第3章 高爐本體設(shè)計(4)

1、3.4 高爐送風(fēng)管路、渣口、鐵口高爐送風(fēng)管路、渣口、鐵口1. 作用：作用：（1）熱風(fēng)總管：輸送熱風(fēng)）熱風(fēng)總管：輸送熱風(fēng)（2）熱風(fēng)圍管：將熱風(fēng)總管送來的熱）熱風(fēng)圍管：將熱風(fēng)總管送來的熱風(fēng)均勻地分配到各送風(fēng)支管中。風(fēng)均勻地分配到各送風(fēng)支管中。2. 材質(zhì)：材質(zhì)： 均由鋼板焊成，管中有耐火材料均由鋼板焊成，管中有耐火材料筑成的內(nèi)襯。筑成的內(nèi)襯。 3.4.1 熱風(fēng)總管與圍管熱風(fēng)總管與圍管 熱風(fēng)總管與熱風(fēng)圍管的直徑相同，熱風(fēng)總管與熱風(fēng)圍管的直徑相同，由下式計算：由下式計算： 3. 直徑的確定：直徑的確定：vQd4式中：式中： d 熱風(fēng)總管或熱風(fēng)圍管內(nèi)徑，熱風(fēng)總管或熱風(fēng)圍管內(nèi)徑，m； Q氣體實際狀態(tài)下的體積

2、流量，氣體實際狀態(tài)下的體積流量，m3/s； v 氣體實際狀態(tài)下的流速，氣體實際狀態(tài)下的流速，m/s。一般。一般為為2535m/s 。 我國部分高爐熱風(fēng)圍管直徑表我國部分高爐熱風(fēng)圍管直徑表高高爐爐容容積積，m3 4063 2580 1513 1000 620 255 100 總總管管與與圍圍管管內(nèi)內(nèi)徑徑，mm 2100 1676 1522 1200 850 800 500 一一. 作用：作用： 將熱風(fēng)圍管送來的熱風(fēng)通過風(fēng)口將熱風(fēng)圍管送來的熱風(fēng)通過風(fēng)口送入高爐爐缸，并且通過它向高爐噴送入高爐爐缸，并且通過它向高爐噴吹煤粉。吹煤粉。 3.4.2 送風(fēng)支管送風(fēng)支管二二. 要求：要求：送風(fēng)支管密封性好；

3、送風(fēng)支管密封性好；壓損?。粔簱p?。粺崃繐p失??；熱量損失?。挥凶詣诱{(diào)節(jié)位移的功能。有自動調(diào)節(jié)位移的功能。 由送風(fēng)支管本體、張緊裝置、由送風(fēng)支管本體、張緊裝置、附件等組成。附件等組成。寶鋼送風(fēng)支管結(jié)構(gòu)寶鋼送風(fēng)支管結(jié)構(gòu) 圖：圖：三三. 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：寶鋼送風(fēng)支管結(jié)構(gòu)1. 送風(fēng)支管本體：送風(fēng)支管本體： 由由Al管（鵝頸管）、管（鵝頸管）、A2管（流量管（流量測定管）、伸縮管、異徑管（錐形管）、測定管）、伸縮管、異徑管（錐形管）、彎管、直吹管等組成。彎管、直吹管等組成。（1）A1管是連接熱風(fēng)圍管的支撐管，管是連接熱風(fēng)圍管的支撐管，由鋼板焊成，內(nèi)砌耐火磚。由鋼板焊成，內(nèi)砌耐火磚。（2）A2管也由鋼板焊成，接

4、在管也由鋼板焊成，接在A1管管下面，內(nèi)側(cè)用不定形耐火材料澆注成文杜下面，內(nèi)側(cè)用不定形耐火材料澆注成文杜里氏管結(jié)構(gòu)，用來測定送風(fēng)量。里氏管結(jié)構(gòu)，用來測定送風(fēng)量。（4）異徑管用來連接不同直徑的管道，）異徑管用來連接不同直徑的管道，用以安裝張緊裝置。用以安裝張緊裝置。（5）彎管的作用是轉(zhuǎn)變送風(fēng)支管方向和）彎管的作用是轉(zhuǎn)變送風(fēng)支管方向和連接直吹管，設(shè)有觀察孔和下部拉桿。連接直吹管，設(shè)有觀察孔和下部拉桿。（3）伸縮管的作用是調(diào)節(jié)熱風(fēng)圍管和爐）伸縮管的作用是調(diào)節(jié)熱風(fēng)圍管和爐體因熱膨脹引起的相對位移，法蘭連接，體因熱膨脹引起的相對位移，法蘭連接，內(nèi)有不定形耐火材料澆注的內(nèi)襯；內(nèi)有不定形耐火材料澆注的內(nèi)襯；（

5、1）作用：）作用： 穩(wěn)定和緊固送風(fēng)支管，并使直吹管穩(wěn)定和緊固送風(fēng)支管，并使直吹管緊壓在風(fēng)口小套上。緊壓在風(fēng)口小套上。（2）組成：）組成：包括吊桿、拉桿、松緊法蘭螺栓等。包括吊桿、拉桿、松緊法蘭螺栓等。2. 張緊裝置：張緊裝置：包括托座、起吊鏈鉤、觀察孔等。包括托座、起吊鏈鉤、觀察孔等。（1）托座固定在爐殼上，用來固定中部）托座固定在爐殼上，用來固定中部拉桿。拉桿。（2）起吊鏈鉤用于更換風(fēng)口時使彎管和）起吊鏈鉤用于更換風(fēng)口時使彎管和直吹管成振擺狀運(yùn)動，便于更換風(fēng)口。直吹管成振擺狀運(yùn)動，便于更換風(fēng)口。（3）觀察孔用來觀察風(fēng)口區(qū)燃燒情況。）觀察孔用來觀察風(fēng)口區(qū)燃燒情況。 3.送風(fēng)支管附件：送風(fēng)支管附

6、件： 直吹管是高爐送風(fēng)支管的一部分，直吹管是高爐送風(fēng)支管的一部分，尾部與彎管相連，端頭與風(fēng)口緊密相連。尾部與彎管相連，端頭與風(fēng)口緊密相連。1. 組成：組成： 由端頭、管體、噴吹管、尾部法蘭由端頭、管體、噴吹管、尾部法蘭和端頭水冷管路五部分組成。見圖和端頭水冷管路五部分組成。見圖 3.4.3 直吹管直吹管 直吹管結(jié)構(gòu)圖直吹管結(jié)構(gòu)圖1端頭；端頭；2管體；管體；3噴吹管；噴吹管；4冷卻水管；冷卻水管；5法蘭法蘭 2. 直吹管的主要技術(shù)要求：直吹管的主要技術(shù)要求： （1）要求直吹管端頭與風(fēng)口相接觸的球面上）要求直吹管端頭與風(fēng)口相接觸的球面上不準(zhǔn)有缺陷和焊補(bǔ)。不準(zhǔn)有缺陷和焊補(bǔ)。（2）必須按設(shè)計要求進(jìn)行水

7、壓和氣密性試驗。）必須按設(shè)計要求進(jìn)行水壓和氣密性試驗。（3）要求噴吹管中心線與直吹管管體中心線）要求噴吹管中心線與直吹管管體中心線的夾角符合設(shè)計要求，一般夾角為的夾角符合設(shè)計要求，一般夾角為1214左右。左右。 風(fēng)口（小套）與風(fēng)口中套、風(fēng)口大風(fēng)口（小套）與風(fēng)口中套、風(fēng)口大套裝配在一起，加上冷卻水管等其它部件，套裝配在一起，加上冷卻水管等其它部件，形成高爐的風(fēng)口裝置。形成高爐的風(fēng)口裝置。 3.4.4 風(fēng)口裝置風(fēng)口裝置風(fēng)口裝置結(jié)構(gòu)示意圖風(fēng)口裝置結(jié)構(gòu)示意圖1風(fēng)口中套冷水管；風(fēng)口中套冷水管；2風(fēng)口大套密封罩；風(fēng)口大套密封罩；3爐殼；爐殼；4抽氣孔；抽氣孔；5風(fēng)口大套；風(fēng)口大套；6灌泥漿孔；灌泥漿孔；7

8、風(fēng)口小套冷水管；風(fēng)口小套冷水管；8風(fēng)口小套；風(fēng)口小套；9風(fēng)口小套壓緊裝置風(fēng)口小套壓緊裝置 10灌泥漿孔；灌泥漿孔；11風(fēng)口法蘭；風(fēng)口法蘭；12風(fēng)口中套壓緊裝置；風(fēng)口中套壓緊裝置；13風(fēng)口中套風(fēng)口中套 2. 風(fēng)口的損壞原因：風(fēng)口的損壞原因：（l）熔損（）熔損（80-92%）；）； （2）開裂）開裂 （3-15%）；）；（3）磨損（）磨損（5%）。）。 又稱風(fēng)口小套或風(fēng)口三套，是送風(fēng)管又稱風(fēng)口小套或風(fēng)口三套，是送風(fēng)管路最前端的一個部件，用紫銅或青銅制造，路最前端的一個部件，用紫銅或青銅制造，空腔式結(jié)構(gòu)，內(nèi)通水冷卻?？涨皇浇Y(jié)構(gòu)，內(nèi)通水冷卻。1. 安裝：安裝： 成一定角度探出爐壁。成一定角度探出爐壁。

9、 一一. 風(fēng)口風(fēng)口3. 延長風(fēng)口使用壽命的措施：延長風(fēng)口使用壽命的措施： （1）提高紫銅純度，以提高風(fēng)口的導(dǎo)熱）提高紫銅純度，以提高風(fēng)口的導(dǎo)熱性能；性能；99.5%99.9%（2）改進(jìn)風(fēng)口結(jié)構(gòu)，使用貫流式風(fēng)口，）改進(jìn)風(fēng)口結(jié)構(gòu)，使用貫流式風(fēng)口，增強(qiáng)風(fēng)口冷卻效果；增強(qiáng)風(fēng)口冷卻效果；（3）提高冷卻水質(zhì)量和增加水速。提高冷卻水質(zhì)量和增加水速。（4）加強(qiáng)風(fēng)口監(jiān)測。）加強(qiáng)風(fēng)口監(jiān)測。二二. 風(fēng)口中套風(fēng)口中套 風(fēng)口中套前端內(nèi)孔的錐面與風(fēng)口小風(fēng)口中套前端內(nèi)孔的錐面與風(fēng)口小套的外錐面配合，上端的外錐面與大套套的外錐面配合，上端的外錐面與大套配合。配合。1. 作用：作用： 支承風(fēng)口小套。支承風(fēng)口小套。2. 材質(zhì)：材

10、質(zhì)：用鑄造紫銅制作，用冷卻水進(jìn)行冷卻。用鑄造紫銅制作，用冷卻水進(jìn)行冷卻。 三三. 風(fēng)口大套風(fēng)口大套 風(fēng)口大套由鑄鐵鑄成，內(nèi)部鑄有蛇形風(fēng)口大套由鑄鐵鑄成，內(nèi)部鑄有蛇形管，通水冷卻。管，通水冷卻。 其前端錐面與風(fēng)口中套上端錐面配合，其前端錐面與風(fēng)口中套上端錐面配合，上端通過風(fēng)口法蘭與爐體裝配連接在一起。上端通過風(fēng)口法蘭與爐體裝配連接在一起。 風(fēng)口大套的作用是支承風(fēng)口中套與小風(fēng)口大套的作用是支承風(fēng)口中套與小套，并將其與高爐爐體相連成為一體。套，并將其與高爐爐體相連成為一體。3.4.5 渣口渣口n大中型高爐的渣口裝置，一般由大套、二套、大中型高爐的渣口裝置，一般由大套、二套、三套和渣口等四個部分組成。

11、小型高爐也有由三套和渣口等四個部分組成。小型高爐也有由三個水套構(gòu)成的。國外部分薄壁爐缸的高爐，三個水套構(gòu)成的。國外部分薄壁爐缸的高爐，其渣口也有由三個水套組成的。其渣口也有由三個水套組成的。n渣口各套的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)及固定方式均與風(fēng)口基渣口各套的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)及固定方式均與風(fēng)口基本相同，只是渣口二套和渣口小套，由于熱負(fù)本相同，只是渣口二套和渣口小套，由于熱負(fù)n荷不如風(fēng)口大，均為空腔式結(jié)構(gòu)。渣口小套內(nèi)荷不如風(fēng)口大，均為空腔式結(jié)構(gòu)。渣口小套內(nèi)直徑，一般常壓高爐為直徑，一般常壓高爐為5060mm，高壓高爐，高壓高爐30-35mm。3.4.6 鐵口n 鐵口裝置主要是指鐵口套。鐵口套的作用是鐵口裝置主要是指鐵口

12、套。鐵口套的作用是保護(hù)鐵口處的爐殼。鐵口套一般用鑄鋼制成，保護(hù)鐵口處的爐殼。鐵口套一般用鑄鋼制成，并與爐殼鉚接或焊接?？紤]不使應(yīng)力集中，鐵并與爐殼鉚接或焊接。考慮不使應(yīng)力集中，鐵門套的形狀，門套的形狀，般做成橢圓形，或四角大圓般做成橢圓形，或四角大圓弧半徑的方形?；“霃降姆叫巍 鐵口工作環(huán)境惡劣，長期受高溫渣鐵的侵蝕鐵口工作環(huán)境惡劣，長期受高溫渣鐵的侵蝕和沖刷，一般情況下，高爐投產(chǎn)后不久，鐵口和沖刷，一般情況下，高爐投產(chǎn)后不久，鐵口前端磚襯即被侵蝕，在整個爐役期間，鐵口區(qū)前端磚襯即被侵蝕，在整個爐役期間，鐵口區(qū)域始終由泥包保護(hù)著。域始終由泥包保護(hù)著。3.5 高爐基礎(chǔ)及鋼結(jié)構(gòu)高爐基礎(chǔ)及鋼結(jié)構(gòu)3

13、.5.1高爐基礎(chǔ)n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荷載均勻地傳遞到地基。高爐基礎(chǔ)由埋在地下的基座部分和地面上的基墩部分組成。n高爐基礎(chǔ)承受的荷載有：靜負(fù)荷、動負(fù)荷、熱應(yīng)力的作用，其中溫度造成的熱應(yīng)力的作用最危險。高爐基礎(chǔ)高爐基礎(chǔ)1-冷卻壁；冷卻壁；2-風(fēng)冷或水冷管；風(fēng)冷或水冷管；3-耐火磚；耐火磚；4-爐底磚；爐底磚；5-耐熱混凝土基墩；耐熱混凝土基墩；6-鋼筋混凝土基座鋼筋混凝土基座對高爐基礎(chǔ)的要求n(1)高爐基礎(chǔ)應(yīng)把高爐全部荷載均勻地傳給地基，不允許發(fā)生沉陷和不均勻的沉陷。高爐基礎(chǔ)下沉?xí)鸶郀t鋼結(jié)構(gòu)變形，管路破裂。不均勻下沉將引起高爐傾斜，破壞爐頂正常布料，嚴(yán)重時不能止

14、常生產(chǎn)。n (2)具有一定的耐熱能力。一般混凝土只能在150以下工作，250便有開裂，400 時失去強(qiáng)度，鋼筋混凝土700時失去強(qiáng)度。過去由于沒有耐熱混凝土基墩和爐底冷卻設(shè)施，爐底破損到一定程度后，常引起基礎(chǔ)破壞，甚至爆炸。采用水冷爐底及耐熱基墩后，可以保證高爐基礎(chǔ)很好工作。n基墩,材料為耐熱混凝土，起隔熱和傳力作用；斷面為圓形，直徑與爐底相同，高度不小于直徑的1/4，一般為2.5 3.0m，設(shè)計時可以利用基墩高度調(diào)節(jié)鐵口標(biāo)高。上部不同半徑和方向設(shè)置熱電偶監(jiān)測陸地溫度。n基座，材質(zhì)為鋼筋混凝土，主要作用為傳遞載荷。直徑與荷載和地基土質(zhì)有關(guān)，基座底表面積可按下式計算:A基座底表面積，m2；P包括

15、基礎(chǔ)質(zhì)量在內(nèi)的總荷載，t；K小于1的安全系數(shù)，取值視地基土質(zhì)而定；s允地基土質(zhì)允許的承壓能力，MPa。允KsPAn基座厚度由所承受的力矩計算，結(jié)合水文地質(zhì)條件及冰凍線等綜合情況確定，要求在冰凍線以下，地下水線以上。n 高爐基礎(chǔ)一般應(yīng)建在s允0.2MPa的土質(zhì)上。如果s允過小，基礎(chǔ)面積將過大，厚度要增加，使得基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)過于龐大。故對于s允0.2MPa 的地基應(yīng)加以處理，視土層厚度，處理方法有夯實墊層、打樁、沉箱等。3.5.2 高爐鋼結(jié)構(gòu)n高爐鋼結(jié)構(gòu)包括爐殼、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。設(shè)計高爐鋼結(jié)構(gòu)要考慮的主要因素有:n（1）高爐是龐大的豎爐，設(shè)備層層

16、疊疊，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計必須考慮到各種設(shè)備安裝、檢修、吊換的可行性，要考慮到大型設(shè)備的運(yùn)進(jìn)運(yùn)出，吊上吊下，臨時停放等可能性。n（2）高爐是高溫高壓反應(yīng)器，某些鋼結(jié)構(gòu)件應(yīng)具有耐高溫高壓、耐磨和可靠的密封性。（3）運(yùn)動裝置運(yùn)動軌跡周圍，應(yīng)留有足夠的凈空尺寸，并且要考慮到安裝偏差和受力變形等因素。（4）對于支撐構(gòu)件，要認(rèn)真分析荷載條件，做強(qiáng)度計算。主要荷載包括：工作中的靜荷載、動荷載、事故荷載，檢修、安裝時的附加荷載，以及外荷載(風(fēng)載、地震等)。（5）露天鋼結(jié)構(gòu)和揚(yáng)塵點(diǎn)附近鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)避免積塵積水。（6）合理設(shè)置走梯、過橋和平臺，使操作方便，安全可靠。高爐本體鋼結(jié)構(gòu)高爐本體鋼結(jié)構(gòu)a、大框架和爐缸支柱式、大框架和爐缸支柱式 b、爐缸支柱式（半自立式）、爐缸支柱式（半自立式）c、爐缸、爐身支柱式、爐缸、爐身支柱式 d、爐體框架式（大框架機(jī)構(gòu)）、爐體框架式（大框架機(jī)構(gòu)）e、自立式、自立式爐殼n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。n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)壓力和起到爐體密封作用，有的還要承受爐頂荷載和起到冷卻內(nèi)襯作用(外部噴水冷卻時)。因此，爐殼必須具有一定強(qiáng)度。n爐殼外形與爐襯和冷卻設(shè)備配置要相適應(yīng)。存在著轉(zhuǎn)折點(diǎn)