【正文】 火材料之間有冷卻設備。 3 2 煉鐵工藝計算 配料計算 （ 1） 原始資料的收集和整理 1） 礦石成分分析：見表 21 2） 焦炭成分分析：見表 22 3） 煤粉成分分析：見表 23 （ 2） 礦石的選配 因現(xiàn)場提供的化驗成分不完全，為此因按元素在原料中存在形態(tài)不全應有的組成，并各組分含量之和等于 100%。 2） 碳氧化為 CO放出的熱量 QCO VCO氧化 = VCO煤氣 － VCO 揮 =－ = m3 QCO= VCO氧化 = 12／ = kJ 9 式中 —— C氧化為 CO2放熱， kJ/kg。 （ 6）噴吹物分解吸熱 Q 噴分 =180 ＋ 30 1676=261294 kJ 式中 —— 煤粉分解熱， kJ/ kg； 1676—— 重油分解熱， kJ/ kg。 高爐有效容積的確定 設計年產(chǎn)煉鋼生鐵 480 萬噸的高爐車間。研究表明，適當加深鐵口深度，對于抑制鐵口區(qū)周圍爐缸內(nèi)襯的侵蝕具有顯著作用，鐵口深度一般為爐缸半徑的 45%左右。 銅冷卻壁 20 世紀 70 年代末期，德國 GHH公司和蒂 森公司合作率先在高爐上應用了銅冷卻壁，取得令人滿意的效果。 軟水密閉循環(huán)冷卻技術 高爐冷卻系統(tǒng)對于高爐正常生產(chǎn)和長壽至關重要。陶瓷杯爐底缸有高的荷重軟化溫度和較強的抗侵蝕性能和低導熱性，使高溫等溫線集中在剛玉和莫來石爐襯中，炭磚的高導熱性又可將熱量很快傳出去，達到保護爐底的目的。爐塵遙控噴補 、壓漿等爐襯修補技術已成為現(xiàn)階段延長高爐風口以上區(qū)域壽命的重要技術措施。存在著轉折點，轉折點有減弱強度的作用。過去由于沒有耐熱混泥土基墩和風冷爐底設施；爐底破壞損到一定程度后，常引起基礎破壞，甚至爆炸。密封閥用兩個液壓缸驅動完成兩個動作，壓緊缸完成閥門的垂直方向的動作，回轉缸完成閥板的旋轉動作。料流調(diào)節(jié)閥和下密封閥的材質(zhì)同上部料閘和上密封閥材質(zhì)。 4）簡化了爐頂布置，改善爐料在裝料設備中的分布。 振動篩 近年來我國多數(shù)高爐采用振動篩，現(xiàn)有的振動篩種類比較多，如圖 54 所示。 Vu—— 高爐有效容積， 。 1m3 格子磚中磚所占有的體積為（ 1φ ） =。 2）熱風爐中段以上爐墻結構與格子磚相對應。 據(jù)經(jīng)驗，圓形燃燒室斷面積（包括隔墻）占熱風爐截面積的 28%，則熱風爐的截面積： A= 32? = (m2) 熱風爐內(nèi)徑為 d= ?= (m2) 確定熱風爐結構及外徑 下部： 大墻（黏土磚） 345mm 隔熱磚（輕質(zhì)黏土磚） 114mm 填料層（石棉填料或纖維板） 50mm 不定形噴涂料 40mm 砌筑磚縫 2mm （大墻與隔墻之間） 共計 345＋ 114＋ 50＋ 40＋ 2=551 （ mm） 熱風爐外徑（不包括爐殼 ）： d 外 =7518＋ 2 551=8620 （ mm） 燃燒室隔墻結構： 上部 230 低蠕變高鋁磚 ＋ 345低蠕變高鋁磚 ＋ 20滑動縫 下部 230 高鋁磚 ＋ 345 高鋁磚 ＋ 20 滑動縫（內(nèi)襯 6mm耐熱不銹鋼板） 燃燒室面積（包括隔墻）： S 燃 =S 內(nèi) 28%= 28%= （ m2） 32 燃燒室內(nèi)徑為（ 141 ???） 2= （ m） 選取鋼殼厚度：中部段為 20mm，下部段為 25mm，上部段為 30mm，底板厚度為 36mm。 我國新建 1000m3 以上的高爐，均采用軸流式鼓風機。為了減少礦槽上面的環(huán)境污染，在揚塵點處應設置密封式吸塵罩，或在供料膠帶機兩側的礦槽口設置密封膠帶覆蓋?，F(xiàn)代高爐對高爐供料系統(tǒng)的要求是： 1）保證連續(xù)地、均衡地供應高爐冶煉所必需的原料，能適應高爐強化生產(chǎn)的供料要求和原料品種變化的要求； 2）在儲運過程中應考慮為改善高爐冶煉所必須的處理環(huán)節(jié)，如混勻、破碎、篩分等，焦炭在運輸過程中應盡量減少破碎率 ； 3）結構簡單、操作方便、易于維護，對大中型高爐應盡可能實現(xiàn)機械化和自動化，提高配料、稱量的準確度； 4）抗磨性能好，機械強度高，并能在高溫、多粉塵條件下長時間的連續(xù)工作； 5）原料各轉運環(huán)節(jié)和落料點都有灰塵產(chǎn)生，應有通風除塵設施。開口度由液壓比例閥控制。料罐的圓柱段和圓錐段的襯板均由盧森堡 PW公司提供。高爐基礎下沉引起高爐鋼結構變形，管路破裂；不均勻下沉將引起高爐傾斜，破壞爐頂正常布料，嚴重時不能正常生產(chǎn)。由于取消了爐缸支柱，風口平臺寬敞，爐前操作方便。 爐體維護技術 用含鈦物料護爐，是由于在高溫條件下還原生成 TiC、 TiN 或 Ti（ C、 N）等高熔點化合物，沉積在爐缸爐底，對其形成保護層。大型高爐爐腹、爐腰、爐身下部采用銅冷卻壁，爐身中部采用此種結構，爐身上部設 2~3 段 C型光面水冷壁，這應是一種配置合理的長壽爐體結構。 銅冷卻壁是高爐長壽的關鍵技術之一，銅冷卻壁的應用使高爐在不中修的條件下，壽命達到 15~20 年成為可能。這兩種技術體系都必須采用 16 具有高導熱性且抗鐵水滲透性能優(yōu)異的炭磚。 （ 2） 適當加高爐缸高度 高爐在大噴煤操作條件下，爐缸風口回旋區(qū)結構將發(fā)生變化。 高爐爐型 高爐是豎爐，高爐內(nèi)部工作空間的形狀稱為高爐爐型或 高爐內(nèi)型。 10 所以， Q 氧化物分解 = Q 鐵氧化物總分解 ＋ Q 錳氧分 ＋ Q 硅氧分 ＋ Q 磷鹽分 =＋ ＋＋ = kJ （ 2）脫硫吸熱 由于 CaO脫硫耗熱為 kJ/ kg S， MgO脫硫耗熱 為 kJ/ kg S，二者差別很大，故取其渣中成分比例 :≈ :1 來計算平均脫硫耗熱。 表 29 物料平衡表 收入項 kg % 支出項 kg % 鐵礦石 生鐵 焦炭 爐渣 鼓風 煤氣 煤粉 煤氣中水分 重油 爐塵 總計 總計 相對誤 差 = ? 100％ =％＜ ％ 熱平衡計算 高爐熱平衡是按照能量守恒定律以物料平衡為基礎來計算的。 婁底市，是湖南的能源、礦產(chǎn)和化工重鎮(zhèn)，也是省內(nèi)重要的鐵路樞紐，有 ” 世界銻都 “ 、 ” 百里煤海 “ 之稱。望各位給予指正。它是以鐵礦石是為原料，焦炭煤粉作為燃料和還原劑，在高爐內(nèi)通過 燃料燃燒，氧化物中鐵元素的還原以及非鐵氧化物造渣等一系列復雜的 物理化學過程。 （ 4）渣鐵處理系統(tǒng) 包括出鐵場、開鐵口機、爐前吊車、鐵水罐車及水沖渣設備等，其任務是及時處理高爐排放的渣、鐵，保證高爐生產(chǎn)正常進行。 m3) 燃燒強度 (d℃ )?！?)。 ，則 a n2 a n2 02 ??? ?? ?dDh m 取 h2= m (5) 爐喉直徑、爐喉高度 選取 d1/D=, 則 d1== = m 取 d1= m 選取 h5= m (6) 爐身角、爐身高度、爐腰高度 選取 β =84176。通過技術引進和消化吸收，我國大型高爐爐缸爐底內(nèi)襯設計結構和耐火材料應用已達到國際先進水平。 2020 年 3 月首鋼 2 號高爐技術壁，標志著銅冷卻有 20 余座大型高爐采用了國產(chǎn)銅冷卻壁。這種串聯(lián)冷卻系統(tǒng)具有占地小、投資抵、動力消耗低的特點，在武鋼 1號高爐 2200（上標）上已經(jīng)得到應用。 自動檢測與控制 自動檢測是高爐長壽不可缺少的技術措施。設計高爐鋼機構應考慮的主要因素是： 1）高爐是龐大的豎爐，設備層層疊疊，鋼結構設計必須考慮各種設備安裝、檢修、更換的可能性；要考慮到大型設備的運進運出，吊上吊下，臨時停放等可能性和方便； 2） 高爐亦是高溫高壓反應器某些鋼結構構件應具有高溫強度、耐磨性和可靠的密封性； 3）運 動裝置運動軌跡周圍，應留下有足夠的凈空尺寸，并且要考慮到安裝允許的誤差和受力變形等因素； 4）對于支撐構件，要認真分析載荷條件，做強度計算。 表 35 高爐爐殼厚度 高爐容積 高爐結構形式 爐底 風口區(qū) 爐腹 爐腰 爐身下部 爐頂及爐喉 爐身及其他部分 爐體框架式 36 mm 36 mm 32 mm 30 mm 28 mm 32 mm 24 mm （ 3） 爐體框架 爐體框架由四根支柱組成，上至爐頂平臺，下至高爐基礎，與高爐中心成對稱布置，在風口平臺以上部分采用鋼結構，有“工”字斷面，也有圓形斷面，圓筒內(nèi)灌以混泥土。故 S允小 于 時應對基礎加以處理，視土層厚度，處理方法有墊層，打樁，沉箱等。內(nèi)有耐磨材料鑄造襯板，其材質(zhì)同旋轉料罐襯板。 )/s 水耗(開路 ) /(t/h) 正常氮耗/(m3/h) 設備重量 /t(類型 ) ＜3000 750 3100 2500~3800 8 2~53 0~ 20 500 34（普通型） 24 均壓設施 高爐爐頂均壓系統(tǒng)采用兩次均壓，一次均壓用半凈煤氣，二次均壓用氮氣。為了減輕儲礦槽的重量，有的襯板采用耐磨橡膠板。杠桿式稱量漏斗應用杠桿原理，電子式稱量漏斗應用電阻應變原理。 送風管路系統(tǒng)漏風損失量 qo=η qv=10% 4539= m3/min 式中 qo—— 送風管路系統(tǒng)漏風損失量， m3/min； η —— 漏風系數(shù)，正常情況大型高爐為 10%，中小型高爐為 15%左右。 = （ m） 取格子磚總高度為 54820mm。 選上部為低蠕變高鋁磚，據(jù)經(jīng)驗，高溫區(qū)格子磚高度占總高度的 1/4，則上部格子磚高度為 54820247。 鼓風機出口風量 qc= qv＋ qo＋ q0′ =4539＋ ＋ = m3/min 鼓風機出口風壓 pc=p1＋ p2＋ p3=＋ ＋ = MPa 式中 pc—— 鼓風機出口風壓， MPa； p1—— 爐頂煤氣壓力，大型高爐 取 ~ MPa； p2—— 高爐料柱阻力 損失，大型高爐取 ~ MPa； p3—— 送風管道系統(tǒng)阻力損失，大型高爐取 MPa。如圖 56所示。儲礦槽的寬度取決于槽上供料的運輸形式和運輸線路，一般要求礦槽寬度要能布置下 2~3 條膠帶運輸機或 2~3 條鐵路線，以便于槽上供料運輸。該閥由焊接的閥箱殼體、帶硅橡膠密封的球面閥板和焊有硬質(zhì)合金的閥座組成。 料流調(diào)節(jié)閥和下密封閥 料流調(diào)節(jié)閥和下密封閥均裝在閥箱內(nèi)，箱內(nèi)設有耐磨錐形漏斗。 為了使爐頂裝料設備的壽命能維持高爐一代爐 齡，爐頂裝料設備應當滿足下列要求： 1）爐頂結構密封必須嚴密、可靠，密封材料能在 250℃ 溫度下長時 期正常工作； 2）要有足夠高的強度和剛性，能抵抗高溫和急劇的溫度變化所產(chǎn)生的應力作用； 3）能抵抗爐料的沖擊磨損、煤氣流的沖刷磨損以及化學腐蝕； 4）結構簡單，檢修方便，容易維修，能實現(xiàn)自動化操作。 （ 4） 熱風圍管 為了不影響爐前作業(yè)，熱風圍管都采用吊掛式。 （ 1） 高爐本體鋼結構 設計高爐本體鋼結構，主要是解決爐頂載荷、爐身載荷傳遞到爐基的方式方法，并且要解決爐殼密封等。爐腹、爐腰、爐身下部區(qū)域，溫度、壓力的檢測為高爐操作者隨時掌控爐況提供了有效的參考?，F(xiàn)代傳熱學理論的研究和運用，已將人們從傳統(tǒng)的思維困惑中解脫出來，形成現(xiàn)代高爐長壽設計的基本理念，薄壁內(nèi)襯技術就是在此條件下應運而生。 即使 渣皮瞬間脫落，也能在其熱面迅速地形成新的渣皮保護 冷卻壁，這種特性是其他常規(guī)冷卻器所不能比擬的。日本大塊炭磚 —— 綜合爐底技術在寶鋼、武鋼等企業(yè)的大型高爐上也取得了長壽實績。 15 高爐爐襯 優(yōu)化高爐爐型 我國煉鐵工作者歷來重視高爐爐型設計，通過研究總結高爐破損機理和高爐反應機理，優(yōu)化高爐爐型設計的基本理念已經(jīng)形成。 表 211 熱平衡表 熱收入 kJ % 熱支出 kJ % 碳素氧化熱 氧化物分解 熱風帶的熱 脫硫 氫氧化放熱 水分解 甲烷生成熱 游離水蒸發(fā) 物料物理熱 鐵水帶熱 1214000 總計 爐渣帶熱 噴吹物分解 261294 煤氣帶走熱 爐塵帶熱 熱損失 總計 熱利用系數(shù) KT: KT=總收入量 － （煤氣帶走熱 ＋ 熱損失 ＋ 爐塵帶熱） =100％－ （ ％＋ ＋ ％ ） =％ 12 對于一般中小型高爐， KT 值為 80％－ 85％ ；近代高爐，由于大型化和原料條件的改善，可以達到近 90％ 。因此： GFeO 硅酸鐵 = ％ 20％＋ 340 ％＋ 180 ％ = kg GFeO 磁鐵 礦