【正文】 火材料之間有冷卻設(shè)備。 3 2 煉鐵工藝計(jì)算 配料計(jì)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(yàn)成分不完全，為此因按元素在原料中存在形態(tài)不全應(yīng)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(shè)計(jì)年產(chǎn)煉鋼生鐵 480 萬噸的高爐車間。研究表明，適當(dāng)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(jì) 70 年代末期，德國 GHH公司和蒂 森公司合作率先在高爐上應(yīng)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(shù) 高爐冷卻系統(tǒng)對于高爐正常生產(chǎn)和長壽至關(guān)重要。陶瓷杯爐底缸有高的荷重軟化溫度和較強(qiáng)的抗侵蝕性能和低導(dǎo)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(dǎo)熱性又可將熱量很快傳出去，達(dá)到保護(hù)爐底的目的。爐塵遙控噴補(bǔ) 、壓漿等爐襯修補(bǔ)技術(shù)已成為現(xiàn)階段延長高爐風(fēng)口以上區(qū)域壽命的重要技術(shù)措施。存在著轉(zhuǎn)折點(diǎn)，轉(zhuǎn)折點(diǎn)有減弱強(qiáng)度的作用。過去由于沒有耐熱混泥土基墩和風(fēng)冷爐底設(shè)施；爐底破壞損到一定程度后，常引起基礎(chǔ)破壞，甚至爆炸。密封閥用兩個(gè)液壓缸驅(qū)動(dòng)完成兩個(gè)動(dòng)作，壓緊缸完成閥門的垂直方向的動(dòng)作，回轉(zhuǎn)缸完成閥板的旋轉(zhuǎn)動(dòng)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(shè)備中的分布。 振動(dòng)篩 近年來我國多數(shù)高爐采用振動(dòng)篩，現(xiàn)有的振動(dòng)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(fēng)爐中段以上爐墻結(jié)構(gòu)與格子磚相對應(yīng)。 據(jù)經(jīng)驗(yàn)，圓形燃燒室斷面積（包括隔墻）占熱風(fēng)爐截面積的 28%，則熱風(fēng)爐的截面積： A= 32? = (m2) 熱風(fēng)爐內(nèi)徑為 d= ?= (m2) 確定熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)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(jì) 345＋ 114＋ 50＋ 40＋ 2=551 （ mm） 熱風(fēng)爐外徑（不包括爐殼 ）： d 外 =7518＋ 2 551=8620 （ mm） 燃燒室隔墻結(jié)構(gòu)： 上部 230 低蠕變高鋁磚 ＋ 345低蠕變高鋁磚 ＋ 20滑動(dòng)縫 下部 230 高鋁磚 ＋ 345 高鋁磚 ＋ 20 滑動(dòng)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(fēng)機(jī)。為了減少礦槽上面的環(huán)境污染，在揚(yáng)塵點(diǎn)處應(yīng)設(shè)置密封式吸塵罩，或在供料膠帶機(jī)兩側(cè)的礦槽口設(shè)置密封膠帶覆蓋。現(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(yīng)高爐冶煉所必需的原料，能適應(yīng)高爐強(qiáng)化生產(chǎn)的供料要求和原料品種變化的要求； 2）在儲運(yùn)過程中應(yīng)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(yùn)輸過程中應(yīng)盡量減少破碎率 ； 3）結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、易于維護(hù)，對大中型高爐應(yīng)盡可能實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，提高配料、稱量的準(zhǔn)確度； 4）抗磨性能好，機(jī)械強(qiáng)度高，并能在高溫、多粉塵條件下長時(shí)間的連續(xù)工作； 5）原料各轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)和落料點(diǎn)都有灰塵產(chǎn)生，應(yīng)有通風(fēng)除塵設(shè)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(chǔ)下沉引起高爐鋼結(jié)構(gòu)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(yán)重時(shí)不能正常生產(chǎn)。由于取消了爐缸支柱，風(fēng)口平臺寬敞，爐前操作方便。 爐體維護(hù)技術(shù) 用含鈦物料護(hù)爐，是由于在高溫條件下還原生成 TiC、 TiN 或 Ti（ C、 N）等高熔點(diǎn)化合物，沉積在爐缸爐底，對其形成保護(hù)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(jié)構(gòu)，爐身上部設(shè) 2~3 段 C型光面水冷壁，這應(yīng)是一種配置合理的長壽爐體結(jié)構(gòu)。 銅冷卻壁是高爐長壽的關(guān)鍵技術(shù)之一，銅冷卻壁的應(yīng)用使高爐在不中修的條件下，壽命達(dá)到 15~20 年成為可能。這兩種技術(shù)體系都必須采用 16 具有高導(dǎo)熱性且抗鐵水滲透性能優(yōu)異的炭磚。 （ 2） 適當(dāng)加高爐缸高度 高爐在大噴煤操作條件下，爐缸風(fēng)口回旋區(qū)結(jié)構(gòu)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(jì)算平均脫硫耗熱。 表 29 物料平衡表 收入項(xiàng) kg % 支出項(xiàng) kg % 鐵礦石 生鐵 焦炭 爐渣 鼓風(fēng) 煤氣 煤粉 煤氣中水分 重油 爐塵 總計(jì) 總計(jì) 相對誤 差 = ? 100％ =％＜ ％ 熱平衡計(jì)算 高爐熱平衡是按照能量守恒定律以物料平衡為基礎(chǔ)來計(jì)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(fù)雜的 物理化學(xué)過程。 （ 4）渣鐵處理系統(tǒng) 包括出鐵場、開鐵口機(jī)、爐前吊車、鐵水罐車及水沖渣設(shè)備等，其任務(wù)是及時(shí)處理高爐排放的渣、鐵，保證高爐生產(chǎn)正常進(jìn)行。 m3) 燃燒強(qiáng)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(shù)引進(jìn)和消化吸收，我國大型高爐爐缸爐底內(nèi)襯設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和耐火材料應(yīng)用已達(dá)到國際先進(jìn)水平。 2020 年 3 月首鋼 2 號高爐技術(shù)壁，標(biāo)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(dòng)力消耗低的特點(diǎn)，在武鋼 1號高爐 2200（上標(biāo)）上已經(jīng)得到應(yīng)用。 自動(dòng)檢測與控制 自動(dòng)檢測是高爐長壽不可缺少的技術(shù)措施。設(shè)計(jì)高爐鋼機(jī)構(gòu)應(yīng)考慮的主要因素是： 1）高爐是龐大的豎爐，設(shè)備層層疊疊，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須考慮各種設(shè)備安裝、檢修、更換的可能性；要考慮到大型設(shè)備的運(yùn)進(jìn)運(yùn)出，吊上吊下，臨時(shí)停放等可能性和方便； 2） 高爐亦是高溫高壓反應(yīng)器某些鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具有高溫強(qiáng)度、耐磨性和可靠的密封性； 3）運(yùn) 動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)軌跡周圍，應(yīng)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(gòu)件，要認(rèn)真分析載荷條件，做強(qiáng)度計(jì)算。 表 35 高爐爐殼厚度 高爐容積 高爐結(jié)構(gòu)形式 爐底 風(fēng)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(chǔ)，與高爐中心成對稱布置，在風(fēng)口平臺以上部分采用鋼結(jié)構(gòu)，有“工”字?jǐn)嗝妫灿袌A形斷面，圓筒內(nèi)灌以混泥土。故 S允小 于 時(shí)應(yīng)對基礎(chǔ)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(zhuǎn)料罐襯板。 )/s 水耗(開路 ) /(t/h) 正常氮耗/(m3/h) 設(shè)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(shè)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?dú)?。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(yīng)用杠桿原理，電子式稱量漏斗應(yīng)用電阻應(yīng)變原理。 送風(fēng)管路系統(tǒng)漏風(fēng)損失量 qo=η qv=10% 4539= m3/min 式中 qo—— 送風(fēng)管路系統(tǒng)漏風(fēng)損失量， m3/min； η —— 漏風(fēng)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(yàn)，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(fēng)機(jī)出口風(fēng)量 qc= qv＋ qo＋ q0′ =4539＋ ＋ = m3/min 鼓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓 pc=p1＋ p2＋ p3=＋ ＋ = MPa 式中 pc—— 鼓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)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(fēng)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(yùn)輸形式和運(yùn)輸線路，一般要求礦槽寬度要能布置下 2~3 條膠帶運(yùn)輸機(jī)或 2~3 條鐵路線，以便于槽上供料運(yùn)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(shè)有耐磨錐形漏斗。 為了使?fàn)t頂裝料設(shè)備的壽命能維持高爐一代爐 齡，爐頂裝料設(shè)備應(yīng)當(dāng)滿足下列要求： 1）爐頂結(jié)構(gòu)密封必須嚴(yán)密、可靠，密封材料能在 250℃ 溫度下長時(shí) 期正常工作； 2）要有足夠高的強(qiáng)度和剛性，能抵抗高溫和急劇的溫度變化所產(chǎn)生的應(yīng)力作用； 3）能抵抗?fàn)t料的沖擊磨損、煤氣流的沖刷磨損以及化學(xué)腐蝕； 4）結(jié)構(gòu)簡單，檢修方便，容易維修，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。 （ 4） 熱風(fēng)圍管 為了不影響爐前作業(yè)，熱風(fēng)圍管都采用吊掛式。 （ 1） 高爐本體鋼結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)高爐本體鋼結(jié)構(gòu)，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(shí)掌控爐況提供了有效的參考?，F(xiàn)代傳熱學(xué)理論的研究和運(yùn)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(shè)計(jì)的基本理念，薄壁內(nèi)襯技術(shù)就是在此條件下應(yīng)運(yùn)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(hù) 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(shù)在寶鋼、武鋼等企業(yè)的大型高爐上也取得了長壽實(shí)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(shè)計(jì)，通過研究總結(jié)高爐破損機(jī)理和高爐反應(yīng)機(jī)理，優(yōu)化高爐爐型設(shè)計(jì)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(fēng)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(jì) 爐渣帶熱 噴吹物分解 261294 煤氣帶走熱 爐塵帶熱 熱損失 總計(jì) 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(dá)到近 90％ 。因此： GFeO 硅酸鐵 = ％ 20％＋ 340 ％＋ 180 ％ = kg GFeO 磁鐵 礦