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1、年产200万吨炼铁高炉车间设计摘要人类获得生铁重要手段是通过高炉炼铁，高炉炼铁是钢铁冶金中的基础 环节，同时也是最重要的环节。本设计任务是设计一个年生产能力达200万 吨炼铁高炉车间。本次设计的高炉HOOm高炉炉型为五段式，高炉炉衬设计依据各个 部分的工作条件的不同以及炉衬破损的机理，选择相应的耐火材料。热风炉 采用的传统改进型内燃式热风炉，燃烧室为复合型断面，热风炉数量为3座, 关于热风炉的设计部分还包括热风炉的各种设备以及相应的技术参数。上料 系统采用的是可不间断上料，原料破损率低的皮带运输上料，炉顶装料设备 是并罐式无钟炉顶。煤气处理系统的功能是降低高炉煤气粉尘含量，一般分 为三个阶段-
2、粗除尘、半精细除尘、精细除尘。煤粉喷吹系统采用了单管路 串罐式直接喷吹工艺，这种工艺大大提高了喷吹效率，改善冶炼条件。本设 计中还包括了其他一些环节的设计，例如渣铁处理系统。在设计的同时，广 泛参考借鉴前辈的研究数据和国内外同级别炉容的高炉的实际生产经验，从 理论和实践并举的角度出发，努力使本设计的高炉在技术操作上实现自动化 和机械化，并把对环境的损害降到最低。关键词：高炉，冶金计算，热风炉，鼓风机，煤气处理，渣铁处理编号：2.2配料计算一、吨铁矿石用量计算燃料带入的铁量565656Fe.f= (0. 0085 x + 0. 0003 x ) x 390 + 110 x 0. 0072 x =
3、 3. 27728872矿石用量41000 X (95. 7 - 0. 735； 一 S) - 99. 7Fe.f99. 7Tpe + 0. 68/k + 1. 03,脩(矿)x 0. 5_ 1000 X (95. 7 - 0. 73 X 0. 25 - 0. 028) - 99. 7 x 3. 2753. 528 x 0. 997 + 0. 68 x 0. 148 + 1. 03 x 0. 11 x 0. 5=1776. 15二、生铁成分计算Ae = (J x 代(混)+ Fe.f) x 0. 997 / 10=1776. 15 x 0. 53582 + 3. 27) x 0. 997 /
4、10=95.21(%)尸=(J X 混)+X P(焦)X 62 / 142) / 10=(1776. 15 x 0. 00145 + 390 x 0. 0001 x 62 / 142 _/ 10=0. 03(%)物=A x物(混)x 0. 5 / 10=1776. 15 x 0. 0011 x 0.5 / 10=0. 10(%)r = 100 - Fe -口加-P=100 - 95. 21 - 0. 25 - 0. 098 - 0. 026 - 0. 028=4. 38(%)生铁成分表如表2-5所示。表2-5生铁成分表()FeSiMnPSCZ95.210.250.100.030.034.381
5、00编号：三、石灰石用量计算矿石、燃料带入的CaO的量=A x CaOg）+ K x 6a0 （俅）+ M x 6a0爆）=1776. 15 x 0. 10602 + 390 x 0. 0087 + 110 x 0. 0054=192.29kg编号：矿石、燃料带入的SiO2量=A x S/02（混）+ / x S/02（焦）+ M x S/Q（煤）共八 =1776. 15 x 0. 0861 + 390 x 0. 0636 + 110 x 0. 0557 - 10 x 0. 25 x 28 =178. 5总石灰石的有效熔剂性：CaO不浓=自0石灰石 一 4 x S/O,（石灰扪=55.301
6、- 1.2 x 1.031 = 54. 06（%） 石灰的用量。=（178. 5 x 1.2 - 192. 29） / 0. 5406 = 40. 53kg 四、渣量及炉渣成分计算 炉料带入的各种炉渣组分的数量为6a0 = 192. 29 + 40. 53 x 0. 55301 = 214. 70kgSiO2 = 178. 5 + 40. 53 x 0. 01031 = 178. 91kgMgO = 1776. 15 x 0. 035 + 390 x 0. 0012 + 110 x 0. 0023 + 40. 53 x 0. 0623 = 65. 41kg4 = 1776. 15 x 0. 0
7、1353 + 390 x 0. 0542 + 110x 0. 0531 + 40. 53 x 0. 00117 = 50. 75kg渣中 MnO 量：MnO海=1776. 15 x 00011 x 0.5 x 71 / 55 = 1.264g 渣中 FeO 量：FeO港=952. 1 x 0. 003 / 0. 997 x 72 / 56 = 3. 68kgIt生铁炉料带入的硫量（硫负荷）：Z S = 1776. 15 X 0. 00046 + 390 x0. 0055 + 110 x 0. 0023 = 3. 22kg进入生铁的硫量：S生铁=0.028 x 10 = 0.284g进入煤气的硫
8、量：S煤气=3.22 x 0.05 = 0.16皿进入渣中的硫量：S渣=3.22 - 0.28 - 0. 16 = 2. 78*g炉渣组成如表2-6所示。表2-6 炉渣组成表项目CaOMgOSiO2AI2O3MnOFeOS/2z数量/kg214.7065.41178.9150.571.263.681.39515.92成分/%41.6112.6834.689.800.240.710.28100.00炉渣性能校核：炉渣实际碱度R=214.70/178.91 = l.20（与规定碱度相符）;编号：炉渣脱硫之硫的分配系数Ls=2x0.28/0.028=20；查阅炉渣相图可知，该炉渣熔化温度为1450C
9、；黏度：1500时，2.5 泊;1400C时，4 泊。由炉渣成分及性能校核可以看出，这种炉渣是能够符合高炉冶炼要求的。2.3物料平衡计算一、鼓风机算每吨生铁的各项耗碳是：燃料带入的可燃碳量CfCr = K x C(焦)+ M x C(煤)=390 x 0. 8485 + 110 x 0. 825=421. 67版生成 CH4 的耗碳量 = 6； X 0.01 = 421. 67 x 0. 01 = 4. 27kg生铁渗碳 6*r= 10 x 4. 38 = 43. 8kg氧化碳量 Co= Cr - Ccll4 - Cc = 421.67 - 4.27 - 43.9 = 373. 50kg其他因
10、素直接还原耗碳C期= 10( SY x 24/28 + Mn x 12 / 55 + x 60 / 62 + 12 x。x CO% x a / 44 + 12 x 12 x x (S) / 32) = 10 x (0. 25 x 24/28 + 0. 098 x 12/55 + 0. 026 x 60 / 62)+ 40. 53 x 0. 42928 x 12 / 44 x 0. 5 + 2. 78 x 12 / 32 = 6. 02kg式中”每吨生铁石灰石用量，kg：C石灰石中CCh的量；a在高温区石灰石分解率，通常取为0.5；U每吨生铁的渣量，kg;(S)渣中含硫量。铁的直接还原耗碳CdF
11、c= 12 x Fe. f x /) / 56 = 952. 1 x 0. 45 x 12 / 56 = 91. 81Ag风口前燃烧碳量Ch= co - Cda - CdFc = 373. 5 - 91.81 - 6.02 = 275. 67kg风口碳量所占比例为Ch / Cr = 275. 67 / 421. 67 = 65. 38(%)编号：鼓风含氧量02b= 0.21 + 0.29 x = 0.21 + 0. 25 x 0. 0155 = 0. 2145广 因此，每吨生铁的鼓风量Vh= Cb/ 24 - MX +Wxl6/68)/32x22.4/4b = 1190.51鼓风密度p, =
12、1. 288 - 0. 484 x 0. 0155 = 1. 280kg / m3 每吨生铁的鼓风质量Gb =Vbx p. = 1190. 51 x 1. 280 = 1523. 85kg 二、煤气组分和煤气质量计算 1、CH4的体积Vn= 390 x 0. 001 x 22. 4 / 16 + 4. 27 x 22. 4 / 12 = 8. 52才2、Hz的体积 鼓风湿分分解的氢V.,., = 1190. 51 x 0. 0155 = 18. 45/ 燃料带入的氢匕/ 燃=390 x (0. 001 + 0. 007) + 110 x (0. 0186 + 0. 0075 x 2 / 18)
13、 x 22. 4 / 2 = 58. 89;3 入炉的氢气总量Z % =45 + 58. 89 = 77. 34m3生成CH4耗氢【。抨=4. 27 x 2 x 22. 4 / 12 = 15. 94/假设有35%的氢参加还原(%2 =35%),的氢量为还原H.l r=77. 34 x 0. 35 = 27. 07/zz3 进入煤气的氢量K, = 77. 34 15. 94 27. 07 = 34. 33/高炉中氢的还原度27. 07 x 56 八八力) = 0. 07 22. 4 x 952. 13、CO2的体积矿石带入的CO2CO, = Ax电修)x 22. 4 / 44 = 1776.
14、51 x 0. 0033 x 22. 4 / 44 = 2. 98/zz3编号：熔剂分解出的CO2(取石灰石高温区分解率a=0.5)=40. 53 x 0. 42928 x (1 - 0. 5) x 22. 4 / 44 = 4. 43/焦炭带入的CO2CO, = 390 x 0. 001 x 22. 4 / 44 = 0. 20/由炉料带入的CO2CO.,= 2.98 + 4.43 + 0.2 = 7.61/高级氧化铁还原成的CO2CO2= 1776. 51 X 0. 62763 x 22. 4 / 160 = 156. 07/矿石中二氧化锌还原生成氧化镒产生的CO2=1776. 15 x
15、0. 00013 x 22.4 /87 = 0. 06户由FeO还原成Fe生成的CO2=952. 1 x (1 - 0. 45 - 0. 087) x 22. 4 / 56 = 176. 33/ 因还原生成的CO2总量=156. 07 + 0. 06 + 176. 33 = 332. 46煤气中的CO2总量Vco= 332.46 + 7.61 = 340.07m34、CO的体积风口前燃烧的碳生成的CO=275. 67 x 22. 4 / 12 = 514. 58勿3铁直接还原生成的CO=91.81 x 22.4 / 12 = 171. 38/之其他直接还原生成的CO=6. 02 + 22.4
16、/ 12 = 11. 24勿3上列三项CO总量=514. 58 + 171. 38 + 11.24 = 697. 20/焦炭挥发分带入的CO=390 x 0. 0063 x 22. 4 / 28 = 1. 97m3熔剂在高温区分解出CO2转成CO=40. 53 x 0. 42928 x 0. 5 x 22. 4 / 44 = 4. 43/w3编号：扣除间接还原消耗的CO后，进入煤气中的CO总量为% = 697. 20 + 1.97 + 4. 43 - 332. 46 = 371. 14/5、N2的体积鼓风带入的N2匕=1190. 51 x (1 - 0.0155) x 0.79 = 925.
17、65/焦炭煤粉带入的N2V2=390 x 0. 0004 + 0. 0027) + 110 x 0. 0036 x 22. 4 / 28 = 1. 28/z?3煤气中N2的总量% = 925.65 + 1.28 = 926.93/将上列计算结果列表2-7,求出煤气(干)总量及煤气成分。表2-7煤气组成表项目CO2COh2ch4n2Z体积/nr340.07371.1434.338.52926.931680.99含量/%20.2322.082.040.5155.14100.00煤气和鼓风体积比为r /Vb= 1680. 99 / 1190.51 = 1.412煤气密度Pm= 0. 2023 x 4
18、4 + (0. 2208 + 0. 5514) x 28 + 0. 0204 x 2 + 0. 0051 x 16/ 22. 4 =1. 368Ag /每吨生铁的煤气质量= 1680. 99 x 1.368 = 2299. 74kg三、煤气中水量计算还原生成的还=27. 07 x 18 / 22.4 = 21. 754g矿石带入的结晶水。矿=1776. 15 x 0.009 = 15. 994g焦炭带入的游离水编号：% = 390/(1 - 0. 0324) X 0. 0324 = 13. 06kg四、考虑炉料的机械损失，实际入炉量：矿石量,V矿=1776. 15 x 1.03 = 1829.
19、 43Ag焦炭量焦=403. 06 x 1.02 = 411. 12kg石灰量石灰=40. 53 x 1.01 = 40. 4 W因此，机械损失(含炉尘)量为(1829. 43- 1776. 15)+ (411. 12- 403. 06)+ (40. 94 - 40. 53) = 61. 75kg列物料平衡表2-8,计算物料平衡误差表2-8物料平衡表物料输入物料支出项目数量(kg)项目数量(kg)矿石1829.43生铁1000焦炭411.12炉渣515.92煤粉110煤气2299.24石灰石40.94煤气中的水汽50.8鼓风1523.85炉尘61.75总计3915.34总计3928.21物料平
20、衡误差：绝对误差=I 3915.34-3928.21 I =12.87kg 相对误差=12.87/3915.34=0.33%2.4热平衡计算一、热收入1、碳素氧化热编号：由还原反应生成的CO2为340.07m3,相当于氧化生成CCh的碳量是C0(a)2)= 340. 07 x 12/ 22.4 = 182.18纭氧化成CO的碳量则为=6 一 U(电)=373. 50 - 182. 18 = 191. 32kg碳素氧化热为0、=4. 18 x (2340 x 191. 32 + 7980 x 182. 18)=4. 18 x 1901485. 2 = 7948208. 14V2、鼓风带入的热量查
21、表可知1100时，干空气比焰375.1kcal/n?,水蒸气比焰457.6kcal/m3。每吨生铁的风量为1190.5111?,因而鼓风带入的物理热为：0s2 = 4. 18 x 1190. 51 x (375. 1 - (1 - 0. 0155) + 457. 6 x 0. 0155)=4. 18 x 448082. 67=1872984. 87V3、氢氧化热及CH生成热氢参加还原生成的水量为HzO尸21.75kg,生成甲烷的耗碳是0到=4.27他， 这两部分热量为= 4. 18 x (3211 x 21. 75 + 1124 x 4.27 x 16 / 12)=4. 18 x 76238.
22、 56 = 318677. 17V4、成渣热(由石灰石及生矿带入的CaO、MgO计算)0s4 = 4. 18 x 270 x 40. 53 x (0. 55301 + 0. 00623) + 1776. 15 x 0. 10 x (0 + 0. 0028) =4. 18 x 6254. 10 =26142. 12V5、因采用冷矿，炉料带入物理热可忽略不计 以上各项总热收入为0s = 4. 18 x (1901485. 2 + 44808. 67 + 76238. 56 + 6254. 10)=4. 18 x 2432060. 53 = 10166013V二、热支出1、氧化物分解耗热(1)铁氧化
23、物分解耗热烧结矿中以硅酸铁形态存在的FeO量为编号：FeO硅=0. 94 x 0. 2 x 尺。烧=0. 9 x 1776. 15 x 0. 2 x 0. 1818 = 43. 554g以Fe3O4形态存在的FeO量则为FeO略=A x FeO戏一生蠹=1776. 15 x 0. 12303 43. 55 = 174. 97kg以Fe3O4形态存在的Fe2O3量为Fe20M = Fe() x 160 / 72 = 174. 97 x 160 / 72 = 388. 824g因此，矿石带入的FC3O4量为代3。1=388. 82 + 174. 97 = 563. 79kg矿石带入的赤铁矿量为做。
24、3赤二/ x 凡2。3混一尺2：处=1776. 15 x 0. 62763388. 82=725. 95kg燃料带入的FeO量为FeO然=K x FeO焦 + M x FeO媒=390 x 0. 0085 + 110 x 0. 0072 = 4. 11kg进入渣的FeO量3.65kg需分解的硅酸铁中FeO总量为= FeO+ 用。燃- 3. 68 = 43. 55 + 4. 11 - 3. 68 = 43. 98kg因此，铁氧化分解耗热Q/口 = 4. 18 x (973. 3 x 43. 98 + 1146. 4 x 563. 79 + 1230. 7 x 725. 95)=1582561.
25、26 x 4. 18 = 6615106. 05V(2)其他氧化物分解耗热。儿2 = 4. 18 x (341. 1 x 1776. 15 x 0. 00013 + 1758. 5 x 10 x 0. 098 + 7366 x 10 x 0. 25 + 8540 x 1() x 0. 026) = 4. 18 x 22437. 49 = 93788. IkJ氧化物分解耗热总量= 4, 18 x (1582561. 26 + 22437. 49) = 4. 18 x 1604978. 75 = 6708894.16kJ2、脱硫耗热= 4. 18 x 1995 x S渣=4. 18 x 1995
26、x 3. 78 = 31521. 80V3、碳酸盐分解耗热生矿中二氧化碳的量生矿)=o. U X C()2生=0. 1 X 1776. 15 x 0. 0033 = 0. 59例其中，以CaCO3形态存在则为前言1第一章高炉炼铁概况21.1 高炉炼铁的发展概况21.2 高炉及其附属设备21.3 高炉炼铁设计的基本原则2第二章高炉炼铁综合计算42.1 原始资料42.2 配料计算72.3 物料平衡计算102.4 热平衡计算14第三章高炉炼铁车间设计203.1 高炉座数及容积设计20第四章高炉本体设计213.2 炉型设计213.3 炉衬设计233.4 高炉冷却设备243.5 高炉冷却系统263.6
27、高炉送风管路263.7 高炉钢结构273.8 高炉基础27第五章附属设备系统295.1 供料系统295.2 炉顶装料系统305.3 送风系统315.4 煤气处理系统345.5 煤粉喷吹系统375.6 渣铁处理系统38第六章高炉炼铁车间平面布置416.1 应遵循的原则416.2 高炉炼铁车间平面布置的形式41编号：卬3）= 0. 59 x 0 = 0kg以MgCCh形态存在的则为CO2（m）= 0. 59 - 0 = 0. 59kg石灰石中CO2的量=4。.53 x 0. 4293 = 17. 40份其中，以CaCCh形态存在的CO2量为超（S）= 40. 53 x 0. 5530 x 44 /
28、 56 = 17. 61kg则以MgCCh形态存在的量为0kg碳酸盐分解耗热。用=4. 18 x 966. 4 x （0 + 17. 61） + 594. 3 x （0. 59 + 0）=4. 18 x 72602. 17 = 303477. 08kJ对于CO2分解耗热量为Qco= 4. 18 x 5490 x 40. 53 x 0. 4293 x 0.5 x 12/44=4. 18 x 13381. 82 = 55936V因此，Q/3 = 4. 18 x （72602. 17 + 13381. 82） = 4. 18 x 85983. 99 = 359413. 08kJ4、水分分解耗热Q心=
29、4. 18 x （2580 x 18. 45 + 3211 x 110 x 0. 0075） = 4. 18 x 50250. 08 = 210045. 31V 5、游离水蒸发耗热0,5 = 4. 18 x 620 x 13. 06 + （620 + 79） x 1776. 15 x 0.00224=4. 18 x 11076. 87 = 46301.31V6、喷吹煤粉分解耗热（无烟煤分解耗热250kcal/kg）06 = 4. 18 x 250 x 110 = 114950V7、铁水带走热量（取铁水比焰280kcal/kg）Qdl= 4. 18 x 280 x 1000 = 1170400V
30、8、炉渣带走热量（取炉渣比焰420kcal/kg）。“8 = 4. 18 x 420 x 515.92 = 905749. 15V9、煤气带走热量当炉顶温度200时，查表2-9可知各气体组分的比焰是（kJ/n/）。表2-9各气体组分比蛤编号：co2COh2ch4n2h2o85.462.862.287.462.672.8干煤气带走的热量(煤气比66.51kcal/m3,其平均热熔为0.3325kcal/(m3.)49=4. 18 x (85. 4 x 340. 07 + 87. 4 x 8. 52 + 62. 8 x 371. 14 + 62. 2 x 34. 33 + 62. 6 x 926.
31、 93 =4. 18 x 113255. 36 = 473407.41V煤气中的水蒸气带走的热量(还原生成的水量27.07m水蒸气100时的比熔为 36kcal/kg)9,2 = 4. 18 x 27. 07 x 72. 8 + (15. 99 + 13. 06) x 22.4 / 18 x (72. 8 - 36)=4. 18 x 3301. 06 = 13798. 42kJ炉尘带走的热量为。93 = 4. 18 x 0. 17 x 200 x 61.75 = 4. 18 x 2099. 5 = 8775. 91V因此，煤气带走的热量为0/9 = 4. 18 X (2099. 5 + 330
32、1. 06 + 113255.36) = 4. 18 x 118656. 46 = 495984. ()V10、热损失上列9项热支出总和为0 = 4. 18 x (1604978. 75 + 7541. 1 + 85983. 99 + 50250. 08 + 11076. 87 + 27500 + 280000+ 216686. 4 + 118656. 46) = 4. 18 x 2402693. 64 = 10043259.4kJ高炉热损失。失=。- Q, = 10166013- 10043259. 4 = 122753. 6V热损失所占比例：122753.6/10比例13=1.21%三、列
33、热平衡表2-10,计算热平衡指标表2-10物料平衡表热收入热支出项目KcalkJ百分比项目KcalkJ百分比碳素氧化热1901485.27948208.1478.18氧化物分解热1604978.86708894.7666.51鼓风物理热448082.671872984.8718.42脱硫耗热7541.131521.80.31氢氧化热76238.56318677.173.13碳酸盐分解热85983.99303477.083.01成渣热6254.1226142.120.26水分分解热50250.08210045.312.08炉料物理热000游离水蒸发热11076.8746301.310.46喷吹分
34、解热275001149501.14铁水带走热量280000117040011.6炉渣带走热216686.41905749.158.96煤气带走热118656.46473407.414.69热损失29366.89122753.61.22总计2432040.510087500.40100.00总计2432040.510087500.42100.00高炉有效热量利用系数高炉碳素热能利用系数4产Qc7980 x。氧化1901485.27980 x 373. 50=63. 80(%)编号：第三章高炉炼铁车间设计3.1 高炉座数及容积设计3.1.1 生铁产量的确定本设计任务书上的生铁产量为年产200万吨。
35、3.1.2 高炉炼铁车间总容积的确定高炉炼铁车间日产量（t）,即：高炉炼铁车间口产量年产量年工作日确定工作日：365 x 95% = 347(d)日产量七=200 x 101347=5763. 69( t)3.1.3 高炉座数的确定随着近年来管理水平的提高，新建的钢铁厂高炉的数目通常只有23 座。本车间设计的高炉数目为2座。则每座高炉日产户普更= 2881.85（2）根据高炉炼铁车间日产量和高炉有效利用系数（7 = 2. 6/（1.）计算每座高炉有效容积：. p 2881.85. AO% = 一 = ： = 1108. 40(f),取 1100m3oZ 2.6编号：第四章高炉本体设计高炉本体设
36、计主要是高炉基础、钢结构、炉衬、冷却设备的设计以及 高炉炉型设计等。要进行高炉本体设计首先要进行高炉炉衬的设计。4.1 炉型设计高炉炉型指的是高炉工作空间的内部剖面形状，采用五段式设计一炉缸、 炉腹、炉腰、炉身、炉喉。4.1.1 各部分尺寸计算一、炉缸直径网：冶炼强度 I =/k= 0. 39 X 2. 6 = 10. lr/(/3,),取燃烧强度.九= 25.2t Md),则炉缸直径为,1 1 q叵 1 1 q。1 - 110& 4 , 而67=1. 13J- = 1. 13. = 7. 53(/77) 取 7.5mv Ja v 25.2校核4 = & 4 = 24.90 合理A - x 7
37、. 5324二、炉缸高度：选取e = 1.20,。= 0.55,7 = 7.比/，一昼夜出铁次数取为10,则渣 口高度,.cp . o_ 1.20 x 2881.851 AO h7 =1.2/ = 1. 27 x7 = 1. 98m , 取 2.0m 。nycrd210 x 0. 55 x 7. 1 x 7. 52取风口、渣口中心线的高度差o = L3r,安装风口的结构尺寸6 = 0. 5m , 则炉缸高炉为/?! =+ b =瓦 + a + b = 2. 0 + 1. 3 + 0. 5 = 3. 8/?风 口数目 n = 2(d + 2) = 2 x (7. 53 + 2) = 2 x 9.
38、 53 = 19. 06,取 n=19。三、死铁层厚度：选取4 =1.5加编号：四、炉腰直径、炉腹角、炉腹高度：选取 D/d=1.13,则 D=l.13x7.5=8.51 (m),取 8.50 (m)选取a=80.50,则炉腹高度11,=tan a =tan 80. 50 = 2. 99%，取 3m 22校核atan a = =、* = 6 则 a=80,54D-d 8. 5 - 7. 5五、炉喉直径、炉喉高度：选取 dy= o. 68,则 4 = 0. 68 X 8. 5 = 5. 78/,取4 = 5. 80/选取 4 = 2. 8/77六、炉身角、炉身高度、炉腰高度：选取p=84,则%
39、=4 tan p = 5 tan 84 = 12. 84 /，取用=12. 80/7/22校核 R tanP = 一如一=2 乂 这 80= 948m,则 B = 83. 98PD-d,8. 5 - 5.8选取 H/D= 3,则,=3 x 8. 5 = 25. 5m求得方3 = Hu -耳-方2 -/4 一色=25. 5 - 3. 8 - 3. 0 - 12. 8 - 2. 8 = 3. 1(/)七、校核炉容：炉缸体积V, = - d2h, = - x 7. 52x 3. 8 = 167. 79(/)44炉腹体积匕=九(2 + + 2)= C X 3. 0 X (8. 52 + 8. 5 X
40、7. 5 + 7. 52) = 150. 92(/) 1212炉腰体积编号：匕=7 方3 = X 8. 52 X 3. 1 = 21 1. 19(/773)炉身体积匕=考用(2 + Dd、+ )=x 12. 8 x (8. 52 + 8. 5 x 5. 8 + 5. 82) = 519. 78(勿) 炉喉体积1二(:力5 = x 5. 82x 2. 8 = 73. 94(/)高炉总体积匕=匕 + % + 匕 + 匕 + J/ = 167. 79 + 150. 92 + 211. 19 + 519. 78 = 1089. 25(/)一/ 1089.25 - 11001 八in/误差：AK = x
41、 100% = 0. 98% 1%1100炉型设计合理，均与现存高炉的尺寸范围相符合。4.2 炉衬设计4.2.1 炉底和炉缸炉底、炉缸在耐火材料上的选择有不同的方案，典型的结构有两大类： 全炭砖炉缸侧壁和综合炉底结合的结构（简称全炭转结构），综合炉缸侧壁 和综合炉底结合的结构（简称陶瓷杯结构）。本设计采用全炭转结构，主要 耐火材料是碳质微孔大块炭砖、半石墨化大块炭砖、石墨砖（炉底最底下 1-2 层）4,o4.2.2 炉腹炉腹的工作条件恶劣，在高炉开始工作不久后耐火材料就被侵蚀，该部 分主要是靠衬砖表面形成的渣皮进行工作。所以，在炉腹部分要维持一代炉 龄寿命采取的主要措施是靠加强冷却。所以本设计
42、炉腹采用高铝砖，周围采 用镶砖冷却壁。4.2.3 炉腰和炉身下部编号：从炉腹到炉身下部的炉衬受到的破坏有机械冲刷作用、渗透作用、化学 侵蚀作用、热震作用。本设计采用的是砖壁合一的薄壁炉衬。砖壁合一的薄壁内衬结构主要包 括两种布置形式。第一种为全铸铁冷却壁形式，第二种为铸铁和铜冷却壁二 者混合形式。木设计采用第二种形式即铸铁冷却壁和铜冷却壁混合形式，在 炉腹、炉腰及炉身下部这三个部位均采用铜冷却壁。4.2.4 炉身上部和炉喉炉身上部温度较低，主要所受破坏煤气流冲刷与炉料摩擦。本设计炉身 上部以高铝砖砌筑，炉身上部没有设内衬，由冷却壁维持正常工作。炉喉所受的破坏作用更多，例如煤气流的冲刷作用、固体
43、炉料的摩擦作 用、装料时温度急剧波动的热震破坏作用，甚至受到炉料的直接撞击作用。 所以本设计采用炉喉钢砖为炉喉衬板。4.3 高炉冷却设备4.3.1 冷却设备的作用长期在高温下工作的高炉炉衬，必须经过冷却才能使其寿命延长，从而 延长高炉的寿命，因此，高炉有一系列的冷却设备来保证高炉安全平稳运行， 这些冷却设备的主要作用有以下四点：（1）连续不间断地降低耐火砖衬的温度。（2）冷却炉衬表面从而使炉渣在炉衬表面冷却凝结从而在炉衬表面 形成保护性渣皮。（3）冷却炉壳和相关金属构件，防止其被高温破坏。（4）支撑高炉内衬。4.3.2 冷却介质本设计采用水冷的方式，因为水可以凭借其最大的比热容带走大量的 热，
44、而且水的价格便宜，运输方便，有利于降低生产成本。4.3.3 各部位的冷却设备选择与设计一、炉底侧面和炉缸：编号：本设计中炉底和炉缸部位采用光面冷却壁。二、炉腹、炉腰这两个地方均采用镶胸冷却壁。三、炉身：本设计炉身采用板壁结合冷却结构形式。四、炉顶：采用喷水冷却。434冷却设备的工作制度一、水的消耗量：先计算出炉体的热负荷。炉体总热负荷计算经验公式 如下：= 0. 12/7 + 0. 0045/Q炉体热负荷，106kj/h；n高炉风口数，个；Vu高炉有效容积，n/。0 = 0. 12 x 19 + 0. 0045 x 1100 = 4. 97 x 106V / h炉体总热负荷与总冷却水用量关系如下：Q = MC(t - x 103Q炉体热负荷，kJ/h； M 炉体总的冷却水用量，t/h；C冷却水比热，kJ/(kg.)t。，t冷却水进、出水温度，。本设计要求：冷却水进水温度33,出水温度在5060C之间，冷 却水的比热为4.18 kJ/(kg -)oQC(f0)1000本设计高炉总的冷却水用量为118.90 l/h o二、高炉供水水压的确定对炉体的供水压力有着严格的要求，对于选择不同部位的水压本设计