本科畢業(yè)設計-設計一座年產(chǎn)225萬噸煉鋼的煉鐵車間-冶金工程說明書

河北聯(lián)合大學輕工學院QINGGONGCOLLEGE,HEBEIUNITEDUNIVERSITY畢業(yè)設計說明書設計題目：設計一座年產(chǎn)225萬噸煉鋼的煉鐵車間學生姓名：學號：200915090707專業(yè)班級：09冶金7班學部：材料化工部指導教師：副教授2013年05月21日摘要PAGEI摘要本次設計是根據(jù)唐山地區(qū)原燃料條件設計一的座年產(chǎn)225萬噸的煉鋼生鐵的煉鐵車間。整個車間的平面布置采用半島式平面布置形式。設計的高爐有效容積是1621m3。其中高爐的爐襯設計方法采用的是均衡爐襯的方法，根據(jù)不同的冶煉條件砌筑不同的磚。上部采用的磚型有高鋁磚和黏土磚，下部采用的是綜合爐底砌筑。冷卻方式：爐身部位采用板壁結(jié)合的方式，爐腰部位用鑲磚冷卻壁；爐缸和爐底采用光面冷卻壁和水冷爐底結(jié)構。設計的熱風爐采用傳統(tǒng)內(nèi)燃式熱風爐。蓄熱室和燃燒室在同一爐殼內(nèi)，中間用隔熱墻隔開；采用矩形陶瓷燃燒器。這部分同時包括熱風爐各種設備和閥門的選取計算。上料系統(tǒng)采用的是皮帶機連續(xù)上料，同時增加了皮帶的寬度和速度，滿足高爐冶煉的要求。爐頂裝料設備采用并罐式無料鐘爐頂裝料。噴吹系統(tǒng)增加了煤的數(shù)量，采用了單管路并罐式直接噴吹。煤氣處理采用的是干法除塵設備。所涉及的計算有高爐和熱風爐尺寸的計算、高爐的物料平衡和熱平衡計算以及熱風爐風機的選擇等。關鍵詞：高爐；熱風爐；干法除塵；無鐘爐頂；風機AbstractPAGEVAbstractAblastfurnaceplantof2.25milliongtonsproductannualwasdesignedinthepaperaccordingtoTanggang’soriginalfuelcondition.Thehorizontallayoutofthewholeplantispeninsulatypelayout.ThedischargeablecapacityoftheBFinthisdesignis1621m3.amongit,theBFliningadoptedequalizationliniingmethodandwasmadeofaluninabrickandclaybrickinupperofBFandcomprehensivebottomfurnacestructure.Thecoolingmethodswerebattenwallstyleinshaft,brickwallwithcoolingstaveinbosh,smoothcoolingstaveinhearthandwater-coolingstaveinbottomofhearth.Theair-stovewasmodifiedtraditionstyleofinternalcombustion.Thecheckerchamberandcombustionchamberwereinthesamefurnaceshellanddividedbyheatinsulationwall.Andthecombustionchamberwasrectangularceramicstyle.Turthermorethispartofthepaperincludedtheselectionofvariousequipmentsandvalves.ThechargingequipmentusedthebeltmachinetocontinuingsupplyingchargeandthebeltvelocityandwidthwereincreasedinordertomeettheBFmeltingneeds.Thefurnaceroofequipmentusedparallelpotstyleof“bell-less”furnaceInjectionsystermincreasedamountofcoalandusesinglevalvelinestingpotdirectinjection.Thegastreatingsystemuseddryfilterequipment.ThecomputesinthepaperhavesizeofBFandair-stave,chargebalance,heatbalanceandfanofair-stavechoice,etc.Keyword:blastfurnace;air-stove;dryfilter;non-bellfurnaceroof;fan目錄目錄摘要 IAbstract II1緒論 11.1工藝流程 11.2高爐生產(chǎn)主要經(jīng)濟技術指標 11.3高爐冶煉現(xiàn)狀及其發(fā)展 31.4本設計采用的新技術 42高爐本體設計 52.1爐型計算 52.2高爐各部位爐襯設計與砌筑 92.2.1爐底 92.2.2爐缸（h1=3400mmm） 152.2.3爐腹、爐腰、爐身 182.3高爐冷卻設備 372.3.1高爐冷卻設備 372.3.2冷卻介質(zhì) 382.3.3爐底冷卻型式 382.3.5高爐各部位冷卻型式 412.4高爐鋼結(jié)構 422.4.1爐殼 432.4.2高爐本體鋼結(jié)構 452.5高爐基礎 463高爐煉鐵車間原料供應系統(tǒng) 483.1上料機 483.1.1皮帶機 483.1.2貯礦槽的用途： 493.1.3貯礦槽 493.2槽下運輸設備 503.3高爐裝料設備 513.3.1串罐式無鐘爐頂 513.3.2無鐘爐頂?shù)牟剂戏绞?533.3.3探料裝置 534送風系統(tǒng) 554.1高爐鼓風機 554.1.1高爐冶煉時對鼓風機的要求如下： 554.1.2高爐鼓風機工作原理及特性 564.1.3高爐鼓風機的選擇 574.2熱風爐 584.2.1工作原理 594.2.2熱風爐的參數(shù) 594.2.3熱風爐閥門 614.3高爐送風管路 614.3.1熱風圍管 614.3.2送風支管 624.3.3直吹管 624.3.4風口裝置 625高爐煤粉噴吹系統(tǒng) 645.1煤粉制備系統(tǒng) 645.1.1煤粉制備工藝 645.1.2主要設備 655.2煤粉噴吹系統(tǒng) 675.2.1噴吹方式 675.2.2主要設備 695.3熱煙氣系統(tǒng) 695.4煙煤噴吹的安全措施 696高爐煤氣處理系統(tǒng) 716.1煤氣除塵設備及原理 716.1.1粗除塵設備 716.1.2半精細除塵設備 736.1.3精細除塵設備 746.2脫水器 756.3煤氣除塵系統(tǒng)附屬設備 776.3.1粗煤氣管道 776.3.2煤氣遮斷閥 786.3.3煤氣放散閥 786.3.4煤氣切斷閥 786.3.5調(diào)壓閥組 787渣鐵處理系統(tǒng) 797.1風口平臺及出鐵場設計 797.1.1風口平臺及出鐵場 797.1.2渣鐵溝和撇渣器 807.1.3擺動流嘴 817.2爐前主要設備 817.2.1開鐵口機 817.2.2堵鐵口泥炮 827.2.3風口機 837.2.4前吊車 837.3鐵水處理設備 837.3.1鐵水罐車 837.3.2鑄鐵機 837.4爐渣處理設備 838高爐工藝計算 858.1原始數(shù)據(jù) 858.2.配料計算 868.2.1渣量及主要成分的計算 878.2.2校核生鐵成分 878.3物料平衡的計算 888.3.1風量的計算 888.3.2爐頂煤氣成分計算 888.4熱平衡的計算 908.4.1熱收入項 908.4.2熱支出項 919煉鐵車間設計 949.1高爐座數(shù)及容積的確定 949.1.1高爐煉鐵車間總?cè)莘e的確定 949.1.2高爐座數(shù)的確定 949.2高爐車間平面布置 94結(jié)論 96參考文獻 97謝辭 991緒論PAGE41緒論1.1工藝流程高爐煉鐵是用還原劑（焦炭、煤等）在高溫下將鐵礦石或含鐵原料還原成液態(tài)生鐵的過程。高爐本體是冶煉生鐵的主體設備。煉鐵設備除包括高爐本體外，還包括其他附屬系統(tǒng)，它們是：⑴供料系統(tǒng)：包括貯礦槽、貯焦槽、稱量與篩分等一系列設備，主要任務是及時、準確、穩(wěn)定的將合格的爐料送往高爐。⑵送風系統(tǒng)：包括鼓風機、熱風爐及一系列管道和閥門等，主要任務是連續(xù)可靠地供給高爐冶煉所需熱風。⑶煤氣除塵系統(tǒng)：包括煤氣管道、重力除塵器、洗滌塔、文氏管、脫水器等，主要任務是回收高爐煤氣，使其能滿足用戶要求。⑷渣鐵處理系統(tǒng)：包括出鐵場、開鐵口機、堵渣口機、爐前吊車、鐵水罐車及水沖渣設備等，主要任務是及時處理高爐排出的渣、鐵，保證高爐的正常生產(chǎn)。⑸噴吹燃料系統(tǒng)：包括原煤的儲存、運輸、煤粉的制備、收集及煤粉噴吹等系統(tǒng)，主要任務是均勻穩(wěn)定地向高爐噴吹大量煤粉，以煤代焦，降低焦炭消耗量。1.2高爐生產(chǎn)主要經(jīng)濟技術指標（1）高爐有效容積利用系數(shù)()：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1m3有效容積的生鐵產(chǎn)量?？捎孟率奖硎荆海?-1）式中高爐有效容積利用系數(shù)，；高爐每晝夜的生鐵產(chǎn)量，t/d；高爐有效容積，。是高爐冶煉的一個重要指標，本設計。（2）焦比（）：焦比即每晝夜焦炭消耗量與每晝夜生鐵產(chǎn)量之比，即冶煉每噸生鐵消耗焦炭量?？捎孟率奖硎荆?/p>

（1.2）式中高爐焦比，kg/t鐵；高爐每晝夜的生鐵產(chǎn)量，t/d；--高爐每晝夜消耗焦炭量，千克/晝夜。焦比可根據(jù)設計采用的原燃料、風溫、設備、操作等條件與實際生產(chǎn)情況進行全面分析比較和計算確定。當高爐采用噴吹燃料時，計算時必須考慮噴吹物的焦炭置換量。本設計的焦比為360kg/t。（3）煤比（）：冶煉每噸生鐵消耗的煤粉為煤比。本設計煤比為150kg/t。（4）冶煉強度（）和燃燒強度（）：高爐冶煉強度是每晝夜1有效容積燃燒的焦炭量,即高爐每晝夜焦炭消耗量與的比值,本設計=1.00。燃燒強度既每小時每爐缸截面積所燃燒的焦炭數(shù)量。本設計=1.05。（5）休風率：休風率即因故休風的休風時間占作業(yè)時間的百分數(shù)。休風率反映高爐設備維護的水平，先進高爐的休風率小于1%，實踐證明，休風率降低1%，產(chǎn)量可提高2%。（6）生鐵合格率：高爐生產(chǎn)的生鐵其化學成分符合國家規(guī)定的合格生鐵占總產(chǎn)生鐵量的百分數(shù)為生鐵合格率。本設計為100%。（7）高爐一代壽命：高爐從點火開爐到停爐大修之間的冶煉時間稱為高爐一代壽命，即相鄰兩次大修之間的冶煉時間。大型高爐一代壽命為10～15年。（8）生鐵成本：生產(chǎn)1合格生鐵所需消耗的所有原料、燃料、材料、水電、人工等一切費用的總和，單位為元/。1.3高爐冶煉現(xiàn)狀及其發(fā)展（1）現(xiàn)狀近兩年來中國生鐵產(chǎn)量高速增長,同時高爐煉鐵技術也取得了較大進步。2007年全國重點鋼鐵企業(yè)高爐煉鐵焦比達到392kg/t，熱風溫度達到1125℃，噴煤比達到137kg/t，利用系數(shù)為2.677t/m3.d。這些指標創(chuàng)造出我國歷史最好水平。寶鋼、武鋼、首鋼、鞍鋼等企業(yè)的大高爐生產(chǎn)技術進入成熟發(fā)展階段，煉鐵燃料比低于500kg/t。但是,中國煉鐵產(chǎn)業(yè)集中度低，煉鐵企業(yè)發(fā)展不平，先進與落后共存。尚有6000多萬噸生產(chǎn)能力屬于淘汰之列，造成中國煉鐵技術發(fā)展不平衡。（2）發(fā)展趨勢1）爐容大型化2）生產(chǎn)高效化①精料；②高溫化；③高壓爐頂操作；④噴吹燃料與富氧鼓風；⑤提高高爐壽命；⑥加強二次能源回收。3）高爐自動化①爐頂裝料自動化；②熱風爐操作自動化；③噴煤操作自動化；④爐喉煤氣成分溫度檢測自動化。4）工業(yè)環(huán)?；俸F含碳粉塵回收利用；②粉塵煙氣、工業(yè)廢水排放達標；③減少高溫直接熱輻射；④減少噪聲污染。1.4本設計采用的新技術（1）無料鐘爐頂和皮帶上料，布料旋轉(zhuǎn)溜槽可實現(xiàn)多種方式布料。（2）熱風爐采用錐球形，有利于拱頂氣流分布和熱風溫度提高。（3）爐前水系統(tǒng)采用過濾法。（4）爐體冷卻采用軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)。（5）設有噴吹煤粉設備。（6）采用計算機自動監(jiān)控系統(tǒng)對煉鐵生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)進行監(jiān)控。2高爐本體設計PAGE472高爐本體設計2.1爐型計算（1）、設計年產(chǎn)制鋼生鐵225萬噸的高爐車間（2）、確定年工作日：定容積選定高爐座數(shù)是2座，利用系數(shù)每座高爐日產(chǎn)量每座高爐容積（3）、爐缸尺寸爐缸直徑選定冶煉強度；燃燒強度則取d=8.8m校核合理爐缸高度渣口高度取風口高度風口數(shù)目風口結(jié)構尺寸選取則爐缸高度死鐵層厚度：選?。?）、爐腰直徑、爐腹角、爐腹高度選取則則校核(5)、爐喉直徑、爐喉高度：選取則取選取(6)、爐身角、爐身高度、爐腰高度選取則取h4=15.00m校核選取Hu/D=2.95則取Hu=29.5m求得(7)、校核爐容爐缸體積爐腹體積爐腰體積爐身體積爐喉體積高爐容積(8)、誤差2.2高爐各部位爐襯設計與砌筑總和分析高爐爐襯的破損機理發(fā)現(xiàn)，高溫時爐襯破損的根本條件，其次是渣鐵液、堿金屬的侵蝕，機械沖刷、滲漏、漲縮開裂、磨損等的動力作用也不可忽視，但就主次來說，應著重從傳熱學來分析，其次也要從化學侵蝕、動力學來研究，才能得到合理的爐襯結(jié)構。2.2.1爐底爐底、爐缸承受高溫、高壓、渣鐵液沖刷侵蝕和滲透作用，工作條件十分惡劣。過去很長一段時間，爐底爐缸一直采用高鋁磚或粘土磚砌筑，近數(shù)十年來大中型高爐已改為采用碳磚砌筑。只有中小型高爐依然采用高鋁磚或粘土磚砌筑。此處采用綜合爐底結(jié)構，插圖2.1：圖2.2綜合爐底結(jié)構它是在風冷管搗層上滿鋪3層400mm碳磚，上面環(huán)形碳磚砌至風口中心線，中心部位砌6層400mm高鋁磚，環(huán)砌碳磚與中心部位高鋁磚相互錯臺咬合。爐底滿鋪碳磚有厚縫和薄縫兩種連接形式，薄縫連接時，各列磚砌縫不大于1.5mm（此處取1.4mm），各列間的垂直縫和兩層間的水平縫不大于2.5mm(此處取2mm)。厚縫連接時，磚縫為35~45mm(此處取40mm)，縫中以碳素搗料固定。爐底滿鋪碳磚側(cè)縫為厚縫連接，端縫為薄縫連接。爐底中心部位的高鋁磚砌筑高度必須與周圍環(huán)形碳磚高度一致，高爐磚與環(huán)砌碳磚間的連接為厚縫環(huán)砌碳磚與冷卻壁之間膨脹縫填以碳素填料。環(huán)砌碳磚為混合砌筑，厚度為400毫米。因為爐缸要有一定厚度，以防止燒穿，定鐵口水平面處的爐缸厚度為1150mm（230mm×2+345mm×2）mm=1150mm,而爐底滿鋪碳磚直徑取12760mm。如圖2.2：圖2.3爐底滿鋪碳磚(1)碳磚滿鋪部位表2-1磚型塊數(shù)/每層層數(shù)總塊數(shù)1500×400×4007232161700×400×4007632281600×400×4001×2=2362100×400×4002×2=43122780×400×4002×2=43122820×400×4002×2=4312另有四塊弧形磚(2)環(huán)砌碳磚滿鋪碳磚以上第一層最好能蓋上三塊半爐底滿鋪碳磚，因此其長度一般大于，這里選取1560mm，磚縫取0.5mm。表2-2磚型abb1c15604002504001560400400400內(nèi)徑所用楔形磚數(shù)量直型磚數(shù)量第二層表2-3磚型abb1c17604002504001760400400400內(nèi)徑因為每層碳磚需與高鋁磚交錯咬砌200mm，所以第二層砌磚長度變?yōu)?560+200=1760mm。所用楔形磚數(shù)量直型磚數(shù)量第三、五層同第一層，第四、六層同第二層。(3)爐底中心部位高鋁磚因為高鋁磚占空間大小為，每塊磚的體積為，所以用高鋁磚數(shù)量為(4)死鐵層（從下至上）第一層因為死鐵層處碳磚要比其下層碳磚長250～300mm，這里選取250mm。故3所選磚型為表2-4磚型abb1c1760+250=20104002504002010400400400內(nèi)徑所用楔形磚數(shù)量直型磚數(shù)量第二層表2-5磚型abb1c1810-4002504001810400400400內(nèi)徑所用楔形磚數(shù)量直型磚數(shù)量第三層表2-6磚型abb1c16104002504001610400400400內(nèi)徑所用楔形磚數(shù)量直型磚數(shù)量第四、五層表2-7磚型abb1c1380-4002504001380400400400內(nèi)徑即為爐缸內(nèi)徑所用楔形磚數(shù)量直型磚數(shù)量2.2.2爐缸（h1=3400mmm）爐缸工作條件與爐底相似，而且裝有鐵口、渣口、風口。鐵口有劇烈的溫度波動和機械振動。渣口附近有爐渣的沖刷和侵蝕。風口前邊是燃燒帶，為高爐內(nèi)溫度最高的區(qū)域。碳磚砌到風口以下，采用單環(huán)砌筑。在爐缸內(nèi)表面砌一層高鋁磚。風口、渣口和鐵口磚襯以碳磚砌筑時，用異型碳磚砌筑。從下至上第一層表2-8磚型abb1c11654002504001165400400400所用楔形磚數(shù)量直型磚數(shù)量第二層表2-9磚型abb1c10954002504001095400400400所用楔形磚數(shù)量直型磚數(shù)量第三層表2-10磚型abb1c917400250400917400400400所用楔形磚數(shù)量直型磚數(shù)量第四層表2-11磚型abb1c792400250400792400400400所用楔形磚數(shù)量直型磚數(shù)量第五層表2-12磚型abb1c668400250400668400400400所用楔形磚數(shù)量直型磚數(shù)量第六層表2-13磚型abb1c544400300400544400400400所用楔形磚數(shù)量直型磚數(shù)量第七層表2-14磚型abb1c420350250400420350350400所用楔形磚數(shù)量直型磚數(shù)量第八層砌一層200mm厚的高鋁磚表2-15磚型abb1c358300150200358300300200所用楔形磚數(shù)量直型磚數(shù)量2.2.3爐腹、爐腰、爐身從爐腹到爐身下部的爐襯要承受煤氣流和爐料的磨損，堿金屬和鋅蒸汽滲透的破壞作用，初渣的化學侵蝕以及由于溫度波動所產(chǎn)生的熱振動作用。(1)爐腹開爐厚不久，爐腹部位的爐襯很快被侵蝕掉，之后靠渣皮維持工作，此處選取砌一層345mm厚的高鋁磚。爐腹部位砌磚磚縫不應大于1mm。表2-16磚型abb1c3451501107534515015075層數(shù)=。第一層內(nèi)徑第二層內(nèi)徑第三層內(nèi)徑第四層內(nèi)徑第五層內(nèi)徑第六層內(nèi)徑第七層內(nèi)徑第八層內(nèi)徑第九層內(nèi)徑第十層內(nèi)徑第十一層內(nèi)徑第十二層內(nèi)徑第十三層內(nèi)徑第十四層內(nèi)徑第十五層內(nèi)徑第十六層內(nèi)徑第十七層內(nèi)徑第十八層內(nèi)徑第十九層內(nèi)徑第二十層內(nèi)徑第二十一層內(nèi)徑第二十二層內(nèi)徑第二十三層內(nèi)徑第二十四層內(nèi)徑第二十五層內(nèi)徑第二十六層內(nèi)徑第二十七層內(nèi)徑第二十八層內(nèi)徑第二十九層內(nèi)徑第三十層內(nèi)徑第三十一層內(nèi)徑第三十二層內(nèi)徑第三十三層內(nèi)徑第三十四層內(nèi)徑第三十五層內(nèi)徑第三十六層內(nèi)徑第三十七層內(nèi)徑第三十八層內(nèi)徑第三十九層表2-17磚型abb1c3451501105034515015050內(nèi)徑(2)爐腰爐腰有三種結(jié)構形式，即厚壁爐腰、薄壁爐腰、過渡爐腰高爐冶煉過程中部分煤氣流沿爐腹斜面上升，在爐腰與爐腹交界處轉(zhuǎn)彎，對爐腰下部沖刷嚴重，使這部分爐襯侵蝕較快，使爐腹段上升，徑向尺寸亦有擴大，使得設計爐型向操作爐型轉(zhuǎn)化。厚壁爐腰的優(yōu)點是熱損失小，但侵蝕后操作爐型與設計爐型變化大，等于爐腹段向上延伸，對下料不利。徑向尺寸侵蝕過多時會造成邊緣煤氣流的過分發(fā)展。薄壁爐腰的熱損失大些，但操作爐型與設計爐型近似，可避免厚壁爐腰的缺點。過渡式爐腰結(jié)構處于兩者之間。故此處選取過渡式爐腰結(jié)構。按四層磚錯臺一次砌筑。共第1~4層表2-18磚型abb1c3451501107534515015075第5~8層表2-19磚型abb1c3731501107537315015075（84.620為爐腰爐腹過渡角）第9~12層表2-20磚型abb1c4021501107540215015075第13~16層表2-21磚型abb1c4301501107543015015075第17~20層表2-22磚型abb1c4581501107545815015075第21~24層表2-23磚型abb1c4861501107548615015075第25~28層表2-24磚型abb1c5151501107551515015075第29~32層表2-25磚型abb1c5431501107554315015075第33層表2-26磚型abb1c4021501104040215015040（與爐身部位同厚）(3)爐身爐身厚度此處取575mm（未計算環(huán)縫），由345+230組成。爐身傾斜部分按三層磚錯臺一次砌筑。錯臺寬度上下相鄰兩層的垂直縫與環(huán)縫應錯開。爐身下部使用高鋁磚，即從第一段到第十四段全用高鋁磚砌筑。而爐身上部，考慮到溫度的原因，用粘土磚砌筑即可，即從第十五段到二十一段用粘土磚砌筑。從下至上第一段（1～7臺）G-2188G-654G-2188G-654G-1155G-397G-1140G-397G-2198G-6541011第二段（8臺）第三段（9～15臺）G-2180G-2180G-654G-1147G-397G-1132G-397G-2190G-6541011第四段（16臺）G-1128G-1128G-397G-2176G-654G-1143G-39721第五段（17～23臺）G-2172G-2172G-654G-1139G-397G-1124G-397G-2182G-6541011第六段（24臺）G-1120G-1120G-397G-2168G-654G-1135G-39721第七段（25～31臺）G-2164G-2164G-654G-1131G-397G-1116G-397G-2174G-6541011第八段（32臺）G-1112G-397G-1112G-397G-2160G-654G-1127G-39721第九段（33～39臺）G-2156G-2156G-654G-1123G-397G-1109G-397G-2166G-6541011第十段（40臺）G-1105G-397G-1105G-397G-2152G-654G-1119G-39721第十一段（41～47臺） G-2148G-2148G-654G-1115G-397G-1101G-397G-2158G-6541011第十二段（48臺）G-197G-397G-197G-397G-2144G-654G-1111G-39721第十三段（49～55臺） G-2140G-2140G-654G-1107G-397G-193G-397G-2150G-6541011第十四段（56臺）G-189G-397G-189G-397G-2136G-654G-1103G-39721第十五段（57～61臺） G-2133G-2133G-654G-1100G-397G-186G-397G-2143G-65478第十六段（62臺）abb1cT-1326150-75T-332615013075T-2383150-75T-638315012075G-2131G-2131G-654G-183G-397G-2131G-654G-197G-397T-196T-3102T-2116T-680T-2132T-680T-1110T-3102111第十七段（63～67臺） G-2128G-2128G-654G-194G-397G-180G-397G-2137G-65478第十八段（68臺）G-2125G-2125G-654G-177G-397G-2125G-654G-191G-397T-190T-3102T-2110T-680T-2126T-680T-1104T-3102111第十九段（69～73臺） G-2122G-2122G-654G-188G-397G-174G-397G-2131G-65478第二十段（74臺）G-2119G-2119G-654G-171G-397G-2119G-654G-19185G-397T-184T-3102T-2104T-680T-2120T-680T-198T-3102111第二十一段（75～78臺） G-2116G-2116G-654G-183G-397G-169G-397G-2126G-65466砌磚與爐殼間隙為100～150mm，此處取130mm，填以水渣-石棉隔熱材料。為防止填料下沉，每隔16層磚，砌二層帶磚即磚緊靠爐殼砌筑,帶磚與爐殼間隙取10mm。(4)爐喉爐喉襯以爐喉鋼磚或條狀保護板，厚度取575mm。一般由鑄鐵、鑄鋼件制成。在爐喉的鋼殼上裝有吊掛座，座下裝有橫的擋板，板之間留20mm間隙，保證保護板受熱膨脹時不相互碰擠。爐喉鋼磚見圖2.3：圖2.4爐喉鋼磚2.3高爐冷卻設備2.3.1高爐冷卻設備是高爐爐體結(jié)構的重要組成部分，對爐體壽命可起到如下作用：⑴保護爐殼。在正常工作時，高爐爐殼只能在低于80℃的溫度下長期工作，爐內(nèi)傳出的高溫熱量由冷卻設備帶走85%以上，只有約15%的熱量通過爐殼散失。⑵對耐火材料的冷卻和支撐。在高爐內(nèi)耐火材料的表面工作溫度高達1500℃左右，如果沒有冷卻設備，在很短的時間內(nèi)耐火材料就會被侵蝕或磨損。通過冷卻設備的冷卻可提高耐火材料的抗侵蝕和抗磨損能力。冷卻設備還可以對高爐內(nèi)襯起支撐作用，增加砌體的穩(wěn)定性。⑶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。⑷當耐火材料大部分或全部被侵蝕掉后，能靠冷卻設備上的渣皮繼續(xù)維持高爐生產(chǎn)。2.3.2冷卻介質(zhì)根據(jù)高爐不同部位的工作條件及冷卻要求，所用的冷卻介質(zhì)也不同，一般常用的冷卻介質(zhì)有：水、空氣和汽水混合物，即水冷、風冷和氣化冷卻。對冷卻介質(zhì)的要求是：(1)有較大熱容量及導熱能力；(2)來源廣、容易獲得、價格低廉；(3)介質(zhì)本身不會引起冷卻設備及高爐的破壞。高爐冷卻用冷卻介質(zhì)是水，本設計亦選水。因為水的熱容量大、熱導率高、便于運輸，成本低廉。2.3.3爐底冷卻型式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，如不進行冷卻則爐底向下侵蝕嚴重。因此，大型高爐爐底中心部位要冷卻。本設計采用水冷方式，在爐底安放水冷管進行冷卻。如圖：水冷管中心線以下埋置在爐基耐火混凝土基墩上表面中，中心線以上為碳素搗固層，水冷管為Ф40mm×10mm,爐底中心部位水冷管間距為200～300mm（此處取250mm），邊緣水冷管間距為350～500mm（此處取380mm），水冷管兩端伸出爐殼外50～100mm（此處取80mm）。爐殼開孔后加墊板加固，開孔處避開爐殼折點150mm以上。2.3.4冷卻設備的工作制度即制定和控制冷卻水的流量、流速、水壓和進出水的溫度差等。高爐各部位的熱負荷不同，冷卻設備的形式不同，冷卻設備工作制度也不相同。圖2.5水冷爐底結(jié)構圖(1)水的消耗量即高爐某部位需要由冷卻水帶走的熱量稱為熱負荷，冷卻強度為單位表面積爐襯或爐殼的熱負荷。熱負荷可寫為：（2.1）式中：Q熱負荷，kJ/hM冷卻水消耗量，t/hc水的比熱容，kJ/（kg·℃）t冷卻水出水溫度，℃t0冷卻水進水溫度，℃可知，冷卻水消耗量與熱負荷、進出水溫度差有關。在高爐冶煉某一過程中可認為熱負荷為一定值，那么冷卻水的消耗量與進出水溫度差成反比，提高冷卻水進出溫度差，可以降低冷卻水的消耗量。提高冷卻水的溫度差的方法有兩種：一是降低流速，二是增加冷卻設備串聯(lián)個數(shù)。因冷卻水設備內(nèi)的流速不宜過低，所以經(jīng)常采用的方法就是增加冷卻設備的串聯(lián)個數(shù)。(2)水壓和流速降低冷卻水流速可以提高冷卻水溫度差，減少冷卻水消耗量。但流速過低會使機械混合物沉淀，而且局部冷卻水可能沸騰。冷卻水壓力大于爐內(nèi)靜壓是確定冷卻水壓力的重要原則。水沸騰時，水中鈣離子和鎂離子會以氧化物的形式從水中沉淀出來，變成水垢，降低冷卻效果。因此，應避免冷卻設備內(nèi)局部冷卻水沸騰，控制進水溫度和控制進出水溫度差是可行的方法。進水溫度一般要求應低于35℃，由于氣候的原因，也不應超過40℃，本設計采用33℃；而出水溫度與水質(zhì)有關，一般情況下工業(yè)循環(huán)水的穩(wěn)定溫度不超過50～60℃，即反復加熱時水中碳酸鹽沉淀的溫度，此處采取55℃。工作中考慮到熱流的波動和侵蝕狀況的變化，實際的進出水溫度差應該比允許的進出水溫度差適當?shù)托鏊疁囟蕊@然僅代表出水的平均溫度，也就是說，在冷卻設備內(nèi)，某局部地區(qū)水溫完全可以大大超過出水溫度，致使產(chǎn)生局部沸騰現(xiàn)象和硬水沉淀。表2-27高爐爐體供水壓力表部位單位高爐容積，m3供水管（風口平臺處濾水器以上）0.1MPa1.8～2.52.5～3.03.5～4.0爐體上部0.1MPa0.8～1.01.0～1.41.4～1.61.6～1.8爐體下部0.1MPa1.2～2.01.5～2.02.0～2.52.0～2.5本設計采用軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)。2.3.5高爐各部位冷卻型式(1)爐缸和爐底部位選用光面冷卻壁光面冷卻壁：在鑄鐵板內(nèi)鑄有無縫鋼管，本設計采用Ф34mm×5mm，中心距為120mm的蛇形管，管外壁距冷卻壁外表面為32mm，所以光面冷卻壁的厚度為34+2×32=100mm，水管進出部分需設保護套焊在爐殼上，以防開爐后冷卻壁上漲，將水管切斷光面冷卻壁設置于爐襯和爐殼之間，與爐殼留20mm縫隙，并用稀泥漿灌滿，與爐襯間留縫100～150mm，此處取115mm，填以碳素料。風口冷卻壁的數(shù)量為風口數(shù)目的兩倍，即48個。渣口周圍上下段各兩塊，有4塊冷卻壁組成。本設計冷卻壁寬1000mm,安裝時同段冷卻壁間垂直縫為20mm；冷卻壁高度一般小于3000mm,視爐殼折點而定，本設計折點以下取2600mm，按2塊設計，上下段間水平縫為30mm，上下兩端冷卻壁間垂直縫應相互錯開，縫間用鐵質(zhì)銹接料銹接嚴密。折點以上僅一段。(2)爐腹、爐腰選用鑲磚冷卻壁（銅冷卻壁）鑲磚冷卻壁厚度取300mm，且爐腹部位用不帶凸臺的鑲磚冷卻壁，而爐腰部位用帶凸臺的鑲磚冷卻壁，帶凸臺的冷卻壁凸臺部分起到支撐上部砌磚的作用。與爐襯間距取115mm,與爐殼留縫20mm。同段冷卻壁間垂直縫為20mm，上下段間水平縫為30mm，上下兩段間垂直縫應相互錯開，縫間用鐵質(zhì)銹接料銹接嚴密。冷卻壁寬度取1000mm，高度取1420mm。銅冷卻壁的特點有：①銅冷卻壁具有熱導率高，熱損失小的特點。②利于渣皮的形成于重建③銅冷卻壁的投資成本綜合來看要比其它材質(zhì)的冷卻壁便宜且高爐壽命15到20年。(3)爐身部位使用板壁結(jié)合冷卻結(jié)構形式，如圖（例）既實現(xiàn)了冷卻壁對整個爐殼的覆蓋冷卻作用，又實現(xiàn)了冷卻板對爐襯的深度方向的冷卻，并對冷卻壁上下層間接縫冷卻的薄弱部位起到了保護作用，因而有良好的適應性。圖2.6板壁結(jié)合與爐襯間距110mm，與爐殼間縫隙為20mm，冷卻壁厚度為300mm，距離砌磚70mm。冷卻板厚度取110mm，伸入爐內(nèi)的長度本設計取720mm，與砌磚間隙取20mm。冷卻壁與冷卻板間隙取100mm。2.4高爐鋼結(jié)構爐殼、爐體框架、爐頂框架、平臺和梯子等組成了高爐鋼結(jié)構。高爐鋼結(jié)構是保證高爐正常生產(chǎn)的重要設施。設計高爐鋼結(jié)構時應考慮的主要因素有：⑴高爐是龐大的豎爐，設備層層疊疊，鋼結(jié)構設計必須考慮到各種設備安裝、檢修、更換的可行性，要考慮到大型設備的運進運出，吊上吊下，臨時停放等可能性。⑵高爐是高溫高壓反應器，某些鋼結(jié)構件應具有耐高溫高壓、耐磨和可靠地密封性。⑶運動裝置運動軌跡周圍，應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。⑷對于支撐構件，要認真分析荷載條件，做強度計算。⑸露天鋼結(jié)構和揚塵點附近鋼結(jié)構應避免積塵和積水。⑹合理設置走梯、過橋和平臺，使操作方便，安全可靠。2.4.1爐殼爐殼是高爐的外殼，里面有冷卻設備和爐襯，頂部有裝料設備和煤氣上升管，下部坐落在高爐基礎上，是不等截面的圓筒體。爐殼的主要作用是固定冷卻設備、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的和起到冷卻內(nèi)襯做用（外部噴水冷卻時）。因此，爐殼必須具有一定的強度。由于要與爐襯和冷卻設備配置適應，于是爐殼必然存在轉(zhuǎn)折點，轉(zhuǎn)折點減弱爐殼的強度。由于冷卻設備需要固定，爐殼需要開孔爐殼折點和開孔應避開在同一截面上。爐缸下部折點應在鐵口框以下100mm以上，此處取260mm。爐腹折點應在風口大套法蘭邊緣以上大于100mm處，路橋開口處需補焊加強板。爐殼厚度視工作條件而定，各部位爐殼厚度計算公式如下：（2.2）式中：計算部位爐殼厚度，mm；計算部位爐殼外弦直徑（對圓錐殼體采用大端直徑），m；系數(shù)，mm/m；與弦?guī)恢糜嘘P，其值見表。表2-28高爐各弦?guī)的取值爐頂封板與爐喉4.03.6=31mm高爐爐身2.0=23mm高爐爐身下弦?guī)?.2=27mm爐腰2.7=30mm風口帶到爐腹上折點2.7=32mm爐缸及爐底3.0=40mm爐底、爐缸厚度：取40mm爐腹厚度：取32mm爐腰厚度：取30mm爐身下部：取27mm爐身厚度：取23mm（6）爐頂封板及爐喉：取31mm2.4.2高爐本體鋼結(jié)構本設計高爐本體鋼結(jié)構選用爐體框架式（見圖2.5）其特點是：由4根支柱連接成框架，而框架是一個與高爐本體不相連接的獨立結(jié)構。框架下部固定在高爐基礎上，頂端則支撐在爐頂平臺。這種結(jié)構由于取消了爐缸支柱，框架來開高爐一定距離，所以風口平臺寬敞，爐前操作方圖2.7爐體框架式便，還有利于大修時高爐容積的擴大。（1）爐體框架爐體框架由四根支柱組成，上至爐頂平臺，下至高爐基礎，與高爐中心線成對稱布置，在風口平臺以上部分采用鋼結(jié)構，。（2）爐頂框架爐身支柱或大框架支柱上的部頂端一般都用橫跨鋼梁將支柱連接成整體，并在橫跨鋼梁上面滿鋪花紋鋼板或普通鋼板作為爐頂平臺。爐頂平臺是爐頂最寬敞的工作平臺。爐頂框架是設置在爐頂平臺上面的鋼結(jié)構支撐架。它主要支撐受料漏斗、大小料鐘平衡桿機構及安裝大梁等。爐頂框架結(jié)構形式在A字型和門型兩種，本設計選用門型結(jié)構。門型結(jié)構鋼架一般為24-40厚鋼板焊成或槽鋼制成。（3）平臺結(jié)構高爐爐體凡是在設置有人孔、探測孔、冷卻設施及機械設備的部位，均應設置工作平臺，以便于檢修和操作。各層工作平臺之間用走梯連接。2.5高爐基礎高爐基礎是高爐下部的承重結(jié)構，它的作用是將高爐全部荷載均勻地傳遞到地基。高爐基礎由埋在地下的基座部分和地面上的基墩部分組成。如圖2.6：圖2.8爐基高爐基礎承受的荷載有：靜負荷、動負荷、熱應力的作用，其中溫度造成的熱應力的作用最危險。對高爐基礎的要求：如下：⑴高爐基礎應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。高爐基礎下會引起高爐鋼結(jié)構變形，管路破裂。不均勻下沉將引起高爐傾斜，破壞爐頂正常布料，嚴重時不能正常生產(chǎn)。⑵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℃是失去強度，鋼筋混凝土700℃是失去強度。過去由于沒有耐熱混凝土基墩和爐底冷卻設施，爐底破損到一定程度后，常引起基礎破壞，甚至爆炸。采用水冷爐底及耐熱基墩后，可以保證高爐基礎很好工作?；諗嗝鏋閳A形，直徑與爐底相同，高度一般為2.5～3.0m，本設計取3.0米，設計時可以利用基墩高度調(diào)節(jié)鐵口標高?；睆脚c荷載和地基土質(zhì)有關，基座底表面積可按下式計算：（2.3）式中A基座底表面積，m2；P包括基礎質(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.高爐煉鐵車間原料供應系統(tǒng)PAGE503高爐煉鐵車間原料供應系統(tǒng)煉鐵的供應系統(tǒng)以高爐貯礦槽為界分為兩部分。從原料進廠到高爐貯礦槽頂屬于原料廠管轄范圍，它完成原料的卸、堆、取、運工作，根據(jù)要求還需進行破碎、篩分和混勻作業(yè)，起到貯存、處理并供應原料的作用。從高爐貯礦槽頂?shù)礁郀t爐頂裝料設備屬于煉鐵廠管轄范圍，它負責向高爐按規(guī)定的原料品種、數(shù)量、分批地及時供應。對原料供應系統(tǒng)的要求是：⑴保證連續(xù)地、均衡地供應高爐冶煉所需的原料，并為進一步強化冶煉留有余地；⑵在貯運過程中應考慮為改善高爐冶煉所必需的處理環(huán)節(jié)。⑶由于貯運的原料數(shù)量大、對大、中型高爐應該盡可能實現(xiàn)機械化和自動化，提高配料、稱量的準確度。⑷原料系統(tǒng)各轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)和落料點都有灰塵產(chǎn)生，應有通風除塵設施。3.1上料機將爐料直接送到高爐爐頂?shù)脑O備叫做上料機。對上料機的要求是：（1）要有足夠的上料能力，不僅能滿足正常的生產(chǎn)需要，還能在底料線的情況下很快趕上料線。為滿足這一要求，在正常情況下上料機的作業(yè)率一般不應超過70%；（2）工作穩(wěn)定可靠；（3）最大程度的機械化和自動化上料機主要有料罐式、料車式和皮帶機上料3中方式。因前兩種不同程度的存在缺陷，而皮帶機較為符合要求，所以新建的大型高爐，多采用皮帶機上料方式，本設計即采用皮帶機上料。3.1.1皮帶機現(xiàn)在的煉鐵車間，多采用人造富礦—燒結(jié)礦和球團礦為原料，運輸設備則采用皮帶機。皮帶機運輸作業(yè)率高，原料破碎率低，而且輕便，大大簡化了礦槽結(jié)構。皮帶機的運輸能力應該滿足高爐對原燃料的需求，同時還應考慮物料的特性如粒度、堆比重、動堆積角等因素。皮帶機的寬度可以從手冊直接查出，也可按下式計算：（3.1）式中B—皮帶機寬度，m；Q—皮帶機運輸量（t/h）一晝夜按16～20h，此處取20h；r—原料的堆密度，t/m3v—皮帶機速度，m/s；K—皮帶機斷面系數(shù)，與物料的動堆積角有關；Ka—皮帶機傾角系數(shù)；—速度系數(shù)。上料皮帶機的傾角最小110，最大140，本設計選取120.皮帶機的寬度隨高爐容積而異。根據(jù)經(jīng)驗B取1.0m，采用槽型皮帶，皮帶速度2m/s。貯礦槽與貯焦槽及槽下運輸設備3.1.2貯礦槽的用途：貯礦槽為于高爐一側(cè)（1）它起原料的貯存作用，解決高爐連續(xù)上料和車間間斷供料的矛盾；（2）有利于實現(xiàn)配料等作業(yè)的機械化和自動化。3.1.3貯礦槽貯礦槽的總?cè)莘e與高爐容積飛、使用的原料性質(zhì)和種類、以及車間的平面布置等因素有關，可參照下表選用，也可根據(jù)貯存量進行計算。貯礦槽貯存12～18h的礦石量，貯焦槽貯存6～8h的焦炭量。高爐的有效容積為1621m3,故貯礦槽的容積取2594m3（1）燒結(jié)礦槽的容積則燒結(jié)礦槽為表3-1貯礦槽、貯焦槽容積與高爐容積的關系項目高爐有效容積/m32556001000150020002500貯礦槽容積與高爐容積之比﹥3.02.52.51.81.61.6貯焦槽容積與高爐容積之比﹥1.10.80.70.7～0.50.7～0.50.7～0.5（2）球團礦槽的容積則燒結(jié)礦槽為（3）澳礦槽的容積則燒結(jié)礦槽為貯焦槽的容積取973m3則貯焦槽為貯礦槽的結(jié)構有鋼筋混凝土結(jié)構和鋼鋼筋混凝土混合式結(jié)構兩種，本設計采用鋼筋混凝土結(jié)構。鋼筋混凝土結(jié)構式礦槽的周壁和底壁都是用鋼筋混凝土澆灌而成。且為了保護貯礦槽內(nèi)表面不被磨損，一般要在貯礦槽內(nèi)加襯板，貯焦槽內(nèi)襯以廢耐火磚，在廢鐵槽內(nèi)襯以舊鐵軌，在貯礦槽內(nèi)襯以鐵屑混凝土獲鑄鐵襯板。槽底板與水平線的夾角一般為500～550，此處選取520，貯焦槽不小于450，本設計選470，以保證原料能順利下滑流出。3.2槽下運輸設備在貯礦槽下，將原料按品種和數(shù)量稱量并運到上料皮帶的的方法有兩種：一種是用稱量車完成稱量、運輸、卸料等工序；一種是用皮帶機運輸，用稱量漏斗稱量。皮帶機與稱量車比較具有以下優(yōu)點：⑴設備簡單，節(jié)省投資；而稱量車設備復雜，投資高，維護麻煩。另外稱量車的工作環(huán)境惡劣，傳動系統(tǒng)和電器設備經(jīng)常出故障，要經(jīng)常檢修，要求有備用車，有的高爐甚至要用兩臺備用車才能保證正常生產(chǎn)，這就增加了投資。⑵皮帶機運輸容易實現(xiàn)溝下操作自動化，能有效地減輕體力勞動和改善勞動條件，可利于工人健康。⑶采用皮帶機運輸，可以降低礦槽漏嘴的高度，在貯礦槽頂面高度不變的情況下，可以增大貯礦槽容積。基于上述原因，本設計采用皮帶機作為槽下運輸設備。3.3高爐裝料設備高爐爐頂裝料設備是用來將爐料裝入高爐并使之合理分布，同時起爐頂密封作用的設備。高爐是按逆流原則進行冶金過程的豎爐，爐頂是爐料的入口也是煤氣的出口。爐頂裝料設備均應滿足以下基本要求：⑴要適應高爐生產(chǎn)能力；⑵能滿足爐喉合理布料的要求，并能按生產(chǎn)要求進行爐頂調(diào)劑；⑶保證爐頂可靠密封，是高壓操作順利進行；⑷設備結(jié)構應力求簡單和堅固，制造、運輸、安裝方便，能抵抗急劇的溫度變化及高溫作用；⑸易于實現(xiàn)自動化操作。目前新建的1000m3以上的高爐多數(shù)采用無鐘爐頂裝料設備。本設計采用無鐘爐頂裝料設備。無鐘爐頂裝料設備從結(jié)構上，根據(jù)受料漏斗和稱量料罐的布置情況可劃分為兩種，并罐式結(jié)構和串罐式結(jié)構。因為并罐式結(jié)構會帶來并罐效應故多采用串罐式結(jié)構現(xiàn)在，故本設計即采取串罐式結(jié)構。3.3.1串罐式無鐘爐頂也稱中心排料式無鐘爐頂，其結(jié)構如圖3.1所示：圖3.1串罐式無鐘爐頂裝置1、上料皮帶機2、擋板3、受料漏斗4、上閘閥5、上密封閥6、稱量漏斗7、下節(jié)流閥8、下密封閥9、中心喉管10、旋轉(zhuǎn)溜槽11、中心導料器受料漏斗的作用是接受和貯存由皮帶機或料車卸下的爐料，并將爐料裝入稱量漏斗的裝置。稱量料罐的作用是接受和貯存爐料，內(nèi)壁有耐磨襯板加以保護。與并罐式無鐘爐頂相比，串罐式無鐘爐頂有一些重大改進：⑴密封閥由原先單獨的旋轉(zhuǎn)動作改為傾動和旋轉(zhuǎn)兩個動作，最大限度地降低了整個串罐式爐頂設備的高度，并使得密封動作更加合理。⑵采用密封閥閥座加熱技術，延長了密封圈的壽命。⑶在稱量料罐內(nèi)設置中心導料器，使得料罐在排料時形成質(zhì)量料流，改善了料罐排料時的料流偏析現(xiàn)象。⑷1988年PW公司進一步又提出了受料漏斗旋轉(zhuǎn)的方案，以避免皮帶上料系統(tǒng)向受料漏斗加料時由于落料點固定所造成的爐料偏析。概括起來，串罐式無鐘爐頂與并罐式無鐘爐頂相比具有以下特點：⑴投資較低，和并罐式無鐘爐頂相比可減少投資10%。⑵在上部結(jié)構中所需空間小，從而使得維修操作具有較大的空間。⑶設備高度與并罐式爐頂基本一致。⑷極大地保證了爐料在爐內(nèi)分布的對稱性，減小了爐料偏析，這一點對于保證高爐的穩(wěn)定順行是極為重要的。⑸絕對的中心排料，從而減小了料罐以及中心喉管的磨損，但是，旋轉(zhuǎn)溜槽所受爐料的沖擊有所增大，從而對旋轉(zhuǎn)溜槽的使用壽命有一定的影響。3.3.2無鐘爐頂?shù)牟剂戏绞叫D(zhuǎn)溜槽可以實現(xiàn)多種布料方式，根據(jù)生產(chǎn)對爐喉布料的要求，常用的有以下4中基本的布料方式環(huán)形布料，傾角固定的旋轉(zhuǎn)布料稱為環(huán)形布料。這種布料方式與料鐘布料相似，改變旋轉(zhuǎn)溜槽的傾角相當于改變料鐘直徑。由于旋轉(zhuǎn)溜槽的傾角可任意調(diào)節(jié)，所以可在爐喉的任一半徑做單環(huán)、雙環(huán)和多環(huán)布料，將焦炭和礦石布在不同的半徑上以調(diào)整煤氣分布。螺旋形布料，傾角變化的旋轉(zhuǎn)布料稱為螺旋形布料。布料時溜槽做等速的旋轉(zhuǎn)運動，每轉(zhuǎn)一圈跳變一個傾角，這種布料方法能把爐料布到爐喉截面任一部位，并且可以根據(jù)生產(chǎn)要求調(diào)整料層厚度，也能獲得較平坦的料面。定點布料，方位角固定的布料形式稱為定點布料。當爐內(nèi)某部位發(fā)生“管道”或“過吹”時，需用定點布料。扇形布料，方位角在規(guī)定范圍內(nèi)反復變化的布料形式稱為扇形布料。當爐內(nèi)產(chǎn)生偏析或局部崩料時，采用該布料方式。布料時旋轉(zhuǎn)溜槽在指定的弧段內(nèi)慢速來回擺動。3.3.3探料裝置探料裝置的作用是準確探測料面下降情況，以便及時上料，既可防止料滿時開大鐘頂彎鐘桿，又可防止低料操作線時爐頂溫度過高，燒壞爐頂設備，特別是高爐大型化、爐頂設備也不斷發(fā)展的今天，料面情況是上部布料作業(yè)的重要依據(jù)。目前使用最廣的是機械傳動的探料尺、微波式料面計和激光式料面計。本設計采用激光料面計激光料面計是20世紀80年代開發(fā)出的高爐料面形狀檢測裝置。它是利用光學三角法測量原理設計的，如圖3.2：圖3.2激光料面計它由方向角可調(diào)的旋轉(zhuǎn)光束掃描器向料面投射氬氣激光，在另一側(cè)用攝像機測量料面發(fā)光處的光學圖像得到各光點的二維坐標，再根據(jù)光線斷面的水平方位角和攝像機的幾何位置，進行坐標變換等處理，找出該點的三維坐標，并在圖像字符顯示器（CRT）顯示出整個料面形狀送風系統(tǒng)PAGE594送風系統(tǒng)高爐送風系統(tǒng)包括鼓風機、冷風管路、熱風爐、熱風管路以及管路上的各種閥門等。鼓風帶入高爐的熱量約占總熱量的四分之一，目前鼓風溫度一般為1000～1200℃，最高可達1400℃，提高風溫是降低焦比的重要手段，也有利于增大噴煤量。準確選擇送風系統(tǒng)鼓風機，合理布置管路系統(tǒng)，閥門工作可靠，熱風爐工作效率高，是保證高爐優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)的重要因素之一。4.1高爐鼓風機鼓風機用來提供燃料燃燒所必需的氧氣，熱空氣和焦炭在風口燃燒所生成的煤氣，又是在鼓風機的風壓下才能克服料柱阻力從爐頂排出。因此沒有鼓風機的正常運行，高爐不可能正常生產(chǎn)。4.1.1高爐冶煉時對鼓風機的要求如下：（1）要有足夠的風量。高爐鼓風機要保證向高爐提供足夠的空氣，以保證焦炭的燃燒。入爐風量通過物料平衡計算得到，也可按照下式近似計算：（4.1）式中=2870.52m3/min,標態(tài)入爐風量；Vu=1621,高爐有效容積；I=1.00t/(·d),高爐冶煉強度；V=2550/t,每噸干焦消耗標態(tài)風量，V=2450～2800/t。（2）要有足夠的鼓風壓力。高爐鼓風機出口風壓應能克服送風系統(tǒng)的阻力損失、克服料柱的阻力損失、保證高爐爐頂壓力符合要求。鼓風機出口風壓可用下式表示：（4.2）式中鼓風機出口風壓，Pa；高爐爐頂壓力，Pa,大型高爐0.25～0.40Mp，本設計取0.30Mp高爐料柱阻力損失，大型高爐為0.11～0.16Mp，本設計取0.14Mp高爐送風系統(tǒng)阻力損失，Pa，一般為0.01～0.02Mp，本設計取0.02Mp。（3）既能均勻、穩(wěn)定的送風，又要有良好的調(diào)節(jié)性能和一定的調(diào)節(jié)范圍。高爐冶煉要求固定風量操作，以保證爐況穩(wěn)定順行，此時風量不應受風壓波動的影響。但有時需要定風壓操作，如在解決高爐爐況不順或熱風爐換爐時，需要變動風量但有必須保證風壓的穩(wěn)定。此外高爐操作中常需加、減風量，如在不同氣象條件下、采用不同爐頂壓力、或料柱阻力損失變化時，都要求鼓風機出口風量和風壓能在較大范圍內(nèi)變化，因此，鼓風機要有良好的調(diào)節(jié)性能和一定的調(diào)節(jié)范圍。4.1.2高爐鼓風機工作原理及特性常用的高爐鼓風機有離心式和軸流式兩種，本設計選取軸流式鼓風機。軸流式鼓風機是由裝有工作葉片的轉(zhuǎn)子和裝有導流葉片的定子以及吸氣口、排氣口組成，其結(jié)構見圖4.1：圖4.1軸流式鼓風機1、機殼2、轉(zhuǎn)子3、工作葉片4、導流葉片5、吸氣口6、排氣口工作原理是依靠在轉(zhuǎn)子上裝有一定角度的工作葉片隨轉(zhuǎn)子一起高速旋轉(zhuǎn)，由于工作葉片對氣體做功，使獲得能量的氣體沿軸向流動，達到一定的風量和風壓。轉(zhuǎn)子上的一列工作葉片與機殼上的一列導流葉片構成軸流式鼓風機的一個級。級數(shù)越多，空氣的壓縮比越大，出口風壓也越高。軸流式鼓風機的特性如下：⑴氣體在風機中沿軸向流動，轉(zhuǎn)折少，風機效率高，可達到90%左右；⑵工作葉輪直徑小