【正文】 體是一個有機的整體，消除了鑄鐵冷卻壁因水管與壁體之間存在氣隙而形成隔熱屏障的弊端，再加上銅本身具有的高導熱性，這樣就使得銅冷卻壁在實際使用過程中能保持非常低的工作溫度。由于渣皮的導熱性極低，渣皮形成后，就形成了由爐內(nèi)向銅冷卻壁傳熱的一道隔熱屏障，從而減少了爐內(nèi)熱損失。冷卻模塊將爐身部位的爐殼沿徑向分成數(shù)塊，塊數(shù)取決于爐前的起重能力這種冷卻設備主要技術優(yōu)點如下：1）根據(jù)烏克蘭高爐的經(jīng)驗與傳統(tǒng)的“爐殼—鑄鐵冷卻壁—爐襯” 相比，爐身壽命可提高近 l 倍。3）縮短大修時間。風口由風口大套、風口中套和風口小套組成（見圖 51） ，是送風管路最前端的一個部件。鐵口套的作用是保護鐵口處的爐殼。 爐殼及鋼結構的確定爐體鋼結構主要包括爐體支柱、爐頂框架、爐殼及平臺結構等。這。根據(jù)爐體內(nèi)襯結構及爐頂設備的載荷傳遞到爐基的方式爐體支柱結構有四種：爐缸支柱式，爐缸、爐身支柱式，爐體框架式，自立式?？紤]不使應力集中，鐵口套的形狀，一般做成橢圓形，或四角大圓弧半徑的方形。風口直徑按生產(chǎn)實踐經(jīng)驗而定，同相似爐容的高爐相比較，本設計風口直徑取 180 。4）高爐大修初始即形成操作爐型，有利高爐順行，同時由于爐襯減薄，也擴大了爐容，在供排水方面無特殊要求，利用原有系統(tǒng)即可正常進行。2）明顯降低爐身造價。爐身：為提高高爐爐身壽命，原蘇聯(lián)開發(fā)了一種新型爐身結構并廣泛應用于高爐生產(chǎn)。較低的冷卻壁熱面溫度是冷卻壁表面渣皮形成和脫落后快速重建的必要條件。銅冷卻壁的特點有：1）銅冷卻壁具有熱導率高，熱損失低的特點。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100～150 縫隙，本設計取 120mm，填以炭素料。冷卻壁設置于爐殼爐襯之間。而水冷時，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出口溫度會帶來一定的困難。冷卻介質有水、空氣、汽水混合物三種。冷卻設備的作用是：保護爐殼。厚墻爐腰有利于這種轉化，薄墻爐腰不利于這種轉化，而有利于固定爐型的作用。鼓風中的氧氣、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。受 1400～1600℃（風口前端達 1800℃）以上的高溫作用，與同時受到的壓力結合，破壞作用強。本設計選用正八邊形，其對角線長為 40 ，采用風冷和水m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。高爐基礎的結構主要取決于地質條件和高爐的容積。一般建在大于 。 高爐基礎的要求對高爐基礎（見圖 41）的要求是：高爐基礎應把高爐的全部載荷均勻的傳遞給地基，不發(fā)生沉陷和不均勻的沉陷。015813 爐身角 β 39。π高爐容積 Vu=V1+V2 +V3+V4+V5=179。 π江西理工大學應用科學學院畢業(yè)設計25（2）爐腹體積： V2= h2（D 2+Dd+d2）=179。 （在式中補上直徑 10 的平方號）爐缸高度 h1：鐵口中心線至風口中心線的高度 （1）渣口高度 hz：渣口中心線至鐵口中心線的高度 取 hz=180。 ==3m 高爐爐型及尺寸確定爐缸直徑 d： =燃其中，冶煉強度 I= k==(m3?d)；燃燒強度 取 (m3?h)hi燃則 （式中 應換成 ） 取 d=180。年 產(chǎn) 量高 爐 車 間 日 產(chǎn) 鐵 量 年 工 作 日高爐車間高爐座數(shù)高爐車間建設高爐的座數(shù)，既要考慮盡量增大高爐容積，又要考慮企業(yè)煤氣平衡和生鐵量的均衡，保證在一座高爐停產(chǎn)時，鐵水和煤氣的供應不致間斷。Kc 值一般在 50%～60%之間，個別可高達65%。有效熱利用系數(shù) TK T%10??全 部有 效Q式中 — 單位生鐵的全部熱量消耗，KJ/t；全 部 — 單位生鐵的有效熱量消耗，KJ/t；有 效 TK % ????顯然， 的高低標志著高爐熱量利用的好壞。表 219 200℃時煤氣各成分的熱熔 ??Cmkcal03/?N2 CO CO2 H2 CH4 H2O （1）干煤氣帶走的熱量干煤氣的熱熔為： ??Cmkcal03/.. .????? ???所以干煤氣帶走的熱量為： ??..?（2）水蒸氣帶走的熱量為： ().(2)180。+分 解 低 （ ）式中 — 1Kg 噴吹物的分解熱，KJ/Kg；分 解江西理工大學應用科學學院畢業(yè)設計21 — 1Kg 噴吹物的低發(fā)熱值，kcal/Kg；低Q， ， — 噴吹物中該成分的質量分數(shù)，%。表 218 脫 S 消耗的熱量趙紫平：年產(chǎn) 300 萬噸生鐵高爐設計20脫 S 劑 1kmol 硫消耗熱量/kcal 1kg 硫消耗熱量/kcalCaO 41340 1290MnO 47910 1495FeO 42070 1315MgO 61410 1920以 CaO、MnO、FeO 作為脫 S 劑時，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。180。 （1）鐵氧化物的分解熱計算 ()mFe硅 酸 鐵 ()%=180。一般原料分析中沒有指出各種形態(tài)氧化物的含量，計算時依據(jù)礦物常識做出假定。=補充 270 意義混合礦帶入熱本設計只需計算燒結帶入的物理熱，其他料(如煤粉）等帶入的物理熱均忽略不計。180。?Cmkcal03/? ??Cmkcal03/? ??? ][ ?氫氧化放熱。 放出的熱量為： 2O()()7980/180。根據(jù)能量守恒定律，在高爐冶煉過程中吸收的熱量應等于支出的熱量。鼓風的質量為： )/()]()015.(.[ 3mkg???????則全部鼓風質量為： 48468kg?煤氣質量的計算1m179。（1）鼓風帶入的 N2： )()18.()()( mVff ????（2）焦炭帶入的 N2： )(??（3）煤粉帶入的 N2： )()( 32 mme ??則進入煤氣帶入的 N2 為： .157..073V?根據(jù)以上計算列出的煤氣成分見表 216。（5）還原 Si 消耗的 C 量：Sii22 )()(kgCm??（6）還原 Fe 消耗的 C 量： OFe? )().()( kg???（7）還原 P 消耗的 C 量： 252? 修改后（ 應為 ）6()()mpkg=180。ch（1）生成甲烷的 C 量：42HC?? 4()()kg=180。 表 215 生鐵的最終成分 成分 Si Mn P C Fe S Σ質量分數(shù) / % 100 物料平衡高爐物料平衡計算包括風量計算、煤氣量計算以及編制物料平衡表。ch生鐵含 S 量的計算 %10)(][??ttmw趙紫平：年產(chǎn) 300 萬噸生鐵高爐設計12 %??生鐵含 Si 量為 % 生鐵含 Mn 量的計算。180。表 212 原燃料的機械損失原燃料 機械損失 / % 原燃料 機械損失 / %礦石 2 焦炭 1溶劑 1 表 213 生鐵原料實際消耗量原燃料 理論消耗量/ kg 機械損失 / % 水分 / % 實際消耗量/kg混合礦 1626 2 0 1659碎鐵 40 0 0 40石灰石 328 1 0 趙紫平：年產(chǎn) 300 萬噸生鐵高爐設計10焦炭 1 423．64總計 最終爐渣成分和數(shù)量計算進入爐渣的全部 S 量 mchtymejLKza SSSmS )()()()()()()( ?????)( 05.)()()()(40 )].).(42[1386kg SSmejLK?? ?? ????式中 — 進入爐渣的硫量（1t 生鐵） ，kg\t；zaSm — 礦石帶入的硫量（1t 生鐵） ，kg\t；K — 溶劑帶入的硫量（1t 生鐵） ，kg\t；L)( — 焦炭帶入的硫量（1t 生鐵） ，kg\t；j — 煤粉帶入的硫量（1t 生鐵） ，kg\t；meS — 重油帶入的硫量（1t 生鐵） ，kg\t；y)( — 進入生鐵帶入的硫量（1t 生鐵） ，kg\t；t — 爐塵帶走的硫量（1t 生鐵） ， kg\t；ch — 煤氣帶走的硫量（1t 生鐵） ，kg\t；mS)(進入爐渣的 FeO 量 ()65Fe kg=180。180。+=礦石的需求量=kQ)((tzachMjmekemFeF+式中 —礦石的需求量（1t 生鐵） ，kg\t；k — 進入生鐵的鐵量（1t 生鐵） ，kg\t；tF)( — 進入爐渣的鐵量（1t 生鐵） ，kg\t；zae — 進入爐塵的鐵量（1t 生鐵） ，kg\t；ch — 碎鐵帶入的鐵量（1t 生鐵） ，kg\t；Mm)( — 焦炭帶入的鐵量（1t 生鐵） ，kg\t；j趙紫平：年產(chǎn) 300 萬噸生鐵高爐設計8 — 煤粉帶入的鐵量（1t 生鐵） ，kg\t；meF)( — 礦石含鐵量（1t 生鐵） ，kg\t；k其中， 的計算方法如下：eFe2O3 ~ 2Fe x 故:x=FeO ~ Fe y 故：y=根據(jù)以上計算=meF)(180.()180。設計中需要的各種成分如以下各表所示。 配料計算的目的配料計算的目的，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。在場內(nèi)應具有排列美觀，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。標準化。發(fā)展遠景。經(jīng)濟性?？陀^性?？杀ＷC風口前有足夠的風口回旋區(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條件。較小的爐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，保護爐腹冷卻壁，延長其壽命。 %10??規(guī) 定 工 作 時 間休 風 時 間休 風 率生鐵合格率化學成分符合規(guī)定要求的生鐵量占全部生鐵產(chǎn)量的百分數(shù)，是評價高爐優(yōu)質生產(chǎn)的主要指標。燃料比和綜合焦比是判別冶煉一噸生鐵總燃料消耗量的一個重要指標。 tkgk晝 夜 合 格 生 鐵 產(chǎn) 量晝 夜 干 焦 消 耗 量焦 比 ?修改后燃料比(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。小型高爐利用系數(shù)可達 ～，大型高爐一般為 ~?，F(xiàn)代化高爐還可以利用爐頂?shù)母邏海脤С龅牟糠置簹獍l(fā)電。在高溫趙紫平：年產(chǎn) 300 萬噸生鐵高爐設計2下，焦炭中和噴吹物中的碳及碳燃燒生成的一氧化碳將鐵礦石中的氧奪取出來，得到鐵，這個過程叫做還原。 圖11 高爐的結構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基座高爐煉鐵原理及工藝流程示意圖高爐生產(chǎn)是連續(xù)進行的。關鍵詞：高爐；煉鐵工藝計算；設計；煤氣處理 趙紫平：年產(chǎn) 300 萬噸生鐵高爐設計IIAbstract Blast furnace ironmaking was the traditional ironmaking 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 energy 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 profile, s