(wěn)定操作，為強(qiáng)化冶煉創(chuàng)造條件。富氧噴吹：富氧噴吹可達(dá)到優(yōu)質(zhì)，低耗，高產(chǎn)，長(zhǎng)壽的冶煉效果。電子計(jì)算機(jī)的采用：計(jì)算機(jī)目前

18、已可以控制配料，裝料和熱風(fēng)爐操作。1.6本設(shè)計(jì)采用的新技術(shù)（1） 無鐘爐頂和皮帶上料 ，布料旋轉(zhuǎn)溜槽可以實(shí)現(xiàn)多種布料方式。（2） 熱風(fēng)爐采用錐球形爐頂，有利用拱頂氣流分布和熱風(fēng)溫度的提高，隔墻間加耐熱鋼板防止蓄熱室氣流短路。（3）冷卻采用軟水密封循環(huán)系統(tǒng) 。（4）高爐噴煤設(shè)備。（5）有余熱回收和余壓發(fā)電裝置。（6）水渣系統(tǒng)采用過濾式。（7） 采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控。50第2章 工藝計(jì)算第2章 工藝計(jì)算2.1 配料計(jì)算2.1.1 原燃料成分的整理表2-1原燃料成分的整理 品種tfefe2o3feopmnsio2al2o3燒結(jié)礦57.7574.697.030.060.104.64

19、1.53校核57.9574.957.054.661.54球團(tuán)礦64.7292.180.250.050.1210.041.64校核61.3487.370.249.521.55澳礦65.8091.142.570.020.072.041.04校核65.9791.382.582.041.04石灰石1.351.930.820.85校核1.391.990.850.88爐塵39.7944.9910.670.130.076.151.05校核40.5915.8910.886.271.07復(fù)合礦59.4978.665.74.751.47caomgomno2mnop2o5s/2燒損8.463.020.130.140

20、.0199.658.493.030.130.140.01100.000.320.820.150.110.0035105.510.300.770.140.100.004100.000.210.110.052.4699.740.210.110.052.47100.0051.210.8441.1696.8152.900.8742.52100.005.834.030.090.300.0624.6798.045.954.110.090.310.0625.16100.006.432.370.130.120.010.37100.002.1.2主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)焦比 360kg/t 煤比 150kg/t 爐渣堿

21、度 1.1 爐塵 20kg/t 直接還原度 0.45 鼓風(fēng)濕度 1.5% 表2-2 燃料工業(yè)分析fcdadvdstdh2o焦炭85.8512.761.390.694.12煤粉76.6310.9312.440.47表2-3灰分成分sio2al2o3caomgofeotfe焦灰分52.8938.013.621.015.474.35煤灰分58.4831.423.881.314.912.33表2-4 揮發(fā)分成分co2coch4h2n2o2焦炭23.0222.453.8820.2930.36煤粉3.6913.426.8943.1714.7418.092.1.3 生鐵預(yù)定成分表2-5 預(yù)定鐵水成分fesi

22、mnspc94.5160.480.030.0260.0984.852.1.4 礦石配比的確定 燒結(jié)礦：球團(tuán)礦：澳礦=76:10:142.1.5 元素分配表2-6 元素分配femnps生鐵0.9970.51.0爐渣0.0030.5煤氣0.052.1.6 礦石和溶劑用量計(jì)算：設(shè)礦石用量為x，溶劑用量為y，單位 kg/t根據(jù)全fe平衡方程，得y根據(jù)堿度的平衡，得聯(lián)立兩式解得：x=1602.71kg/t, y=10.81kg/t則燒結(jié)礦為1218.06kg/t 球團(tuán)礦為160.28kg/t 澳礦為224.38kg/t2.1.7渣量及主要成分計(jì)算cao量：gcao渣=109.88kgsio2量：gsio

23、2渣=98.56kgfeo量：gfeo渣=945.16mgo量：gmgo渣=1602.71al2o3量：gal2o3渣=mno量：gmno渣=爐渣s含量：0.0002進(jìn)入爐塵的s：200.0012=0.02kg進(jìn)入煤氣的s：3.510.05=0.176kg進(jìn)入生鐵的s：0.26kg進(jìn)入爐渣的s：gs渣=3.51-0.02-0.176-0.26=3.054kg表2-7 爐渣成分計(jì)算結(jié)果caosio2feomgoal2o3mnos/2重量（kg/t）109.8898.563.6638.9046.051.031.527299.41配比（%）36.7032.921.2212.9915.380.340.

24、511002.1.8校核生鐵成分：需要矯正的：則：不需要矯正的： 2.2物料平衡的計(jì)算2.2.1風(fēng)量的計(jì)算c燃= 鼓風(fēng)含氧:vo2=o2=則：v風(fēng)=g風(fēng)=v風(fēng)r空氣=1186.291.29=1530.31kg2.2.2爐頂煤氣成分的計(jì)算（1）h2風(fēng)口燃燒：vh2=v風(fēng)0.015=1186.290.015=17.79m3焦炭和煤粉的揮發(fā)分：vh2=（3600.01390.2029+1500.12440.4317） =101.59m3生成ch4：vh2=（3600.8585+1500.7663）0.7%2=11.08m3參加還原（參加還原的氫量為總量的40%）：vh2=(17.79+101.59)

25、40%=47.75m3進(jìn)入煤氣中的h2量=17.79+101.59-11.08-47.75=60.55m3（2）co2： feo + h2 = fe + h2o 72 22.4 47.75m3焦中進(jìn)入煤氣中的co2量：（3）co:直接還原：風(fēng)口燃燒生成：焦中：間接還原量：進(jìn)入煤氣co量：（4）n2鼓風(fēng)帶入：焦炭和煤粉的揮發(fā)分：進(jìn)入煤氣的n2：（5）ch4風(fēng)口燃燒：焦中：則進(jìn)入煤氣的ch4：表2-8 爐頂煤氣成分表品種co2con2h2ch4v/m3339.54350.97926.5260.555.811683.39%20.1720.8555.043.600.34100煤氣重度：g煤氣 =168

26、3.391.35=2272.58kg（6）h2o氫氣還原生成的水 焦炭帶入的水分 360 0.04=14kg水的總體積 14.00+38.37=52.37kg2.2.3 物料平衡表表2-9 物料平衡表收入項(xiàng)支出項(xiàng)名稱數(shù)量 kg百分比 %名稱數(shù)量 kg百分比 %燒結(jié)礦1602.7143.86鐵水100027.44石灰石10.810.30爐塵200.54焦炭3609.80水分52.371.44煤粉1504.11煤氣（干）2272.5862.36鼓風(fēng)1530.3141.88爐渣299.418.22總計(jì)3653.83100總計(jì)3644.36100誤差校核 因?yàn)?.25%0.2mp)由公式可得：爐基對(duì)角

27、線長(zhǎng)度為95m圖4.1 高爐基礎(chǔ)4.1.4爐基的材質(zhì)結(jié)構(gòu)1）基墩耐熱混凝土2）基座鋼筋混凝土4.2爐底和爐襯設(shè)計(jì)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。（1）爐底爐底承受高溫、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(shí)被氧化，在炭磚表面應(yīng)砌一層粘土磚保護(hù)層。為吸收砌體膨脹，砌體與周圍冷卻壁之間應(yīng)留100150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(shí)防止磚襯膨脹產(chǎn)生對(duì)爐殼的推力，避免爐殼開裂而泄漏煤氣。本設(shè)計(jì)采用滿鋪炭磚爐底結(jié)

28、構(gòu)，它是提高爐襯壽命的一項(xiàng)新技術(shù)，且能提高鐵水溫度。爐底磚襯厚度為2800（磚層為7層）。炭磚砌筑在水冷管的炭搗層上。砌筑時(shí)，先以出鐵口中心線為基準(zhǔn)線，向下逐層劃出每層碳磚的十字形中心線，并標(biāo)注標(biāo)高。每列先從該列的中心塊開始逐塊砌筑。同一列相鄰兩塊碳磚之間以斜接或垂直薄縫相接。每層炭磚砌筑從中心開始，逐步砌筑其余各列，直至砌到邊緣為止。砌磚有厚縫和薄縫兩種連接方式，薄縫連接時(shí)，各列磚砌縫不大于1.5 (本設(shè)計(jì)取1.5)，各列間的垂直縫和兩層間的水平縫不大于2.5（本設(shè)計(jì)取2）。厚縫連接時(shí)，磚縫為3545 (本設(shè)計(jì)取40)，縫中以炭素料搗固。爐底水冷管的安裝：安裝在基墩耐熱混凝土之上爐底炭搗層之

29、中。目前，一般砌法是炭磚兩端的短縫用薄縫相接；兩側(cè)的長(zhǎng)縫用厚縫相接。也有兩端短縫用厚縫而兩側(cè)長(zhǎng)縫用薄縫相接的，這種砌法可減少厚縫的炭搗工作量。（2）爐缸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(dòng)和機(jī)械振動(dòng)。風(fēng)口前邊是燃燒帶，為高爐內(nèi)溫度最高的區(qū)域。爐缸炭磚砌筑以薄縫相連，上下層炭磚的磚縫均砌為此爐缸用炭磚砌筑，風(fēng)口、渣口及鐵口處采用異形炭磚砌筑，炭磚砌筑為薄縫（1.5），上下層碳磚磚縫均砌在中間。筑在中間。風(fēng)口、渣口和鐵口采用異型炭磚砌筑。砌體與冷卻壁之間留有100150縫隙，本設(shè)計(jì)為150，其中填以炭質(zhì)填料。第一層環(huán)砌炭磚最好能蓋上三塊半爐

30、底滿鋪的炭磚，因此其長(zhǎng)度一般大于（400+40）3.51540。（本設(shè)計(jì)取1760）（3）爐腹?fàn)t腹位于風(fēng)口之上，此部位受強(qiáng)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(dòng)引起的熱沖擊、破壞力很大；同時(shí)還承受由上部落入爐缸的渣鐵水和高速向上運(yùn)動(dòng)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(shí)的巨大沖擊力。開爐后爐腹部位的砌磚很快被侵蝕掉，靠渣皮工作，一般 砌一層厚345高鋁磚，傾斜部分按每三層磚錯(cuò)臺(tái)一次砌筑。砌磚磚縫應(yīng)不大于1（本設(shè)計(jì)取1），上下層磚縫和環(huán)縫均應(yīng)錯(cuò)開。（4）爐腰爐腰緊靠爐腹，侵蝕作用也相似。本設(shè)計(jì)采用過渡式爐腰結(jié)構(gòu)，該部位砌筑一層345厚的高鋁磚，砌磚緊

31、靠冷卻壁，砌磚磚縫應(yīng)不大于1（本設(shè)計(jì)取1），上下層磚縫和環(huán)縫均應(yīng)錯(cuò)開。（5）爐身爐身砌磚厚度通常為690805，目前趨于向薄的方向發(fā)展，本設(shè)計(jì)的爐襯厚度采用575，即230高鋁磚+345高鋁磚=575。爐身傾斜部位按3層磚錯(cuò)臺(tái)一次砌筑。砌磚緊靠冷卻壁，縫隙用炭質(zhì)填料填充。（6）爐喉本設(shè)計(jì)采用長(zhǎng)條式爐喉鋼磚，其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)中不易變形、脫落，且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，拆裝方便。爐喉有幾十塊保護(hù)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20的間隙，保證保護(hù)板受熱膨脹時(shí)不相互碰擠。第5章 冷卻設(shè)備選擇、風(fēng)口及鐵口設(shè)計(jì)第5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

32、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(duì)爐襯冷卻是非常重要的.冷卻設(shè)備的作用是: 保護(hù)爐殼. 對(duì)耐火材料的冷卻和支承. 維持合理的操作爐型. 促成爐襯內(nèi)表面形成渣皮代替爐襯工作,延長(zhǎng)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爐底冷卻型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。目前，多數(shù)高爐爐底都采用水冷的方法，即水冷爐底。水冷管中心線以下埋置在爐基耐火混凝土基墩上表面中，中心線以上為碳素?fù)v固層，水冷管為4

33、010，爐底中心部位水冷管間距200300（本設(shè)計(jì)取200），邊緣水冷管間距為300500（本設(shè)計(jì)取300），水冷管兩端伸出爐殼外50100。爐殼開孔后加墊板固定，開空處應(yīng)避開爐殼折點(diǎn)150以上。水冷爐底結(jié)構(gòu)應(yīng)保證切斷給水后，可排出管內(nèi)積水，工作時(shí)排水口要高出水冷管水平面，保證管內(nèi)充滿水。5.3高爐各部位冷卻設(shè)備選擇（1）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100150（本設(shè)計(jì)取150）的縫隙，其中填以炭質(zhì)填料。光面冷卻壁與爐殼之間留20的縫隙，并用稀泥漿灌滿。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7001500，厚度80120（本設(shè)計(jì)取1

34、20），高度視爐殼折點(diǎn)而定，一般小于3000（本設(shè)計(jì)取1300）。安裝時(shí)，同段冷卻壁間直縫為20，上下段間水平縫為30，上下兩段冷卻壁間垂直縫應(yīng)相互錯(cuò)開，縫間用鐵質(zhì)銹接料銹接嚴(yán)密。（2）爐腹、爐腰和爐身這些部位采用鑲磚冷卻壁冷卻，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(tái)型和中間帶凸臺(tái)型。鑲磚冷卻壁厚度為250350（本設(shè)計(jì)取350），高度小于3000。爐腹和爐腰采用普通型鑲磚冷卻壁，爐腹部位冷卻壁高度取1600，爐腰部位冷卻壁高度取2000;爐身采用上部帶凸臺(tái)型鑲磚冷卻壁，高度2000，凸臺(tái)突出長(zhǎng)度200，肋高200。凸臺(tái)冷卻壁的凸臺(tái)部分起到支撐上部砌磚的作用

35、，可以取消最長(zhǎng)層的支梁水箱，簡(jiǎn)化了冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少了爐殼開孔。（3）爐頂：采用噴水冷卻 。5.4高爐供水量、水壓的選擇5.4.1 供水量高爐冷卻水消耗量決定于爐體熱負(fù)荷，爐體熱負(fù)荷是指在單位時(shí)間內(nèi)爐體熱量的損失量。爐體總的熱負(fù)荷與爐體總的冷卻水用量之間的關(guān)系，按照熱平衡原理，可以用下面公式表示：式中 熱負(fù)荷，kj/h； 冷卻水消耗量，t/h； 冷卻水的比熱容，kj/(kg)； t0 t分別為冷卻水的進(jìn)、出水溫度（平均值），。由此可見，高爐冷卻水消耗量與熱負(fù)荷q有關(guān)，高爐冶煉過程中在某一段特定時(shí)間內(nèi)可以認(rèn)為q是常數(shù)，冷卻水消耗量則與進(jìn)出水溫差成正比，提高冷卻水溫差可以降低冷卻水消耗量。提高冷卻

36、水溫差的辦法有二：一是降低流速，二是增加冷卻器串聯(lián)個(gè)數(shù)。對(duì)于大型高爐，爐體冷卻水帶出熱量的公式 q=0.12n+0.0045vu =0.1230+0.00452817 =19039500kj/h所以，供水量m=q/c(t-t0)1000)=3500t/h5.4.2 水壓有足夠高的供水壓力是保證高爐冷卻器正常工作的基本條件。同時(shí)，為避免當(dāng)冷卻器燒毀時(shí)高爐內(nèi)煤氣不至于進(jìn)入冷卻系統(tǒng)，造成燒壞大量冷卻設(shè)備，也要求供水系統(tǒng)壓力必須大于爐內(nèi)煤氣壓力。對(duì)爐體供水壓力的要求是：供水主管在風(fēng)口平臺(tái)處的水壓應(yīng)大于0.30.5mpa ；在風(fēng)口區(qū)域冷卻水壓力應(yīng)比熱風(fēng)壓力高0.1mpa ，其余部位冷卻水壓應(yīng)比該處的爐內(nèi)煤氣靜壓大0.05mpa。5.5風(fēng)口數(shù)目及直徑5.5.1 確定風(fēng)口數(shù)目 由高爐爐型設(shè)計(jì)計(jì)算，取風(fēng)口數(shù)目為28 個(gè)。5.5.