【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ：1150℃λ為鐵水導(dǎo)熱系數(shù)：h℃q為陸地中心通過(guò)死鐵層的垂直熱流強(qiáng)度：8199KJ/m3h所以：S1=（14901150）2）剩余厚度：S2=Kdlg式中：系數(shù) K=+T取1100℃T2為爐底侵蝕面上的鐵水溫度，取1200℃T3為爐底中心溫度，取1000℃所以：S2=（1100＋）=由上可得：爐底厚度=S1＋S2－h(huán)0=＋－=在爐底密封板上填一層厚度為60mm的高導(dǎo)熱性碳素材料，在其上面平砌8層厚度為400mm的碳磚，再在上面?zhèn)绕鲆粚雍駷?00mm的高鋁磚。爐缸工作條件與爐底相似，而且裝有鐵口、風(fēng)口。每天有大量的鐵水流過(guò)鐵口 ，開(kāi)堵鐵口有劇烈的溫度波動(dòng)和機(jī)械振動(dòng)。風(fēng)口前邊是燃燒帶，為高爐內(nèi)溫度最高的區(qū)域。為此爐缸用碳磚砌筑，風(fēng)口、渣口及鐵口處采用異形炭磚砌筑，碳磚砌筑為薄縫（），上下層碳磚磚縫均砌在中間。爐缸炭磚砌筑以薄縫相連，上下層炭磚的磚縫均砌筑在中間。風(fēng)口、渣口和鐵口采用異型炭磚砌筑。砌體與冷卻壁之間留有100～150縫隙，本設(shè)計(jì)為150 ，其中填以炭質(zhì)填料。第一層環(huán)砌炭磚最好能蓋上三塊半爐底滿鋪的炭磚，因此其長(zhǎng)度一般大于（400+40）＝1540 。（本設(shè)計(jì)取1760）爐腹位于風(fēng)口之上，此部位受強(qiáng)烈的熱應(yīng)力作用，不僅爐襯內(nèi)表面溫度高，而且由溫度波動(dòng)引起的熱沖擊、破壞力很大；同時(shí)還承受由上部落入爐缸的渣鐵水和高速向上運(yùn)動(dòng)的高溫煤氣的沖刷、化學(xué)侵蝕及氧化作用，再加上爐料的壓力和摩擦力及崩料時(shí)的巨大沖擊力。開(kāi)爐后爐腹部位的砌磚很快被侵蝕掉，靠渣皮工作，一般砌一層厚345高鋁磚，傾斜部分按每三層磚錯(cuò)臺(tái)一次砌筑。砌磚磚縫應(yīng)不大于1（本設(shè)計(jì)取1），上下層磚縫和環(huán)縫均應(yīng)錯(cuò)開(kāi)。 爐腰緊靠爐腹，侵蝕作用也相似。本設(shè)計(jì)采用過(guò)渡式爐腰結(jié)構(gòu)，該部位砌筑一層345厚的高鋁磚，砌磚緊靠冷卻壁，砌磚磚縫應(yīng)不大于1（本設(shè)計(jì)取1），上下層磚縫和環(huán)縫均應(yīng)錯(cuò)開(kāi)。爐身中下部受到侵蝕情況與爐腰較為相似，采用YB40763型高鋁磚，厚度為345mm；爐身上部和中部溫度較低（400～800℃），無(wú)爐渣形成和渣蝕危害，這部位主要承受爐料沖擊、爐塵上升的磨損或熱沖擊（最高達(dá)50℃/min）或者受到堿、鋅等的侵入和碳的沉積而遭受破壞。所以該部位主要采用低氣孔率的優(yōu)質(zhì)粘土磚及高鋁磚，本設(shè)計(jì)采用800mm粘土磚。此處主要受到固體爐料的摩擦和夾帶爐塵的高速煤氣流的沖刷，以及裝入爐料時(shí)溫度急劇變化帶來(lái)的影響，所以采用耐磨和耐熱的鑄鋼制成的爐喉鋼磚ZG35砌筑，壁厚741mm。 爐體冷卻通過(guò)合理的爐體冷卻可以：（1）充分冷卻內(nèi)襯，延長(zhǎng)壽命。（2）維持合理爐型（3）當(dāng)耐火內(nèi)襯被侵蝕后，必須保護(hù)高爐爐殼免受損壞。大型高爐爐缸直徑較大，周圍徑向冷卻壁的冷卻，已不足以將爐底中心部位的熱量散發(fā)出去，如不進(jìn)行冷卻則向下侵蝕嚴(yán)重。目前，多數(shù)高爐爐底都采用水冷的方法，即水冷爐底。 水冷管中心線以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46φ14610，爐底中心部位水冷管間距200～300（本設(shè)計(jì)取200），邊緣水冷管間距為300～500（本設(shè)計(jì)取350），水冷管兩端伸出爐殼外50～100。爐殼開(kāi)孔后加墊板固定，開(kāi)空處應(yīng)避開(kāi)爐殼折點(diǎn)150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)排水口要高出水冷管水平面，保證管內(nèi)充滿水。目前主要冷卻方式有水冷、風(fēng)冷和汽化冷卻方式三種，從爐體看有外部和內(nèi)部?jī)煞N形式。外部冷卻也稱噴水冷卻。內(nèi)部冷卻主要有光面冷卻壁（33），鑲磚冷卻壁（34），支梁式水箱。圖33 光面冷卻壁圖34 鑲磚冷卻鑲磚冷卻壁冷卻壁是把無(wú)縫鋼管鑄入生鐵中制成的，分鑲磚和光面兩種。前者用于爐腹以上，后者用于爐缸爐底周圍。光面的冷卻強(qiáng)度相對(duì)地比鑲磚的大，但鑲磚表面耐磨又易結(jié)渣皮，渣皮可以代替爐襯工作。冷卻壁的好處是爐殼開(kāi)孔小而少，不損壞爐殼鋼板強(qiáng)度，有良好的密封性，特別是在采用高壓操作的高爐上，更顯出它的特殊優(yōu)越性。它的缺點(diǎn)是冷卻壁損壞后不能更換，只有備用水冷卻。爐缸和爐底選用光面冷卻壁，砌與冷卻壁之間留100～150（本設(shè)計(jì)取150）的縫隙，其中填以炭質(zhì)填料。光面冷卻壁與爐殼之間留20的縫隙，并用稀泥漿灌滿。光面冷卻壁尺寸大小要考慮到制造與安裝的方便，冷卻壁寬度一般為700～1500，厚度80～120（本設(shè)計(jì)取120），高度視爐殼折點(diǎn)而定，一般小于3000（本設(shè)計(jì)取1300）。安裝時(shí)，同段冷卻壁間直縫為20，上下段間水平縫為30，上下兩段冷卻壁間垂直縫應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)，縫間用鐵質(zhì)銹接料銹接嚴(yán)密。、爐腰和爐身這些部位采用鑲磚冷卻壁冷卻，冷卻壁緊靠爐襯。從外形看，鑲磚冷卻壁一般有三種結(jié)構(gòu)形式：普通型、上部帶凸臺(tái)型和中間帶凸臺(tái)型。鑲磚冷卻壁厚度為250～350（本設(shè)計(jì)取350），高度小于3000。爐腹和爐腰采用普通型鑲磚冷卻壁，爐腹部位冷卻壁高度取1600，爐腰部位冷卻壁高度取2000。爐身采用上部帶凸臺(tái)型鑲磚冷卻壁，高度2000，凸臺(tái)突出長(zhǎng)度200，肋高200。凸臺(tái)冷卻壁的凸臺(tái)部分起到支撐上部砌磚的作用，可以取消最長(zhǎng)層的支梁水箱，簡(jiǎn)化了冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少了爐殼開(kāi)孔。爐喉鋼磚采用二段式水冷：爐頭部位噴涂FN130噴涂料作為內(nèi)襯，使用壽命一代爐役。24個(gè)風(fēng)口，每套風(fēng)口由大、中、小三個(gè)水套組成，采用鑄銅貫流式風(fēng)口，熱傳導(dǎo)率大，冷卻效果好。采用噴水冷卻。根據(jù)Q=cM（tt0）103得冷卻水耗量M=式中Q————熱負(fù)荷，kcal/h； c————水的質(zhì)量熱容量，1kcal/（kg℃）； M————冷卻水的消耗量t/h； t————冷卻水出水溫度，℃； t0————冷卻水進(jìn)水溫度，℃； △t取5℃。根據(jù)大型高爐總熱負(fù)荷計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式：Q=+式中，n————風(fēng)口數(shù)，個(gè)，n=24 VU————高爐有效容積，m3，所以Q=24+=106 kcal/h冷卻水的溫差計(jì)算，水沸騰時(shí)，水中的鈣和鎂離子以氧化物形式沉淀產(chǎn)生水垢，降低冷卻效果。因此，應(yīng)避免冷卻器內(nèi)部冷卻水沸騰，主要途徑是控制進(jìn)水溫度和溫度差，取值見(jiàn)表33表33進(jìn)出水溫差（℃）爐體部位爐身上部爐身下部爐腰爐腹風(fēng)口帶爐缸風(fēng)口大套風(fēng)口二套水溫差14121184466所以M===2654t/h在爐役的后期，因冷卻壁的破損而引起爐皮發(fā)紅，需噴水冷卻，則冷水量需增加15%，則爐役后期需水量為2654（1+）=有足夠高的供水壓力是保證高爐冷卻器正常工作的基本條件。同時(shí)，為避免當(dāng)冷卻器燒毀時(shí)高爐內(nèi)煤氣不至于進(jìn)入冷卻系統(tǒng)，造成燒壞大量冷卻設(shè)備，也要求供水系統(tǒng)壓力必須大于爐內(nèi)煤氣壓力。對(duì)爐體供水壓力的要求是：～；。一些高爐爐體供水壓力見(jiàn)表15。表34高爐爐體供水壓力表部位單位高爐容積，1002556201000供水管（風(fēng)口平臺(tái)處濾水器以上）～～～～爐體上部～～～～爐體下部～～～～本設(shè)計(jì)爐體給水壓力：。1．爐體鋼結(jié)構(gòu)：爐體鋼結(jié)構(gòu)主要包括爐體支柱、爐頂框架、爐殼及平臺(tái)結(jié)構(gòu)等。爐體支柱：爐體支柱是支撐爐體及爐頂設(shè)備重要的鋼結(jié)構(gòu)件。爐體支柱的結(jié)構(gòu)形式取決于爐體內(nèi)襯結(jié)構(gòu)及爐頂設(shè)備的載荷傳遞到爐基的方式。本設(shè)計(jì)采用大框架結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是爐頂框架上的全部載荷由四根大支柱組成的大框架直接傳遞到爐基，爐頂法蘭盤(pán)上的載荷由爐殼傳遞到爐基，取消了爐腰托圈，爐缸支柱及爐身支柱。爐頂框架：爐身支柱或大框架支柱上的部頂端一般都用橫跨鋼梁將支柱連接成整體，并在橫跨鋼梁上面滿鋪花紋鋼板或普通鋼板作為爐頂平臺(tái)。爐頂平臺(tái)是爐頂最寬敞的工作平臺(tái)。爐頂框架是設(shè)置在爐頂平臺(tái)上面的鋼結(jié)構(gòu)支撐架。它主要支撐受料漏斗、大小料鐘平衡桿機(jī)構(gòu)及安裝大梁等。爐頂框架結(jié)構(gòu)形式在A字型和門(mén)型兩種，本設(shè)計(jì)選用門(mén)型結(jié)構(gòu)。門(mén)型結(jié)構(gòu)鋼架一般為2440厚鋼板焊成或槽鋼制成。平臺(tái)結(jié)構(gòu)：高爐爐體凡是在設(shè)置有人孔、探測(cè)孔、冷卻設(shè)施及機(jī)械設(shè)備的部位，均應(yīng)設(shè)置工作平臺(tái)，以便于檢修和操作。各層工作平臺(tái)之間用走梯連接。2．爐殼設(shè)計(jì)爐殼主要功能是將所承受的荷栽傳遞給基礎(chǔ)，還能固定冷卻設(shè)備，保證高爐砌體的牢固性，防止煤氣外逸，實(shí)現(xiàn)噴水冷卻。本設(shè)計(jì)采用托圈爐殼，爐殼厚度采用經(jīng)驗(yàn)公式：KD計(jì)算如表（35）所示：表35爐體各部位爐殼厚度部位爐身爐身下弦?guī)t腹?fàn)t缸爐底爐頂封板K——2326313131103. 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)由埋在地下的基座和地面上的基墩組成。對(duì)高爐基礎(chǔ)的要求：(1)高爐基礎(chǔ)應(yīng)把高爐全部載荷均勻地傳給地基，不發(fā)生沉陷和不均勻沉陷。高爐基礎(chǔ)下沉?xí)鸶郀t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)。高爐總體設(shè)計(jì)，對(duì)基礎(chǔ)的下沉量和傾斜率都有嚴(yán)格要求。 (2) 具有一定的耐熱能力。一般混凝土只能在150以下工作，250便有開(kāi)裂，400時(shí)失去強(qiáng)度，鋼筋混凝土700時(shí)失去強(qiáng)度。過(guò)去由于沒(méi)有耐熱混凝土基墩和風(fēng)冷爐底設(shè)施，爐底破損到一定程度后，常引起基礎(chǔ)破壞，甚至爆炸。采用風(fēng)冷和水冷爐底及耐火基墩后，可以保證高爐基礎(chǔ)很好工作。高爐基礎(chǔ)是由基墩和基座組成的。高爐基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)主要取決于地質(zhì)條件和高爐的容積。圖35高爐基礎(chǔ)地表面積按下式計(jì)算:其中： 總載荷，安全系數(shù)，地基土質(zhì)允許承載能力。本設(shè)計(jì)中高爐爐基采用八角形，其對(duì)角線為37m第四節(jié) 廠址選擇 考慮因素確定廠址要做多方案比較,選擇最佳者。廠址選擇的合理與否,不僅影響建設(shè)速度和投資,也影響到投產(chǎn)后的產(chǎn)品成本和經(jīng)濟(jì)效益,必須十分慎重。廠址選擇應(yīng)考慮以下因素:1. 要考慮工業(yè)布局,有利于經(jīng)濟(jì)合作。2. 合理利用地形設(shè)計(jì)工藝流程,簡(jiǎn)化工藝,減少運(yùn)輸量,節(jié)省投資3. 盡可能接近原料產(chǎn)地及消費(fèi)地點(diǎn),以減少原料及產(chǎn)品的運(yùn)輸費(fèi)用4. 地質(zhì)條件要好,地層下不能有有開(kāi)采價(jià)值的礦物,也不能是已開(kāi)采區(qū)5. 水電資源要豐富,高爐車間要求供水、供電不得間斷，供電要雙電源；6. 廠址要位于居民區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向或側(cè)風(fēng)向；7. 盡量少占良地。 要求本設(shè)計(jì)對(duì)廠址選擇如下：1. 冶金工廠的原料和成品運(yùn)輸及水電的消耗量很大，廠址應(yīng)選在靠近鐵路接軌站，并應(yīng)保證接軌的方便和避免復(fù)雜的線路建設(shè)工程。應(yīng)靠近原料、燃料的基地和產(chǎn)品銷售的地點(diǎn)。近水源、電源，以縮短運(yùn)輸距離和管線長(zhǎng)度，以減少建廠的投資和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。2. 廠址的面積和外形應(yīng)能滿足生產(chǎn)工藝過(guò)程的需要，把所有的建筑物﹑構(gòu)筑物合理地布置在廠區(qū)之內(nèi)，并應(yīng)有一定的擴(kuò)充余地，以供工廠發(fā)展之用。3. 廠址應(yīng)靠近城市和已有的工廠，以便在生活福利和公用設(shè)施上互相協(xié)作。，一般應(yīng)有1000米以上的距離，并應(yīng)與其他企業(yè)不相干擾。窩風(fēng)的盆地不宜選擇為工廠廠址。5. 廠址的地勢(shì)最好是平坦的，廠址的地表應(yīng)由中心向四周傾斜，以便使地面水能依自然坡度向外暢流，不需要大量的土方工程。6. 冶金工廠主要的建筑物、構(gòu)筑物，大多需要較深的基礎(chǔ)和地下室，在建筑房屋和構(gòu)筑物時(shí)廠址的土壤不需要復(fù)雜的基礎(chǔ)工程。地下水位盡可能低于地下建筑和構(gòu)筑物基礎(chǔ)的深度，并無(wú)侵蝕性。7. 廠址不受洪水及大雨的淹沒(méi)。8. 廠址不應(yīng)位于礦床或已開(kāi)采的礦坑、溶洞和土崩的地層上，不應(yīng)布置在各種有機(jī)廢物、化學(xué)廢物、舍棄物的附近。9. 工廠的污水（符合國(guó)家環(huán)保法規(guī)定范圍的）應(yīng)盡量排到城市的下游或取水點(diǎn)的下游廠。11. 布置廠址時(shí)應(yīng)充分利用地形，不占或少占農(nóng)田。第五節(jié) 爐頂設(shè)備目前國(guó)內(nèi)外用于高爐的爐頂裝料設(shè)備有：料罐式、雙鐘式、多鐘式、鐘閥式和無(wú)鐘式。串罐式無(wú)鐘爐頂比并罐式更具優(yōu)勢(shì)。本設(shè)計(jì)采用串罐式無(wú)鐘爐頂（圖51）其主要優(yōu)點(diǎn)：1．布料合理，機(jī)動(dòng)靈活2．建設(shè)投資低3．便于安裝檢修4．使用壽命長(zhǎng)5．能實(shí)現(xiàn)環(huán)行布料、螺旋布料或步進(jìn)式同心圓布料、扇形布料、定點(diǎn)布料等多功能布料，能有效克服鐘式爐頂?shù)娜秉c(diǎn)，解決爐料偏析問(wèn)題，特別滿足大高爐生產(chǎn)的需要。圖51 無(wú)料鐘爐頂結(jié)構(gòu)1上料皮帶機(jī)；2調(diào)節(jié)料流的檔板；3上料罐；4稱量料罐；5上密封閥；6中心料流調(diào)節(jié)閥；7下密封閥；8中心喉管；9旋轉(zhuǎn)溜槽；10導(dǎo)料器；11閘閥1．合理的布局：得到合理的煤氣流分布，提高煤氣利用率，并保證爐料的順行。2．可靠的密封：防止夾帶灰塵的高壓煤氣流沖刷，而使設(shè)備的密封性能減低，減低使用壽命。3．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固：抵抗?fàn)t料的打擊，磨損。4．工作可靠：能抵抗急劇的溫度變化，減少熱變形，滿足高爐連續(xù)作業(yè)的要求。5．尺寸應(yīng)能滿足高爐生產(chǎn)能力的要求。1．受料漏斗：位于料倉(cāng)之上，用鋼板焊接而成，內(nèi)襯耐磨襯板。其容積為55m3。2．料倉(cāng)：用來(lái)接受和貯存爐料，其上部裝有上密封閥，下部裝有下密封閥，此閥之上設(shè)有物流調(diào)節(jié)閥。為防止?fàn)t料對(duì)罐壁的磨損，其內(nèi)部也裝有耐磨襯板。其有效容積為55m3。3．上密封閥設(shè)置兩個(gè)，其直徑為1600mm。在密封閥打開(kāi)時(shí)，應(yīng)絕對(duì)避免料流的沖刷。4．下密封閥及氣封漏斗 下密封閥設(shè)置在氣封漏斗內(nèi)，與氣封漏斗構(gòu)成一體，坐落在爐頂支柱上。閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)，閥門(mén)上部的料罐通入凈煤氣，分別進(jìn)行一．二次均壓，使上下壓差≯～。該密封閥直徑為900mm。5．稱量調(diào)節(jié)裝置：設(shè)置在料罐下面，由漏斗及料流調(diào)節(jié)閥．壓力傳感器．彈簧 ．焊接筐架等組成。用來(lái)