【正文】 煤氣、助燃空氣管道及冷風(fēng)管道的布置均考慮了流體的檢測(cè)要求。本次設(shè)計(jì)采用套筒式陶瓷燃燒器。對(duì)燃燒室的要求是燃燒強(qiáng)度大，在燃燒室和進(jìn)入蓄熱室高溫廢氣流分布均勻，溫度分布合理，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。因此，在爐墻下部的氣溫區(qū)段，應(yīng)采用耐火度較低而機(jī)械強(qiáng)度高的粘土磚，而且適當(dāng)增加耐火磚厚度，減薄隔熱磚層厚度。爐殼下段為直筒形，頂部形狀為球形、雛形等。燃燒器采用磷酸鹽耐熱混凝土套筒式陶瓷杯燃燒器。 取上部球形拱頂鋼殼內(nèi)半徑 1R 為 560mm3 ,砌體內(nèi)半徑 2R 為 742mm2 ,球頂中心角為 ?104 ,球頂砌體中心比球頂鋼殼中心標(biāo)高要低 60mm ；取下部球形拱頂鋼殼內(nèi)半徑 3R 為 0321mm1 ,砌體內(nèi)半徑 4R 為 513mm9 。 一塊格子磚占有面積為： 22 ?? 一塊格子磚相當(dāng)于占有 12 個(gè)完整格孔的面積，一個(gè)格孔平均占有面積為： ? 蓄熱室全部格孔數(shù)（個(gè)）為： ?個(gè) 一個(gè) 1m 長(zhǎng)圓形格孔數(shù)加熱面積為 ： 2m1 3 5 0 4 ??? 1m 長(zhǎng)全部格孔的加熱面積為： 8 26 5 3 50 4 ???? 蓄熱室整個(gè)高度的格孔尺寸相同（即一段式格孔），則蓄熱 室格子磚總高度為： ? 采用復(fù)合形燃燒室，按經(jīng)驗(yàn)取 燃燒室 半圓部分（含隔墻）面積占燃燒室（含井墻）斷面積的 %57 ，計(jì)算出大圓半徑 R 為： % 2 ??? 解得 ? 取其 燃燒室中 1/4 圓 半徑 r為 來(lái)校核燃燒室的斷面積： 22222 ??????????????? ）（）（ 校核結(jié)果，經(jīng)校核的燃燒室斷面積與原來(lái)設(shè)計(jì) 計(jì)算的燃燒室斷面積十分接近，故取小圓半徑 r 為 合適。 熱風(fēng)爐簡(jiǎn)易設(shè)計(jì)計(jì)算 熱風(fēng)爐簡(jiǎn)易設(shè)計(jì)計(jì)算是熱風(fēng)爐設(shè)計(jì)的一種方法。 日本高爐自 60年代末以來(lái)，幾乎全都選用軸流式鼓風(fēng)機(jī)。 k′ — 風(fēng)量修正系數(shù)。 平原地區(qū)：四類(lèi) —— 海拔高度在 400m 以下的地區(qū)，如重慶、武漢、湘潭等； 五類(lèi) —— 海拔高度在 100m 以下的地區(qū)，如鞍山、上海、廣州等。 每噸干 焦的耗風(fēng)量與焦炭的灰分含量和風(fēng)的濕度有關(guān)，焦炭灰分為 16%~10%時(shí)，每噸干焦的 耗 風(fēng)量一般為 t/2800m~2450 3。 它不僅直接為高爐冶煉提供所需的氧氣 ,還為爐內(nèi)煤氣流的運(yùn)動(dòng)克服料柱主力提供必需的動(dòng)力，高爐鼓風(fēng)機(jī)是高爐的“心臟”。爐缸各層皆平砌；同層相鄰磚環(huán)的放射縫應(yīng)錯(cuò)開(kāi)；上下磚層的垂直縫與環(huán)縫應(yīng)錯(cuò)開(kāi)；磚縫小于 ，環(huán)縫 5mm 。厚縫連接時(shí)，磚縫為 45mm~35 ，縫中以炭素料搗固。采用陶瓷杯后，能夠提高鐵水溫度，改善鐵水質(zhì)量，可降低工序能耗，并為煉鋼生產(chǎn)創(chuàng)造有利條 件； ④有利于高爐操作。 同時(shí)， 熱壓小塊碳磚具有很強(qiáng)的耐鐵水滲透性和耐爐渣侵蝕性，并具有較高導(dǎo)熱性，在爐缸、爐底容易形成穩(wěn)定的渣鐵凝固層，保護(hù)砌體不被侵蝕。與NMA磚配套使用的粘結(jié)劑如熱固性 C一 34專(zhuān)用樹(shù)脂膠又能為 NMA磚的膨脹給予補(bǔ)償， 從而阻止了熱應(yīng)力裂紋和收縮剝落。同時(shí)，人們也開(kāi)始不斷對(duì)爐缸結(jié)構(gòu)進(jìn)行探討，通過(guò)改進(jìn)爐底、爐缸結(jié)構(gòu)或采取有效控制措施來(lái)減輕上述各種侵蝕的程度。為了延長(zhǎng)爐役壽命，必須了解爐缸爐底耐材的損耗機(jī)理，并設(shè)法檢測(cè)其侵蝕過(guò)程。沿半徑方向各有 5 點(diǎn)和中間一點(diǎn)共 21 點(diǎn)測(cè)溫。風(fēng)口小套的通風(fēng)道一般為 錐狀，其通風(fēng)道前端內(nèi)徑應(yīng)該根據(jù)高爐操作對(duì)風(fēng)速的要求來(lái)確定。 爐頂框架 爐頂框架是設(shè)置在爐頂平臺(tái)上面的鋼結(jié)構(gòu)支承受料漏斗、大小料鐘平衡桿機(jī)構(gòu)及安裝大梁等，因此，爐頂框架必須有足夠高的強(qiáng)度及剛性，以避免歪斜和因過(guò)度搖擺而引起裝料設(shè)備工作失常。 冷卻設(shè) 備采用軟水閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)全。 ③ 保護(hù)爐殼及金屬構(gòu) 件，使其不致于在熱負(fù)荷作用下遭到損壞。 爐腰和爐身 爐腰和爐腹是爐身的過(guò)渡段，爐身和爐腰的爐襯結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)，主要考慮能形成合理的，較為穩(wěn)定的操作爐型。在爐底最 下層滿(mǎn)鋪國(guó)產(chǎn)大碳磚， 其上面的四周仍砌環(huán)形碳磚，中央砌筑黏土磚或高鋁磚。 ③ 有良好的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。高鋁磚的缺點(diǎn)是熱穩(wěn)定性不如粘土磚的好，成本也高，總之，粘土磚和高鋁磚都具有理化性能良好，化學(xué)成分與高爐渣相似，不易被渣化及成本較底等優(yōu)點(diǎn)。 死鐵層厚度 爐身角 176。爐腹過(guò)高，可能是爐料還未熔化就過(guò)早的進(jìn)入爐腹，容易導(dǎo)致懸料；爐腹過(guò)低有無(wú)法發(fā)揮作用。 則 zf ??? 取 m3hf ? 取風(fēng)口中心線之間弧長(zhǎng)為 ，則風(fēng)口數(shù)目為 ： df ????? ， 取 20f? 個(gè) 風(fēng)口結(jié)構(gòu)尺寸選取 ? 爐缸高度： f1 ????? 死鐵層深度為： 22u0 ????? ?? ，取 ? 設(shè)置出鐵口 2個(gè)，出渣口 1個(gè)。 因此，迄今為止?fàn)t型設(shè)計(jì)仍然是采用分析比較和經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算的，即根據(jù)同類(lèi)型高爐的生產(chǎn)實(shí)踐數(shù)據(jù)，對(duì)所設(shè)計(jì)的高爐具體原料和操作條件，進(jìn)行分析和比較，確定高爐各部分尺寸之間的比例值，進(jìn)而設(shè)計(jì)出高爐的經(jīng)驗(yàn)公式，進(jìn)行初步計(jì)算取值，最后確定出爐型尺寸。爐型設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足下列要求： ①與原燃料條件和送風(fēng)制度等操作條件相適應(yīng)，有利于爐況的順行； ②能夠燃燒較多數(shù)量的燃料，提高冶煉強(qiáng)度，增加生鐵產(chǎn)量； ③有利于煤氣的熱能和化學(xué)能的充分利用降低焦比； ④適應(yīng)于采用噴吹等強(qiáng)化操作的新技術(shù)。 ⑤能與爐襯結(jié)構(gòu)及冷卻方式 配合，易于生成保護(hù)性渣皮，防止?fàn)t襯的迅速燒壞和侵蝕，有較長(zhǎng)的一代壽命。 爐型設(shè)計(jì)的總規(guī)則是合理確定爐型各部分尺寸之間比例。 （ 3） 爐腰直徑 爐腰直徑 決定于爐缸直徑，爐腹高度和角度 。 1 8 ))(5 8 7 8 1 (h ????? )1 3 5 05 1 3 5 07 1 3 5 0)(5 8 7 3 5 06 8 1 ( 18 12 84 ???????? ? 取 ? 爐腹角 ? h2tg α 2 ?????? ， α =176。 爐缸高度 高徑比 爐腹高度 風(fēng)口數(shù)目 20 高爐有效高度 鐵口數(shù)目 2 爐腰高度 高爐有效容積 4 高爐爐 體 結(jié)構(gòu) 高爐爐襯結(jié)構(gòu) 高爐爐襯是用能夠抵抗高溫和化學(xué)侵蝕作用的耐火材料砌筑而成的，爐襯的主要作用是構(gòu)成工作空間，減少損失，以及保護(hù)金屬結(jié)構(gòu)免遭熱應(yīng)力和化學(xué)侵蝕作用。 高鋁磚和粘土磚應(yīng)該滿(mǎn)足下列要求： ① Al2O3含量要高，以保證有足夠高的耐火度，使磚在高溫下工作強(qiáng)。 ④ 熱膨脹系數(shù)小，熱穩(wěn)定性好，不易發(fā)生開(kāi)裂，防止渣鐵滲透 ⑤ 碳和石墨在氧化氣氛中氧化成氣態(tài)， 400℃能被氧化， 500℃時(shí)和水氣作用， 700℃開(kāi)始和 CO2作用，均生成 CO 氣體被損壞。環(huán)形碳磚可一直砌到渣口中心線 或風(fēng)口區(qū)域以下，從而爐底厚度較薄。為此，爐襯的砌磚厚度有厚墻和薄墻兩種，厚墻一般為 805mm1035mm 厚的粘土磚或高鋁磚，并且配置冷卻板或支梁式水箱冷卻：薄墻為 345mm575mm 或 690mm 活的粘土磚，高鋁磚及碳磚等，并配置鑲磚冷卻壁冷卻。 冷卻結(jié)構(gòu) 根據(jù) 國(guó) 歸內(nèi)外高爐大中修調(diào)查情況及高爐長(zhǎng)壽生產(chǎn)的需要爐體采用全冷卻壁形式， 高爐采用全冷卻壁冷卻元件，取消冷卻壁凸臺(tái)。它具有不接逅，冷卻強(qiáng)度高，冷卻效果好以及補(bǔ)充水量少等許多優(yōu)點(diǎn)。 爐殼 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)備和煤氣上開(kāi)管，下部坐落在高爐基礎(chǔ)上，是不等截面的圓筒體。風(fēng)口裝置不僅要求封閉性好，耐高溫和隔熱而要求拆換風(fēng)口水套應(yīng)該方便迅速，以免影響高爐操作。 (2) 爐喉鋼磚 爐喉鋼磚采用長(zhǎng)條形鑄鋼磚。從而找到更為 適合現(xiàn)代高爐爐底爐缸結(jié)構(gòu)的炭磚結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)高爐壽命。 爐底及爐缸不同區(qū)域侵蝕程度 見(jiàn)表 3 表 3 爐底及爐缸不同區(qū)域侵蝕程度 侵蝕程度 侵蝕機(jī)理 爐底 底 /墻界面 鐵口 爐缸（墻體） 風(fēng)口 熱負(fù)荷 高 高 中等 中等 最高 熱震 低 低 中等 高 高 最高 高 機(jī)械應(yīng)力 低 最高 高 中等 高 中等 堿 /鋅侵蝕 中等 中等 高 中等 高 高 低 中等 爐渣侵蝕 低 低 中等 高 高 中等 磨損 低 中等 中等 高 高 中等 高 氧化 低 低 中等 高 高 高 鐵水靜壓力 最高 最高 高 低 中等 低 熱壓小炭磚 NMA磚的性能優(yōu)勢(shì) 由美國(guó) UCAR公司研制的熱壓小炭磚有 NMA、 NMD、 NMG、 NMS四種。 (3) 熱壓 NMA磚具有極低的滲透性， NMA磚熱面結(jié)殼進(jìn)一步提高了耐堿性。熱壓小塊碳磚與冷卻設(shè)備之間無(wú)需搗料層，避免了形成間隙而減小砌體熱阻，同時(shí)也減少了維護(hù)工作量。由于爐缸熱儲(chǔ)備量增加，使高爐易于操作．為高爐穩(wěn)定順行、活躍爐缸、冶煉低硅低硫生鐵、復(fù)風(fēng)操作等提供了良好的條件，并可減少爐缸堆積、風(fēng)口灌渣等操作事故； ⑤大幅度延長(zhǎng)爐缸、爐底壽命。目前的砌法是炭磚兩端的短縫用薄縫連接，而兩側(cè)的長(zhǎng)縫用厚縫連接。 ② 熱壓小炭磚砌筑 熱壓碳磚