【正文】 h℃） （1）熱阻R的計(jì)算R=式中δ——為格磚當(dāng)量厚度的一半，；ρ——格子磚的密度；C——格子磚的熱容；β——燃燒和送風(fēng)總時(shí)間是是燃燒時(shí)間的倍數(shù)，；τz——燃燒時(shí)間和送風(fēng)時(shí)間的和，本設(shè)計(jì)取3h。m3Va===綜上得Q=（120080）=536960299kJ/周期2．Δt為平均溫差Δt= ==℃式中：tv、t1分別為煙氣入口、出口溫度； ti、t2分別為空氣入口、出口溫度；3．實(shí)際總傳熱系數(shù)K的計(jì)算：K=格磚上下端溫度為==1300℃==165℃本設(shè)計(jì)中熱風(fēng)爐高溫區(qū)采用硅磚，其他部位采用粘土磚，其性質(zhì)如表710所示：表710 熱風(fēng)爐砌筑用耐火材料性質(zhì)磚名λ0bCp0b’ρ(kg/m3)高鋁磚1031042200黏土磚1031042000故=（1031300）=（m：（1）單位體積格子磚具有較大的受熱面積進(jìn)行熱交換；（2）有一定的磚的重量來蓄熱，保證送風(fēng)周期內(nèi)，不引起過大的風(fēng)溫降；（3）能引起氣流擾動(dòng)，保持高流速，提高對(duì)流的傳熱效率；（4）格子磚堆砌后結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，磚之間不產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)。4）.送風(fēng)溫度較高，可長(zhǎng)時(shí)間保持130℃風(fēng)溫。(4) 能保證長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)、安全及高效率運(yùn)行。高爐送風(fēng)制度是高爐操作的根本制度，是高爐穩(wěn)定順行、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的重要條件。4. 槽下上料系統(tǒng)采用PLC 自動(dòng)稱量早期高爐上料控制系統(tǒng)多采用繼電控制，主要存在兩大缺陷，一是控制系統(tǒng)復(fù)雜；二是工作模式只有手動(dòng)和機(jī)旁兩種操作方式，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。此外還有觀察膠帶爬行的裝置，預(yù)防膠帶斷裂設(shè)備和預(yù)防停運(yùn)時(shí)偶然啟動(dòng)的設(shè)備。（3）節(jié)省投資，節(jié)省鋼材，減輕了重量，簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)。（2）礦石稱量漏斗其主要安裝在貯焦槽的下面，通過漏斗及閘門把經(jīng)過篩分的礦石卸入膠帶機(jī)。主要有槽體、激振器、減振器三部分組成。（2）由于V燒結(jié)：V球團(tuán)：V天然=：：=：::故 V燒結(jié) =()3462=，取3000m3，取燒結(jié)礦槽5006 V球團(tuán)=()3462=，取300 m3，取球團(tuán)礦槽3001V天然=()3462=，取150 m3，取天然礦槽1501總?cè)莘e為3450 m3。當(dāng)槽上用火車，槽下用稱量車運(yùn)輸時(shí)，一般成雙排礦槽。④ 原料系統(tǒng)各轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)和漏料點(diǎn)都有灰塵產(chǎn)生，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮足夠的通風(fēng)除塵設(shè)施。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖（5—1）所示：圖52 鐘閥式爐頂均壓系統(tǒng)4放散閥；5消音器；6下降管；7回壓管；8事故排壓閥；16均壓閥； 11一次均壓管；12除塵器；13文氏管；14調(diào)壓閥組；15集塵器；17控制閥；18二次均壓管；19氮?dú)夤蓿?0貯料斗；21密封閥；22小料斗；23小料鐘；24大料斗；25大料斗探料裝置的作用是正確探測(cè)料面下降情況，以便及時(shí)上料。氣封閥殼體是厚鋼板焊接件，呈截錐體形，溜槽的回轉(zhuǎn)和傾動(dòng)兩套傳動(dòng)系統(tǒng)均配制在其內(nèi)。4．下密封閥及氣封漏斗 下密封閥設(shè)置在氣封漏斗內(nèi)，與氣封漏斗構(gòu)成一體，坐落在爐頂支柱上。5．尺寸應(yīng)能滿足高爐生產(chǎn)能力的要求。11. 布置廠址時(shí)應(yīng)充分利用地形，不占或少占農(nóng)田。窩風(fēng)的盆地不宜選擇為工廠廠址。廠址選擇應(yīng)考慮以下因素:1. 要考慮工業(yè)布局,有利于經(jīng)濟(jì)合作。一般混凝土只能在150以下工作，250便有開裂，400時(shí)失去強(qiáng)度，鋼筋混凝土700時(shí)失去強(qiáng)度。各層工作平臺(tái)之間用走梯連接。這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是爐頂框架上的全部載荷由四根大支柱組成的大框架直接傳遞到爐基，爐頂法蘭盤上的載荷由爐殼傳遞到爐基，取消了爐腰托圈，爐缸支柱及爐身支柱。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。凸臺(tái)冷卻壁的凸臺(tái)部分起到支撐上部砌磚的作用，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。光面冷卻壁與爐殼之間留20的縫隙，并用稀泥漿灌滿。外部冷卻也稱噴水冷卻。 爐體冷卻通過合理的爐體冷卻可以：（1）充分冷卻內(nèi)襯，延長(zhǎng)壽命。（本設(shè)計(jì)取1760）爐腹位于風(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。爐缸工作條件與爐底相似，而且裝有鐵口、風(fēng)口。陶瓷杯下鋪8層碳磚，每層400mm。鐵口套與爐殼采用鉚接，鐵口套采用橢圓形鑄件，材質(zhì)為ZG25，其結(jié)構(gòu)如圖（32）所示。在每個(gè)風(fēng)口進(jìn)出水管上各安裝一個(gè)雙管式電磁流量計(jì)，當(dāng)排水量低于設(shè)定值的下限時(shí)，立即報(bào)警，保證了風(fēng)口安全工作。由于其不同于其它風(fēng)口的水道結(jié)構(gòu)，使低溫水首先進(jìn)入高溫區(qū)，而且由于水道前端截面積最小，所以水速最高，加強(qiáng)了前端的換熱能力。風(fēng)口小套的通風(fēng)道一般為錐狀，其直徑應(yīng)根據(jù)操作風(fēng)速來確定。它位于高爐爐缸上部，成一定角度探出爐壁。d＋d2)= m3V3=D2 kJ/kg kJ/kg kJ/kg故==== kJ==故QFe分=++=Mn氧化物分解吸熱=%1000=Si氧化物分解吸熱=%1000=P氧化物分解吸熱QP分=%1000=因此氧化物分解吸熱Q氧分=QFe分+++ QP分=+++=（2）脫硫吸熱設(shè)燒結(jié)礦中S以FeS存在，Q脫S=GS渣== kJ（3）碳酸鹽分解吸熱=% =%所以Q碳酸分=44/4048+44/2489 =其中，CaCO3和MgCO3分解每產(chǎn)生1kgCO2吸收的熱量分別為4048kJ和2489kJ（4） 水分解吸熱=V風(fēng)18/=18/ =（5） 鐵水帶走的熱量Q鐵水=1000=1259850kJ（6） 爐渣帶走的熱量Q渣= =（7） 煤粉分解吸熱煤粉分解吸熱1048kJ/kgQ煤粉=1601048 =167680kJ（8） 爐頂煤氣帶走的熱量200℃以下煤氣各種氣體的比熱容見表如下表211煤氣中各氣體的比熱容組分N2CO2COH2CH4H2O比熱容kJ/m3干煤氣帶走的熱量Q干煤氣=（++++）200=煤氣中水帶走的熱量=(200100)=故Q煤氣=Q干煤氣+=+=（9） 爐塵帶走的熱量Q爐塵=G塵200=18200=18200=18200=則Q出=Q氧分+Q脫S+Q碳酸分++Q鐵水+Q渣+Q煤粉+Q煤氣+Q爐塵+Q噴=++++1259850++167680+++167680=由上可得：冷卻及爐殼散熱熱損失Q損=Q收Q出==根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，列出熱量平衡表，見表211表212熱量平衡表熱收入熱量/kJ百分?jǐn)?shù)%熱支出熱量/kJ百分?jǐn)?shù)%碳素氧化放熱氧化物分解吸熱熱風(fēng)帶入熱量脫S吸熱氫氣氧化放熱水分解吸熱甲烷生成熱鐵水物理熱1259850爐料物理熱爐渣物理熱煤氣物理熱噴吹物分解熱167680爐塵物理熱碳酸鹽分解吸熱冷卻及熱損總計(jì)100總計(jì)100熱利用系數(shù)KT=總熱量收入（煤氣帶走的熱+熱損失） =100%（%+%） =%碳利用系數(shù)KC= = =%第三節(jié) 高爐本體設(shè)計(jì)綜合冶煉強(qiáng)度：。（5） 水渣系統(tǒng)采用過濾式。高爐基本操作制度包括熱制度、造渣制度、送風(fēng)制度和裝料制度。休風(fēng)率反映高爐設(shè)備維護(hù)的水平。當(dāng)高爐采用噴吹燃料時(shí)，計(jì)算焦比必須考慮噴吹物的焦碳置換量。（6）電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用：60年代起高爐開始已用計(jì)算機(jī)，目前已可以控制配料、裝料和熱風(fēng)爐操作。（1）爐容大型化及其空間尺寸的橫向發(fā)展。目前，我國(guó)正在生產(chǎn)的高爐有幾千座。設(shè)計(jì)同時(shí)借鑒了了國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，盡量實(shí)現(xiàn)高機(jī)械化、自動(dòng)化，并獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。設(shè)計(jì)中高爐的主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)：年產(chǎn)量P：180104t焦比：350kg/t煤比：160kg/t綜合冶煉強(qiáng)度：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)能力我國(guó)自1996年粗鋼產(chǎn)量突破1億噸以來，連續(xù)穩(wěn)居第一鋼國(guó)的位置。從目前的我國(guó)的實(shí)際情況來看，高爐座數(shù)必須大大減少，平均爐容大型化是必然趨勢(shì)。（5）富氧大噴吹：從60年代起，世界各國(guó)都在發(fā)展向爐內(nèi)噴吹燃料的技術(shù)，取代部分焦炭。在原燃料相似的情況下，一般較大容積的高爐采用較低的冶煉強(qiáng)度，較小容積的高爐采用較高的冶煉強(qiáng)度?！?。7．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。（2） 本設(shè)計(jì)采用了陶瓷杯爐缸爐底結(jié)構(gòu)。根據(jù)鐵平衡++=%X+150%+%Y++…………①堿度平衡鐵水等價(jià)帶走的SiO2量=1000%60/28=R= =…………②由式①②得X=，Y=（1）生鐵中含[P]=(%+150%+%18%+350%+160%）62/1421/1000=% （2）生鐵中含[Mn]= （%+150%+%18%）55/7150%1/1000=%（3）生鐵中含[C]=（+1500103+）/100=% （4）生鐵中含[V]=150102/182106（5）生鐵中含[Ti]=（%+150%）48/80=%（6）生鐵中含[Fe]=100（+++++）/100=%表27校核后鐵水成分(%)FeMnPSSiTiVC104∑CaO=350+160++150+=∑SiO2=350+160++150+=∑Al2O3=350+160++150+=∑MgO=350+160++150+=∑MnO=(+150+) =∑FeO=72/56∑S=350+160++150+%=∑TiO2=(+150) =∑V2O5=150=表28爐渣的成分組成CaOSiO2Al2O3MgOMnOFeOTiO2kg%組成V2O5S∑CaO/ SiO2kg%100 將SiOCaO、Al2OMgO看成四元素?fù)Q算成100%如下：%SiO2+%CaO+%Al2O3%+MgO=+++=換算為100%后：SiO2:100/=CaO:100/=MgO:100/=Al2O3:100/=所以：（R0`）=(Al2O3)+3(S) =+3=(R0) =CaO+MgO+FeO+MnO=+++=(R0`)＜(R0) 所以能保證脫硫（1）燃料帶入總C量GC總=G焦C焦+G煤C煤=350+160=（2）溶入生鐵中的C量GC生鐵=1000=（3）生成CH4的C量：（燃料帶入的總碳量約有1%%與氫化合成甲烷）GC甲烷=1% GC總=1%=（4）爐塵帶走的碳量GC爐塵=18=（5）直接還原消耗的C量錳還原消耗的C量=100012/55=磷還原消耗的C量=100060/62=硅還原消耗的C量=100024/28=鈦還原消耗的C量=100024/48=鐵直接還原消耗的C量=12/56=故GC直=++++=（6）脫硫消耗的C量GC脫硫=12/32=∴風(fēng)口前燃燒的碳量GC燃==（1） 鼓風(fēng)中氧的濃度=21%（%）+%=%（2） 風(fēng)口前碳燃燒消耗的氧=（3） 焦炭帶入氧量=350（4） 煤粉帶入氧量=160（5） 需鼓風(fēng)供給的氧氣體積為V==故V風(fēng)=（1） 甲烷的體積由燃料C生成的CH4量=焦炭揮發(fā)分中的CH4量=350煤粉揮發(fā)分中的CH4量=160故=++= m3（2） 氫的體積由鼓風(fēng)中水分分解產(chǎn)生的H2量=%=焦炭水分分解產(chǎn)生的H2量=350焦炭揮發(fā)分中的H2量=350煤粉揮發(fā)分中的H2量=160煤粉水分分解產(chǎn)生的H2量=160生成甲烷消耗的H2量=2= m3爐缸煤氣中H2的總量=++++=參加間接還原消耗的H2量==故== m3（3）二氧化碳的體積由礦石和煤粉帶入的Fe203的量=%+150%+%+160%18%=參加還原Fe2O3為FeO的氫氣量=（）2/=由氫還原的Fe2O3的量=160/2=由CO還原的Fe2O3的量==故CO2還=CO還原FeO為Fe生成CO2的量=()焦炭揮發(fā)分中的CO2量=350%煤粉揮發(fā)分中的CO2量=160%故=+++= m3（4）一氧化碳的體積風(fēng)口前碳燃燒生成CO量=GC燃直接還原生成CO量=焦炭揮發(fā)分中的CO量=350%煤粉揮發(fā)分中的CO量=160%間接還原消耗的CO量=+=故=+++=（6） 氮?dú)獾捏w積鼓風(fēng)帶入的N2量=（%）79%= m3焦炭帶入的N2量=350%煤粉帶入的N2量=160