【正文】 孔徑， μm 孔容積率， % 導(dǎo)熱系數(shù)（ 600186。 對于高爐耐火材料使用性能的檢測方法 , 武鋼已進行了近 20 年的研究 : 在研究高爐磚襯破損和侵蝕機理的基礎(chǔ)上 , 對高爐耐火材料提出了多項特殊使用性能要求 , 并研究出相應(yīng)的試驗方法 , 通過原冶金部制定了檢驗方法和標(biāo)準(zhǔn)。 高爐陶瓷杯爐缸爐底結(jié)構(gòu)是在爐底炭磚和爐缸炭磚的內(nèi)緣，砌筑一層高鋁質(zhì)杯狀剛玉砌體層，其具有明顯的優(yōu)越性。爐喉高度一般以 ~ m為宜 ??5 。 5) 爐身尺寸 爐身尺寸包括爐身高度 4h 和爐身角 )(? 。 2) 爐缸尺寸 爐缸是高爐的核心部位。 2) 近代爐型 19 世紀(jì)中葉，由于蒸汽鼓風(fēng)機和焦炭的普遍使用，爐頂裝料裝置逐步實現(xiàn)機械化，高爐爐型趨向于擴大爐缸爐喉直徑， 并向高度方向發(fā)展，逐漸形成近代的五段式高爐爐型。近年來，噴吹燃料量逐漸增加，提高風(fēng)溫更是迫切的事情。d 爐缸燃燒強度 AQIc? 對比而言，后者比前者在冶金概念上要科學(xué)些，生產(chǎn)實踐表明，在一定的冶煉條件上，高爐的入爐風(fēng)量、燃料燃燒量、煤氣生產(chǎn)量和生鐵產(chǎn)量都與爐缸面積內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 2 成正比，這是高爐大型化的基本出發(fā)點 ????3~2 。 高爐生產(chǎn)主要經(jīng)濟指標(biāo)技術(shù) 20 世紀(jì) 50 年代以來，國家一直沿用從前蘇聯(lián)引來的高爐有效容積利用系數(shù)(1v)和冶煉強度 (Is)等，作為評價高爐冶煉強化的指標(biāo)。設(shè)計出一個較好的車間不但可以使高爐生產(chǎn)達到高產(chǎn)，使煉鐵設(shè)備壽命長久，還可以降低耗能，節(jié)約成本，從而達到經(jīng)濟環(huán)保的目標(biāo)，所以本設(shè)計，從高爐內(nèi)型設(shè)計、耐火材料、冷卻設(shè)備及渣鐵處理方式的設(shè)計均借鑒了國內(nèi)外先進高爐的情況。d) 高爐冶煉強度 uks VQI ? ， t/(m3 爐料向精料發(fā)展 高爐的爐料結(jié)構(gòu)從上世紀(jì) 70 年代以來幾經(jīng)變化，由開始的原礦冶煉到全部使用燒結(jié)礦，最后改為機燒結(jié)礦配酸性球團礦，爐料結(jié)構(gòu)變化及相應(yīng)的主要生產(chǎn)指標(biāo)如表 ：爐料結(jié)構(gòu)及主要生產(chǎn)指標(biāo) ??4 表 爐料結(jié)構(gòu)及主要生產(chǎn)指標(biāo) 時間 年 爐料結(jié)構(gòu) 系數(shù) t/m3 富氧大噴吹 噴吹燃料是，由于燃料的分解，爐缸的理論燃燒溫度有所降低，煤氣量增加，塊狀區(qū)熱流比下降，煤氣利用變差。 五段式高爐爐型及爐型尺寸 現(xiàn)代高爐爐型由爐缸、爐腹、爐腰、爐身、爐喉組成，其幾何尺寸就是高爐爐型的尺寸。 3) 爐腹尺寸 爐腹的結(jié)構(gòu)尺寸是爐腹高度 2h 和爐腹角 ??? 。爐身角取小時有利于爐料的下降，易發(fā)展邊緣煤氣流。延長高爐壽命就是要延長爐襯壽命。 (3) 高爐檢修短期休風(fēng)時爐缸殘存鐵水的溫度降低速度較慢 , 有利于高爐順利復(fù)風(fēng) [9]。 各種耐火材料的發(fā)展 1) 半石墨炭磚 國內(nèi)外半石墨碳磚性能對比如表 。K 1 抗堿度 良 差 良 良 良 2) 石墨碳磚 美國的 NMD 是一種石墨炭磚 , 導(dǎo)熱系數(shù)很高 ,有的高爐將它用作爐身冷卻板之間的磚襯使用。復(fù)合棕剛玉磚的抗堿性較差。對冷卻介質(zhì)的要求：有較大的熱容量及導(dǎo)熱能力；來源廣、容易獲得、價格低廉；介質(zhì)本身不會引起冷卻設(shè)備及高爐的破壞。小型 高爐往往爐身不安裝冷卻，而只靠爐皮噴水冷卻。合理的冷卻結(jié)構(gòu)應(yīng)該滿足下列條件： （ 1） 冷卻效果要好而均勻，冷卻面死角要少； （ 2） 要具有承受熱流強度的功能， 根據(jù)測試?yán)鋮s設(shè)備最大熱流承受能力為20xx00~400000kg/（ m2h），若超過 400000kg/（ m2h），冷卻設(shè)備就燒壞； （ 3） 爐腰和爐身具有一定的托磚功能； （ 4） 容易形成渣皮等。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 11 銅冷卻壁不僅具有性能優(yōu)勢，而且在實際應(yīng)用中，可以顯著降低煉鐵成本，呈現(xiàn)出極強的應(yīng)用后勁。 基墩斷面為圓形，直徑與爐底相同， 高度一般為 ~ m。 天鋼 3200m3高爐采用雙矩形除鐵場布置，設(shè) 4 個鐵口每個出鐵場有 2 個鐵口，夾角為 [17]。由于鐵口區(qū)煙塵量約占出鐵場煙塵總量的 30%，所以鐵口區(qū)域設(shè)計采用了頂吸式，通過抽風(fēng)機吧煙塵抽走 。為了保證爐前操作人員的操作安全，現(xiàn)在高爐開鐵口機的操作都是機械化、遠距離進行的。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 15 ④ 工作可靠，能夠遠距離操作。但是鑄造鐵和部分煉鋼鐵必須鑄成鐵塊。與爐前鑄鐵相比它不僅能提高生產(chǎn)率，而且能夠保證生鐵質(zhì)量，減輕工人勞動強度。有代表性的 OCP 法和我國大部分高爐都采用的改進型OCP 法，即沉渣池法或沉渣池加底過 濾池法。88＝ ） 表 煤粉成分表（ %） C H O N S H2O 續(xù)表 灰分（ %） SiO2 Al2O3 CaO MgO FeO 合計 1. 原料成分：采用燒結(jié)礦、球團礦、生礦冶煉。 （ 1） CH4 體積： 由燃燒碳素生成的 CH4 量： 焦炭揮發(fā)分含 CH4 量： 420 進入煤氣的 CH4 量： += （ 2） H2 體積： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 26 由鼓風(fēng)中水分分解出的 H2 量： = 炭揮發(fā)分及有機物中的含 H2 量： 420（ +） 煤粉分解出的 H2 量： 110（ +） 3 入爐總 H2 量： ++=3 在噴嘴條件下，參加還原反應(yīng)的 H2 量為入爐總量 H2 量的 5 范圍（ — ）， 即： = 生成 CH4 的 H2 量： 2=3 進入煤氣的 H2 量： =3 高爐中氫的還原度（假定還原氫均參與浮氏體的還原） ri(H2)＝ H2r56/﹙ [Fe] 1000﹚＝ 56/﹙ 1000﹚＝ （ 3） CO2 體積： 由 礦石中帶入的 CO2 體積 0 m3 熔劑 (硅石 )分解出的 CO2 體積 0 m3 焦炭帶入的 CO2 體積， VCO2＝ 420＝ m3 由爐料共帶入 VCO2＝ 高級氧化鐵還原生成的 CO2 體積： VCO2＝ AFe2O3A＝ ＝ m3 礦石中 MnO2 還原成 MnO 生成的 CO2 體積： VCO2＝ AMnO2＝ 87/103＝ 由 FeO 還原成 Fe 生成的 CO2 體積： VCO2＝ 1000[Fe] ﹙ 1－ rd－ ri﹙ H2﹚ ﹚ ＝ 1000 （ ） ＝ 另外， H2 還參加還原反應(yīng)，即相當(dāng)于同體積的 CO 參加反應(yīng)，所以， CO2 生成 量的應(yīng)減去 總計間接還原生成的 CO2 量 ： ++= 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 27 石灰石分解出來的 CO2 量 ： 煤氣中的 CO2 總量 VCO2＝ ++＝ (4) CO 體積： 風(fēng)口前燃燒碳生成的 CO 量： VCO＝ Cb＝ ＝ 各種元素 直接還原生成的 CO 量： VCO＝ Cd＝ ＝ 焦炭揮發(fā)分中的 CO 量： 420 間接還 原消耗的 CO 量： 則煤氣中總 CO 量： ++= (5) N2 體積： 鼓風(fēng)帶入的 N2 量 ＝ VbN 2b（ 1ψ） ＝ ﹙ 1－ － ﹚ （ ） ＝ 焦炭帶入的 N2 量： 420（ +） 煤粉帶入的 N2 量： 110 煤氣中 N2 量 ： ++= 將上列計算結(jié)果列表，求出煤氣（干）總量及煤氣成分。 礦石量 A 帶入的 CaO 量： = 焦炭帶入的 CaO 量： ??? 煤粉帶入的 CaO 量： ??? 共帶入的 CaO 量： ++= 礦石量 A 帶入的 Si02 量： ?? 焦炭帶入的 Si02 量： ??? 煤粉帶入的 Si02 量： ??? 還原 Si消耗的 Si02 量： ??? 共帶入的 Si02 量： ++= 由計算可見 Si02 量小于 CaO 量，故原料中加入作為 Si02 溶 劑。有代表性的是螺旋法、 INBA 法、圖拉法。 爐渣處理 高爐生產(chǎn)的爐渣經(jīng)過適當(dāng)處理可做良好的建筑材料。中小高爐一般采用上部敞開式鐵水 罐車，大型高爐多采用魚雷罐車。我國 Vu1000m3以上的高爐一開始使用液壓泥炮。安全泥炮有一下要求。 1) 開鐵口機 大中型高爐均采用開口機打開口鐵，它由吊帶開口機的走行梁，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和送進機構(gòu)等三部分組成。 武鋼 5 號 3200 4 環(huán)形出鐵場 78186。 1) 風(fēng)口平臺及出鐵場 風(fēng)口平臺是指在風(fēng)口在下面沿爐缸四周設(shè)置的操作平臺，一般比風(fēng)口中心線低 1250~1150 mm。 高爐基礎(chǔ) 高爐基礎(chǔ)是高爐下部的承重結(jié)構(gòu)，它的作用是將高爐全部載荷均勻地傳遞到地基。鑄鋼冷卻壁作為新一代高路冷卻壁，由于材質(zhì)與 冷卻水管材質(zhì)相近，與球墨鑄鐵冷卻壁相比，具有伸長率高、抗拉強度大、熔點高、抗熱沖擊性強及整體導(dǎo)熱性能好等優(yōu)點，應(yīng)用范圍逐步擴大 [41]。如圖 渣口裝置。冷卻壁的優(yōu)點是不損壞爐殼強度，密封性好，冷卻均勻，爐襯表面光滑平整。 2) 對耐火材料的冷卻與支撐，增加砌體的穩(wěn)定性。cm3) 顯氣孔率， % 耐壓強度， MPa 透氣度， mDa 140 鐵水熔蝕指數(shù)， % 0 平均孔徑， μm 孔容積率， % 導(dǎo)熱系數(shù)（ 600186。 表 半石墨炭磚性能對比 性能 蘭州 貴州 日本 BG5 德國5RDN 蘭 州新研制轉(zhuǎn) 體積密度， (g抗堿性差的耐火磚在爐內(nèi)被堿侵蝕后往往變成粉末 , 完全失去強度； 又如 , 高爐爐缸到爐身中部有爐渣的侵蝕和沖刷 , 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 7 過去這些部位多砌筑高鋁磚和粘土磚 , 雖磚襯很厚 , 但因其抗渣性很差則很快就被侵蝕掉 , 易造成爐殼發(fā)紅、開裂等事故。 我國好的鋼鐵企業(yè)如，寶鋼、首鋼、武鋼、攀鋼等大型高爐的爐齡基本能達到 10到 12年 (無中修 )????8~6 。 6) 爐喉尺寸 爐喉的高度應(yīng)能滿足控制爐料分布和煤氣流分布為宜，過高會使?fàn)t料擠緊而影響下降，過低難以滿足裝料制度調(diào)節(jié)的要求。高爐爐腰一般為~ m。因此DHu/ 應(yīng)有適當(dāng)值，過大過小都不好。 1) 原始爐型（大腰爐型） 各國原始爐型共同特點是爐缸和爐喉直徑小，爐身下部爐腹（爐腰）直徑大，高度小，即所謂的大腰爐型。 提高鼓風(fēng)溫度 提高鼓風(fēng)溫度可以大幅度降低焦比，特別是在鼓風(fēng)溫度較低時效果更為顯著，一般認為，在 1000Co 一下，每提高風(fēng)溫 100Co ，可以節(jié)焦 10 到 20kg/t 鐵，內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 3 在 1100Co 以上，每提高 100Co ，可以降焦 8 到 10kg/t 鐵。 ,t/m3 關(guān)鍵詞： 高爐；設(shè)計；耐火材料；冷卻設(shè)備；渣鐵 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 II The Design of 3200 m3 Blast Furnace Ontology and The Slag and Iron Processing System Under the Raw Material Conditions in Baotou Abstract The blast furnace body and the slag and iron processing system design is an important part of the ironsmelting plant design. Not only can design a good workshop so that the blast furnace production to achieve high yield, long service life of the ironsmelting equipment, can also reduce energy consumption, cost savings, so as to achieve the goal of economic environmental protection, the design, from the design of blast furnace refractories. the design of cooling equipment and handling of slag and iron were borrowed from domestic and foreign advanced blast furnace. The design uses the hearth and bottom of the ceramic cup, copper stave heat load cooling equipment. The blast furnace cooling metho