【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 好；由于均布于爐襯之外，所以冷卻均勻，侵蝕后爐襯內(nèi)壁光滑。爐身冷卻為了提高高爐爐身壽命，本設(shè)計(jì)采用爐身冷卻模塊技術(shù)，將冷卻水管直接焊接在爐殼上，并澆鑄耐熱混凝土，是由爐殼—厚壁鋼管—耐熱混凝土構(gòu)成的大型冷卻模塊組成。冷卻模塊將爐身部位的爐殼沿徑向分成數(shù)塊，塊數(shù)取決于爐前的起重能力。將厚壁（15mm）把手型無(wú)縫鋼管作為冷卻元件直接焊在爐殼鋼甲上，在爐殼及鋼管見(jiàn)澆注耐熱混凝土，混凝土層高出水管110～130mm，構(gòu)成大型預(yù)制冷卻模塊。通過(guò)爐頂托圈吊裝與爐腰鋼甲對(duì)接，經(jīng)兩面焊接后即形成新?tīng)t身。主要技術(shù)優(yōu)點(diǎn)如下：⑴與傳統(tǒng)的“爐殼—鑄鐵冷卻壁—爐襯”相比，爐身壽命提高近1倍。⑵明顯降低爐身造價(jià)。新型冷卻模塊結(jié)構(gòu)以鋼管代替鑄鐵冷卻壁使冷卻設(shè)備重量大大降低，而以耐熱混凝土代替耐火磚，不論價(jià)格或數(shù)量都大為減少，使高爐爐身造價(jià)成倍降低。⑶縮短大修時(shí)間，大型模塊的制造可在停爐前預(yù)先進(jìn)行，停爐后只進(jìn)行吊裝、焊接、澆注對(duì)接縫等，相當(dāng)于在高爐上整體組裝爐身，大大縮短大修工期。⑷高爐大修初始即形成操作爐型，有力高爐順行，同時(shí)由于爐襯減薄，也擴(kuò)大了爐容，在供排水方面無(wú)特殊要求，利用原有系統(tǒng)即可正常進(jìn)行。爐底冷卻本設(shè)計(jì)高爐爐缸直徑較大，周?chē)鷱较蚶鋮s壁的冷卻，已不足以將爐底中心部位的熱量散發(fā)出去，如不進(jìn)行冷卻則爐體底部侵蝕嚴(yán)重，因此，高爐爐底中心部位要冷卻。水冷管中心線一下埋置在爐基耐火混凝土基墩上表面中，中心線以上為碳素?fù)v固層，水冷管為φ40mm10mm，爐底中心部位水冷管間距200～300mm邊緣水冷管間距為350～500mm，水冷管兩端伸出爐殼外50～，開(kāi)孔處應(yīng)避開(kāi)爐殼折點(diǎn)150mm以上。水冷爐底結(jié)構(gòu)應(yīng)保證切斷給水后，可排出管內(nèi)積水，工作時(shí)排水口要高于水冷管水平面，保證管內(nèi)充滿(mǎn)水。 高爐冷卻系統(tǒng)采用軟（純）水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)，這是一個(gè)完全密閉的系統(tǒng)，用軟水作為冷卻介質(zhì)。軟水由循環(huán)泵送往冷卻設(shè)備，冷卻設(shè)備排出的冷卻水經(jīng)膨脹罐送往空氣冷卻器，經(jīng)空氣冷卻器散發(fā)于大氣中，然后再經(jīng)循環(huán)泵送往冷卻設(shè)備。 軟（純）水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)1—冷卻設(shè)備；2—膨脹罐；3—空氣冷卻器；4—循環(huán)泵；5—補(bǔ)水；6—加藥；7—充氮膨脹罐為一圓柱形密閉容器，其中充以氮?dú)猓靡蕴岣呃鋮s介質(zhì)壓力，提高飽和蒸汽的溫度，進(jìn)而提高飽和蒸汽與冷卻設(shè)備內(nèi)冷卻水實(shí)際溫度之差，即提高冷卻水的欠冷度。膨脹罐具有補(bǔ)償由于溫度的變化和水的泄露而引起的系統(tǒng)冷卻水體積的變化，穩(wěn)定冷卻系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，并且通過(guò)罐內(nèi)水位的變化，判斷系統(tǒng)泄露情況和合理補(bǔ)充軟水?？諝饫鋮s設(shè)備由風(fēng)機(jī)和散熱器組成，用來(lái)散發(fā)熱量，降低冷卻水溫度。軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)的特點(diǎn)有：工作穩(wěn)定可靠：由于冷卻系統(tǒng)內(nèi)具有一定的壓力，所以冷卻介質(zhì)具有較大的欠冷度。冷卻效果好，高爐壽命長(zhǎng)。它使用的冷卻介質(zhì)是軟（純）水，是經(jīng)過(guò)化學(xué)處理即除去水中硬度和部分鹽類(lèi)的水。這就從根本上解決了在冷卻水管或冷卻設(shè)備內(nèi)壁結(jié)垢的問(wèn)題，保證有效冷卻并能延長(zhǎng)冷卻設(shè)備的壽命。節(jié)水。因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)完全處于密閉狀態(tài)，所以沒(méi)有水的蒸發(fā)損失，而流失也很少。電能耗量低。閉路系統(tǒng)循環(huán)水泵的揚(yáng)程僅取決于系統(tǒng)的阻力損失。 高爐送風(fēng)管路高爐送風(fēng)管路由熱風(fēng)總管、熱風(fēng)圍管、與各風(fēng)口相連的送風(fēng)支管（包括直吹管）及風(fēng)口（包括風(fēng)口中套、風(fēng)口大套）等組成[3]。 熱風(fēng)圍管熱風(fēng)圍管的作用是將熱風(fēng)總管送來(lái)的熱風(fēng)均勻地分配到各送風(fēng)支管中去。熱風(fēng)總管和熱風(fēng)圍管都由鋼板焊成，管中由耐火材料筑成的內(nèi)襯。為了不影響爐前作業(yè)，熱風(fēng)圍管都采用吊掛式，大框架熱風(fēng)圍管吊掛在橫梁上，熱風(fēng)總管與熱風(fēng)圍管的直徑相同，其直徑由下式計(jì)算：D===式中 D——熱風(fēng)總管或熱風(fēng)圍管內(nèi)徑，m Q——?dú)怏w實(shí)際狀態(tài)下的體積流量，m3/s v——?dú)怏w實(shí)際狀態(tài)下的流速，m/s。 本計(jì)算取30m/s 送風(fēng)支管送風(fēng)支管的作用是將熱風(fēng)圍管供來(lái)的熱風(fēng)通過(guò)風(fēng)口送入高爐爐缸，還可通過(guò)它向高爐噴吹燃料。送風(fēng)支管長(zhǎng)期處于高溫、多塵的環(huán)境中，工作條件很惡劣，所以要求送風(fēng)支管密封性好，壓損小，熱量損失小，在熱脹冷縮的條件下由自動(dòng)調(diào)節(jié)位移的功能。送風(fēng)支管由送風(fēng)支管本體、送風(fēng)支管張緊裝置、送風(fēng)支管附件等組成。 直吹管直吹管是高爐送風(fēng)支管的一部分，尾部與彎管相連，端頭與風(fēng)口緊密相連。熱風(fēng)經(jīng)熱風(fēng)圍管、彎管傳到直吹管，通過(guò)風(fēng)口進(jìn)入高爐爐缸。直吹管由端頭、管體噴吹管、尾部法蘭和端頭水冷管路五部分組成。 直吹管結(jié)構(gòu)圖1—端頭；2—管體；3—噴吹管；4—冷卻水管；5—法蘭 風(fēng)口裝置風(fēng)口風(fēng)口也稱(chēng)風(fēng)口小套或風(fēng)口三套，是送風(fēng)管路最前端的一個(gè)部件。它位于高爐爐缸上部，成一定角度探出爐壁。風(fēng)口與風(fēng)口中套、風(fēng)口大套裝配在一起，加上冷卻水管等其他部件，形成高爐的風(fēng)口設(shè)備。 風(fēng)口裝置結(jié)構(gòu)示意圖1—風(fēng)口中套冷水管；2—風(fēng)口大套密封罩；3—爐殼；4—抽氣孔；5—風(fēng)口大套；6—灌泥漿孔；7—風(fēng)口小套冷水管；8—風(fēng)口小套；9—風(fēng)口小套壓緊裝置；10—灌泥漿孔；11—風(fēng)口法蘭；12—風(fēng)口中套壓緊裝置；13—風(fēng)口中套風(fēng)口中套風(fēng)口中套的作用是支撐風(fēng)口小套，其前端內(nèi)孔的錐面與風(fēng)口小套的外錐面配合，上端的外錐面與大套配合，用鑄造紫銅制作。風(fēng)口大套風(fēng)口導(dǎo)套的功能是支撐風(fēng)口中套與小套，并將其與高爐爐體相連成為一體。風(fēng)口大套的前端錐面與風(fēng)口中套上端錐面配合，上端通過(guò)風(fēng)口法蘭與爐體裝配連接在一起。風(fēng)口導(dǎo)套為鑄鋼件。 高爐鋼結(jié)構(gòu)高爐鋼結(jié)構(gòu)包括爐殼、爐體框架、爐頂框架、平臺(tái)和梯子等。高爐鋼結(jié)構(gòu)是保證高爐正常生產(chǎn)的重要設(shè)施。 高爐本體鋼結(jié)構(gòu)本設(shè)計(jì)采用爐體框架式。其特點(diǎn)是由4根支柱連接成框架，而框架是一個(gè)與高爐本體不相連接的獨(dú)立結(jié)構(gòu)?？蚣芟虏抗潭ㄔ诟郀t基礎(chǔ)上，頂端則支撐在爐頂平臺(tái)。因此爐頂框架的重量、煤氣上升管的重量、各層平臺(tái)及水管重量，完全由大框架直接傳給基礎(chǔ)。只由裝料設(shè)備重量經(jīng)爐殼傳給基礎(chǔ)。 高爐本體鋼結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)由于取消了爐缸支柱，框架離開(kāi)高爐一定距離，所以風(fēng)口平臺(tái)寬敞，爐前操作方便，還有利于大修時(shí)高爐容積的擴(kuò)大。 爐殼爐殼是高爐的外殼，里面有冷卻設(shè)備和爐襯，頂部是裝料設(shè)備和煤氣上升管，下部坐落在高爐基礎(chǔ)上，是不等截面的圓筒體。爐殼的主要作用是固定冷卻設(shè)備，保證高爐砌磚的牢固性、承受爐內(nèi)壓力和起到爐體密封作用，因此爐殼必須具有一定強(qiáng)度。爐殼厚度應(yīng)與工作條件相適應(yīng)，各部位厚度可由下式計(jì)算；δ=kD式中δ——計(jì)算部位爐殼厚度，mm；D——計(jì)算部位爐殼外弦?guī)е睆?，m；K——系數(shù)，mm/m；與弦?guī)恢糜嘘P(guān)。 爐體框架爐體框架由四根支柱組成，上至爐頂平臺(tái)，下至高爐基礎(chǔ)，與高爐中心成對(duì)稱(chēng)布置，在風(fēng)口平臺(tái)以上部分用鋼結(jié)構(gòu)。風(fēng)口平臺(tái)以下是采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。保證支柱與熱風(fēng)圍管的250mm間距。 爐缸爐身支柱、爐腰支圈和支柱坐圈爐缸支柱是用來(lái)承擔(dān)爐腹或爐腰以上，經(jīng)爐腰支圈傳遞下來(lái)的全部負(fù)荷。它的上端與爐腰支圈連接，下端則伸到高爐基座的坐圈上。大中型高爐一般都是用24～40mm的鋼板，焊成工字形斷面的支柱，為了增加支柱的剛度，常加焊水平筋板。支柱外傾斜角6176。左右，以使?fàn)t缸周?chē)鷮挸āＶе臄?shù)目為12個(gè)（風(fēng)口數(shù)目的一半），并且均勻地分布在爐缸周?chē)湮恢貌荒苡绊戯L(fēng)口、鐵口、渣口的操作，其強(qiáng)度則應(yīng)考慮到個(gè)別支柱損壞時(shí)，其它相鄰支柱仍能承擔(dān)全部負(fù)荷。為了防止發(fā)生爐缸燒穿時(shí)，渣鐵水燒壞爐缸支柱，應(yīng)從高爐基座的坐圈直到鐵口以上1m處的支柱表面，用耐火磚襯保護(hù)。爐身支柱的作用是支撐爐頂框架及爐頂平臺(tái)上的載荷、爐身部分的平臺(tái)走梯、給排水管道等。爐腰支圈的作用是把它承托的上部均布荷載變成幾個(gè)集中載荷傳給爐缸支柱，同時(shí)也起著密封作用。： 爐腰支圈支柱坐圈是為了使支柱作用于爐基上的力比較均勻。在每個(gè)支柱下面都由鑄鐵或型鋼做成的單片墊板，并且彼此用拉桿或整環(huán)連接起來(lái)，以防止支柱在推力作用下或基礎(chǔ)損壞時(shí)發(fā)生位移。 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。高爐基礎(chǔ)由埋在地下的基座部分和地面上的基頓部分組成。 高爐基礎(chǔ)的負(fù)荷高爐基礎(chǔ)承受的荷載有：靜負(fù)荷、動(dòng)負(fù)荷、熱應(yīng)力的作用，其中溫度造成的熱應(yīng)力的作用最危險(xiǎn)。 高爐基礎(chǔ) 1—冷卻壁；2—水冷管；3—耐火磚；4—爐底磚；5耐熱混凝土基墩；6—鋼筋混凝土基座靜負(fù)荷高爐基礎(chǔ)承受的靜負(fù)荷包括高爐內(nèi)部的爐料重量、渣、鐵液重量、爐體本身的砌磚重量、金屬結(jié)構(gòu)的重量、冷卻設(shè)備及冷卻水重量、爐頂設(shè)備重量等，另外還有爐下建筑物、斜橋、卷?yè)P(yáng)機(jī)等分布在爐身周?chē)脑O(shè)備重量。就力的作用情況來(lái)看，前者是對(duì)稱(chēng)的，作用在爐基上，后者則常常是不對(duì)稱(chēng)的，是引起力矩的因素，可能產(chǎn)生不均勻下沉。動(dòng)負(fù)荷生產(chǎn)中常由崩料、坐料等，加給爐基的動(dòng)負(fù)荷是相當(dāng)大的。熱應(yīng)力的作用爐缸中貯存著高溫的鐵液和渣液，爐基處于一定的溫度下。由于高爐基礎(chǔ)內(nèi)溫度分布不均勻，采用里高外低，上高下低，這就在高爐基礎(chǔ)內(nèi)部產(chǎn)生了熱應(yīng)力。 對(duì)高爐基礎(chǔ)的要求對(duì)高爐基礎(chǔ)的要求如下：高爐基礎(chǔ)應(yīng)把高爐全部載荷均勻地傳給地基，不允許發(fā)生沉陷和不均勻的沉陷。具有一定的耐熱能力?；諗嗝鏋閳A形，直徑與爐底相同，~。3 高爐煉鐵車(chē)間供料系統(tǒng)現(xiàn)代鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中，煉鐵原料供應(yīng)系統(tǒng)以高爐貯礦槽為界分為兩部分。從原料進(jìn)廠到高爐貯礦槽頂部屬于原料廠管轄范圍，它完成原料的卸、堆、取、運(yùn)作業(yè)；根據(jù)要求還需進(jìn)行破碎、篩分、混勻和分級(jí)等作業(yè)，起到貯存、處理供應(yīng)原料作用[7]。從高爐貯礦槽頂部到高爐爐頂裝料設(shè)備屬于煉鐵廠管轄范圍，它負(fù)責(zé)向高爐按規(guī)定的原料品種、數(shù)量、分批地及時(shí)供應(yīng)?，F(xiàn)代高爐對(duì)原料供應(yīng)系統(tǒng)的要求是：保證連續(xù)地、均衡地供應(yīng)高爐冶煉所需的原料，并為進(jìn)一步強(qiáng)化冶煉留有余地；在貯運(yùn)過(guò)程中應(yīng)考慮為改善高爐冶煉所需的處理環(huán)節(jié)，如混勻、破碎、篩分等。焦炭運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)盡量減少破碎率。由于貯運(yùn)的原料數(shù)量大，對(duì)大、中型高爐應(yīng)該盡可能實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，提高配料、稱(chēng)量的準(zhǔn)確度。原料供應(yīng)系統(tǒng)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。 車(chē)間的運(yùn)轉(zhuǎn) 新建的煉鐵車(chē)間，多采用人造富礦——燒結(jié)礦和球團(tuán)礦為原料，運(yùn)輸設(shè)備均采用皮帶機(jī)。本設(shè)計(jì)的上料系統(tǒng)也采用皮帶式上料機(jī)，皮帶機(jī)運(yùn)輸作業(yè)率高，原料破碎率低，并且輕便，大大簡(jiǎn)化了礦槽結(jié)構(gòu)。皮帶機(jī)的運(yùn)輸能力應(yīng)該滿(mǎn)足高爐對(duì)燃料的需求，同時(shí)還應(yīng)該考慮物料的特性如粒度、堆比重、動(dòng)堆積角等因素。皮帶機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)可以計(jì)算，也可以從手冊(cè)查出。本設(shè)計(jì)的高爐容積是2022 m3。 上料皮帶機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)容積/m3寬度/mm速度/ mmin1水平長(zhǎng)度/m傾角能力/th1電機(jī)功率臺(tái)/kW2022160012013176。26002503 貯礦槽、貯焦槽及槽下運(yùn)輸篩分稱(chēng)量 貯礦槽與貯焦槽貯礦槽位于高爐一側(cè)，它起原料貯存作用，解決高爐連續(xù)上料和車(chē)間間斷供料的矛盾。當(dāng)貯礦槽之前的供料系統(tǒng)設(shè)備檢修或因事故造成短期間斷供料時(shí)，可依靠貯礦槽內(nèi)的存量，維持高爐生產(chǎn)。由于貯礦槽都是高架式的，可以利用原料的自重下滑進(jìn)入下一工序，有利于實(shí)現(xiàn)配料等作業(yè)的機(jī)械化和自動(dòng)化。采用皮帶機(jī)上料時(shí)，貯礦槽與上料機(jī)中心線應(yīng)互成直角，以縮短貯礦槽與高爐間距。貯礦槽的總?cè)莘e與高爐容積、使用的原料性質(zhì)和種類(lèi)、以及車(chē)間的平面布置等因素有關(guān)，也可根據(jù)貯存量進(jìn)行計(jì)算，貯礦槽貯存12～18h的礦石量， 貯焦槽貯存6～8h的焦炭量。 貯礦槽、貯焦槽容積與高爐容積的關(guān)系項(xiàng) 目高爐有效容積/m32556001000150020002500貯礦槽容積與高爐容積之比貯焦槽容積與高爐容積之比～焦槽個(gè)數(shù)/個(gè)2222≥2≥2貯礦槽總?cè)莘e V總= Vu=2022= m3。燒結(jié)礦 V燒=70%= m3 ，3 m3。球團(tuán)礦 V球=20%= m3 ，1m3。天然礦 V天=10%= m3 ，1m3。貯焦槽總?cè)莘e：V總= =2022= m3，2m3。經(jīng)計(jì)算得到單個(gè)礦槽的尺寸如下：，邊長(zhǎng)9m，錐臺(tái)高度4 m， m。，邊長(zhǎng)9m，錐臺(tái)高度4 m， m。，邊長(zhǎng)9m，錐臺(tái)高度4 m， m。，邊長(zhǎng)9m，錐臺(tái)高度4 m， m。 槽下運(yùn)輸稱(chēng)量在貯礦槽下，將原料按品種和數(shù)量稱(chēng)量運(yùn)到上料皮帶機(jī)的方法有兩種：一種是用稱(chēng)量車(chē)完成稱(chēng)量、運(yùn)輸、卸料等工序；一種是用皮帶機(jī)運(yùn)輸，用稱(chēng)量漏斗稱(chēng)量。我國(guó)新建的300 m3以上的高爐基本上都選用皮帶機(jī)作為槽下運(yùn)輸設(shè)備。槽下采用皮帶機(jī)運(yùn)輸和稱(chēng)量漏斗稱(chēng)量槽下運(yùn)輸稱(chēng)量系統(tǒng)，焦倉(cāng)下設(shè)有振動(dòng)篩，合格的焦炭經(jīng)焦炭輸送機(jī)送到焦炭稱(chēng)量漏斗，小顆粒的焦粉經(jīng)粉焦輸出皮帶機(jī)運(yùn)至粉焦倉(cāng)。燒結(jié)礦倉(cāng)下也設(shè)有振動(dòng)篩，合格燒結(jié)礦運(yùn)至礦石稱(chēng)量漏斗，粉狀燒結(jié)礦經(jīng)礦粉輸出皮帶機(jī)輸送至粉礦倉(cāng)。球團(tuán)礦直接經(jīng)給料機(jī)、礦石輸出皮帶機(jī)送至礦石集中漏斗。 上料設(shè)備將爐料直接送到高爐爐頂?shù)脑O(shè)備稱(chēng)為上料機(jī)。對(duì)上料機(jī)的要求是：要有足夠的上料能力，不僅能滿(mǎn)足正常生產(chǎn)的需要，還能在低料線的情況下很快趕上料線。為滿(mǎn)足這一要求，在正常情況下上料機(jī)的作業(yè)率一般不應(yīng)超過(guò)70%；工作穩(wěn)妥可靠；最大程度的機(jī)械化和自動(dòng)化。上料機(jī)主要有料車(chē)式和皮帶機(jī)上料兩種方式。本設(shè)計(jì)采用皮帶機(jī)上料。其優(yōu)點(diǎn)是：工藝布置合理。料倉(cāng)離高爐遠(yuǎn)，使高爐周?chē)臻g自由度大，有利于高爐爐前布置多個(gè)出鐵口。上料能力強(qiáng)。滿(mǎn)足了高爐大型化以后大批量的上料要求。上料均勻，對(duì)爐料的破碎作用較小。設(shè)備簡(jiǎn)單、投資較小。工作可靠、維修方便、便于自動(dòng)化操作。上料皮帶機(jī)的傾角最小11176。，最大14176。皮帶機(jī)寬度隨高爐容積而異，保證皮帶機(jī)運(yùn)行安全非常重要。因此，在設(shè)計(jì)上采取了很多措施：如皮帶機(jī)可以?xún)蓚€(gè)方向驅(qū)動(dòng)，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；設(shè)4臺(tái)電機(jī)，兩臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)兩臺(tái)備用；為預(yù)防反轉(zhuǎn)用兩臺(tái)電機(jī)做制動(dòng)；用液壓缸拉緊皮帶；設(shè)有觀察皮帶機(jī)運(yùn)行情況的裝置等等。4 爐頂裝料設(shè)備高爐爐頂裝料設(shè)備是用來(lái)將爐料裝入高爐并使之合理