【文章內(nèi)容簡介】 爐體熱負(fù)荷是指在單位時(shí)間內(nèi)爐體熱量的損失量。爐體總的熱負(fù)荷與爐體總的冷卻水用量之間的關(guān)系，按照熱平衡原理，可以用下面公式表示：式中 —爐體總熱損失，； —爐體總的冷卻水用量，； —冷卻水的比熱容，； —分別為冷卻水的進(jìn)、出水溫度（平均值）。求出爐體總的熱負(fù)荷后，即可求出高爐的冷卻水用量。在計(jì)算爐體熱負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮爐役后期的值比中期增加15%。本設(shè)計(jì)要求冷卻水進(jìn)水溫度小于35，出水溫度50～60，各部分允許進(jìn)出水溫度差為：爐身上部12，爐身下部12，爐腰10，爐腹10，風(fēng)口帶5，爐缸3，風(fēng)、渣口大套5，風(fēng)、渣口二套5。 平均進(jìn)、出水溫差為10， 。 = = 2744 本設(shè)計(jì)高爐總的冷卻水用量為2744 。（2）供水水壓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。對爐體供水壓力的要求是：～；。一些高爐爐體供水壓力見下表：表32 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：。由高爐爐型設(shè)計(jì)計(jì)算，取風(fēng)口數(shù)目為24個(gè)。風(fēng)口裝置設(shè)計(jì)包括熱風(fēng)圍管以下的短管法蘭盤、鵝頸管、直管、彎管、直吹管，以及風(fēng)口水套等部分。風(fēng)口直徑按生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)而定，同相似爐容的高爐相比較，本設(shè)計(jì)風(fēng)口直徑取170。風(fēng)口由風(fēng)口大套、二套和三套組成，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。鐵口裝置主要指鐵口套。鐵口套的作用是保護(hù)鐵口處的爐殼。鐵口套一般用鑄鋼制成，并與爐殼鉚接后焊接?？紤]不使應(yīng)力集中，鐵口套的形狀，一般做成橢圓形，或四角大圓弧半徑的方形。（一）高爐鋼結(jié)構(gòu)爐體鋼結(jié)構(gòu)主要包括爐體支柱、爐頂框架、爐殼及平臺結(jié)構(gòu)等。(1) 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。(2) 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。爐頂平臺是爐頂最寬敞的工作平臺。爐頂框架是設(shè)置在爐頂平臺上面的鋼結(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字型和門型兩種，本設(shè)計(jì)選用門型結(jié)構(gòu)。門型結(jié)構(gòu)鋼架一般為2440厚鋼板焊成或槽鋼制成。（二）爐殼：爐殼有鋼板制成， 各部位爐殼厚度的計(jì)算公式如下： ， 其值見表：表33 爐體各部位系數(shù)部位值值本設(shè)計(jì)δ值，爐頂封板與爐喉50176?！?5176。810055176。爐身上部區(qū)域13830爐身下部區(qū)域13830爐腰及其以下部位10700爐缸及爐底13310第4章 原料系統(tǒng)第4章 原料系統(tǒng)原料系統(tǒng)包括：卸料、堆料、冶煉前的準(zhǔn)備（破碎、篩分、混勻），運(yùn)輸?shù)劫A礦槽上；按高爐的需要配料、稱量；裝入料車或上料皮帶，經(jīng)過爐頂裝料裝置裝入高爐等。 焦礦槽容積的確定貯礦槽的容積大約能貯存12～18小時(shí)的礦石，6～8小時(shí)的焦炭。據(jù)此設(shè)定貯礦槽的容積及焦槽的容積： 貯礦槽和附礦槽的布置、容積及數(shù)目的確定高爐爐后貯礦槽和貯焦槽是用來接受和貯存爐料的。此外，還應(yīng)設(shè)置一些數(shù)目的雜礦槽，以貯存熔劑和洗爐料等。1．貯礦槽結(jié)構(gòu)：采用鋼—鋼筋混凝土混合式結(jié)構(gòu)形式，礦槽周壁用鋼筋混凝土澆灌，底壁、支柱和軌道梁用鋼板焊成。槽內(nèi)加襯板，槽底板與水平面夾角50176?！?5176。2．本設(shè)計(jì)選用10個(gè)貯礦槽，槽上槽下都采用皮帶運(yùn)輸方式。其中燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、巴西礦、石灰石的個(gè)數(shù)分別為2。 單個(gè)礦槽的容積為：=礦槽貯存能力（貯存時(shí)間）：24/(1982)= 小時(shí)3．礦槽參數(shù)：本設(shè)計(jì)中貯礦槽設(shè)置為單排，采用皮帶機(jī)供料，貯礦槽寬度為10 。高度為12 m。礦槽總長度決定于車間的長度，后者決定于高爐中心線的距離。單個(gè)礦槽長度（采用帶式運(yùn)輸機(jī)）為5 。4．副礦槽設(shè)計(jì) 雜礦槽 752 塊礦槽 1002 焦礦槽的布置、容積及數(shù)目的確定1．本設(shè)計(jì)中設(shè)四個(gè)焦槽。每個(gè)焦槽容積為： ， 取 焦槽貯存能力（時(shí)間）： 24/(1982)= 2．另備一個(gè)100碎焦槽。 槽上、槽下設(shè)備及參數(shù)的確定 槽上設(shè)備目前，槽上設(shè)備有料車上料和皮帶上料兩種，本設(shè)計(jì)采用皮帶上料。 槽下設(shè)備及參數(shù)選擇1．給料器本設(shè)計(jì)采用電磁震動給料器。電磁震動給料器主要由三部分組成：槽體、激震器、減震器。激震器與槽體用彈簧連接在一起，塊礦、雜礦均設(shè)槽下震動給料器。槽下設(shè)放料閘門，為電動裝置，同時(shí)也設(shè)手動裝置。2．篩分設(shè)備為改善高爐料柱的透氣性，必須篩除粉末。槽下篩分是爐料入爐前的最后一次篩分。將給料機(jī)底板換成篩網(wǎng)，可在給料的同時(shí)起到篩分的作用。本設(shè)計(jì)中采用電磁震動篩作為篩分設(shè)備。3．槽下運(yùn)輸及爐料稱量本設(shè)計(jì)采用皮帶機(jī)供料方式，采用電子稱量漏斗稱量。焦炭稱量漏斗：安裝在貯焦槽下面，用來稱量經(jīng)篩分的焦炭，之后將焦炭卸入膠帶上料機(jī)運(yùn)往高爐爐頂。礦石稱量漏斗：主要安裝在貯礦槽下面，用來稱量燒結(jié)礦、球團(tuán)礦及生礦石，礦石采用分散篩分分散稱量的方法。其優(yōu)點(diǎn)在于：布置操作靈活，備用能力大，便于維護(hù)。稱量后的爐料經(jīng)膠帶上料機(jī)運(yùn)往高爐爐頂。 皮帶上料機(jī)能力的確定1．皮帶機(jī)選擇：選皮帶機(jī)傾角為12176。，采用槽型皮帶，皮帶速度2，皮帶水平投影長度為258，輸送量2000。寬度選擇如下：= ,式中 —膠帶機(jī)寬度，； —膠帶輸送量，； —斷面系數(shù)，=320； —輸送帶速度，取=2； —物料堆比重， ； —傾角系數(shù)，=； —速度系數(shù)，=。 代入數(shù)據(jù)，則： == 取 = 2．為保證膠帶安全運(yùn)行，設(shè)計(jì)時(shí)采取了以下措施：膠帶機(jī)由兩個(gè)方向驅(qū)動，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)三個(gè)電機(jī)，兩個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)，一個(gè)備用；為預(yù)防反轉(zhuǎn)，有兩個(gè)電機(jī)做制動用；拉緊膠帶用液壓缸；為防止?fàn)t頂高溫，在裝料設(shè)備上面設(shè)有噴水裝置，溫度超過某一定值時(shí)自動噴水。此外還有觀察膠帶爬行的裝置，預(yù)防膠帶斷裂設(shè)備和預(yù)防停運(yùn)時(shí)偶然啟動的設(shè)備。第5章 送風(fēng)系統(tǒng)第5章 送風(fēng)系統(tǒng)高爐送風(fēng)系統(tǒng)包括高爐鼓風(fēng)機(jī)、冷風(fēng)管路、熱風(fēng)爐、熱風(fēng)管路及管路上的各種閥門等。準(zhǔn)確選擇送風(fēng)系統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)，合理布置管路系統(tǒng)閥門工作可靠，熱風(fēng)爐工作效率，是保證高爐優(yōu)質(zhì)、低能、高產(chǎn)的重要因素之一。 高爐鼓風(fēng)機(jī)的選擇高爐鼓風(fēng)機(jī)用來提供燃料所必需的氧氣、熱空氣和焦炭在風(fēng)口燃燒所生成的煤氣，又是在鼓風(fēng)機(jī)提供的風(fēng)壓下才能克服料柱阻力從爐頂排出?！　?= ＝＝ ― 高爐有效容積； ― 每１噸干焦消耗標(biāo)態(tài)風(fēng)量，2700； ― 高爐冶煉強(qiáng)度，／m3d??； ― 標(biāo)態(tài)入爐風(fēng)量。 鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量 =(1+10﹪)=―高爐入爐風(fēng)量，；―高爐要求的鼓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)量，；―送風(fēng)系統(tǒng)漏風(fēng)系數(shù)，對大型高爐為10﹪ 高爐鼓風(fēng)壓力　　　1. 高爐爐頂壓力： ＝ 105 Pa=　　　2. 高爐料柱阻力損失： ＝105 Pa＝　　　3. 高爐送風(fēng)系統(tǒng)阻力損失： ＝2104＝則鼓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓:=++=++= 鼓風(fēng)機(jī)的選擇1. 對鼓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)量的修正　　三類地區(qū)風(fēng)量修正系數(shù)：＝，　　實(shí)際供風(fēng)量：＝＝=2. 對風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓的確定　　三類地區(qū)風(fēng)壓修正系數(shù)：= 出口風(fēng)壓： = ==3. 風(fēng)機(jī)選擇表51 風(fēng)機(jī)選擇系數(shù)鼓風(fēng)機(jī)種類風(fēng) 量風(fēng) 壓轉(zhuǎn) 速功 率傳 動方 式離心式490055506750汽動 此風(fēng)機(jī)為離心式風(fēng)機(jī)，二座高爐裝三座，一臺備用． 熱風(fēng)爐 熱風(fēng)爐座數(shù)的確定 本設(shè)計(jì)每座高爐配備四座熱風(fēng)爐。 熱風(fēng)爐工藝布置 本設(shè)計(jì)的四座熱風(fēng)爐采用一字型排列。 熱風(fēng)爐型式的確定 本設(shè)計(jì)采用改進(jìn)型內(nèi)燃式熱風(fēng)爐。 熱風(fēng)爐主要尺寸的計(jì)算高爐容積為1982，配備四座改進(jìn)型內(nèi)燃式熱風(fēng)爐。1． 確定基本參數(shù)：（1） 取單位爐容蓄熱面積為90/；（2） 定熱風(fēng)爐鋼殼下部內(nèi)徑Ф8600，爐殼及拱頂鋼板厚度為20，爐底鋼板厚度為36。2． 確定爐墻結(jié)構(gòu)及熱風(fēng)爐內(nèi)徑：下部：（1）大墻厚：345（2）隔熱磚（輕質(zhì)粘土磚）：113（3）填料層（水渣石棉填料）：60（4）不定型噴涂料：40共計(jì)：345+113+60+40=558 （5） 熱風(fēng)爐內(nèi)徑：=86005582=7484燃燒室隔墻結(jié)構(gòu)：上部：230硅磚+345硅磚+20滑動縫下部：230高鋁磚+345高鋁磚+20滑動縫3． 選燃燒室面積（包括隔墻）：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，選燃燒室面積占熱風(fēng)爐內(nèi)截面積的28%（1） 熱風(fēng)爐內(nèi)截面積：=（2） 燃燒室面積：=28%=4．蓄熱室截面積==5．選格子磚 選七孔磚，格孔直徑為Φ43，查表知1格子磚受熱面積：= /6．蓄熱室蓄熱面積（1） 4座熱風(fēng)爐總蓄熱面積：198290=178380 （2） 1座熱風(fēng)爐蓄熱面積：178380247。4=44595 7. 1高蓄熱室蓄熱面積 1=1270 8．蓄熱室高度= 9．拱頂高度 采用錐球形拱頂，見下圖 錐球形拱頂 熱風(fēng)爐拱腳內(nèi)徑：=86002(40+60)=7600據(jù)經(jīng)驗(yàn):=== 拱頂由球冠和圓錐臺組成，具體尺寸如下： 據(jù)經(jīng)驗(yàn)：球冠弦長=== 球冠圓心角為120176。，圓錐斜邊與水平夾角為60176。10．熱風(fēng)爐全高及高徑比支柱及爐篦高：+=燃燒室比蓄熱室高：大墻比燃燒室高：拱頂磚襯：400高鋁磚+230輕質(zhì)高鋁磚+113硅藻土磚+40噴涂層=783則：=+++++++=校核：= 符合要求。 熱風(fēng)爐設(shè)備熱風(fēng)爐設(shè)備主要包括：熱風(fēng)爐本體、燃燒器、助燃風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)爐煙道、煙囪以及各個(gè)管道和閥門，其中燃燒系統(tǒng)的閥門有：空氣燃燒閥、高爐煤氣燃燒閥、高爐煤氣閥、高爐煤氣放散閥、焦?fàn)t煤氣燃燒閥、焦?fàn)t煤氣閥、吹掃閥、焦?fàn)t煤氣放散閥、助燃空氣流量調(diào)節(jié)閥、高爐煤氣流量調(diào)節(jié)閥、焦?fàn)t煤氣流量調(diào)節(jié)閥及煙道閥等。送風(fēng)系統(tǒng)的閥門有：熱風(fēng)閥、冷風(fēng)閥、混風(fēng)閥、混風(fēng)流量調(diào)節(jié)閥，充風(fēng)閥、廢氣閥及冷風(fēng)流量調(diào)節(jié)閥等。燃燒器用來混合高爐煤氣與空氣，并把混合氣體送入熱風(fēng)爐的燃燒室。空氣由單獨(dú)的送風(fēng)機(jī)供給。本設(shè)計(jì)采用套筒式陶瓷燃燒器。 熱風(fēng)爐管道及閥門1．熱風(fēng)爐系統(tǒng)設(shè)有冷風(fēng)管、熱風(fēng)管、混風(fēng)管、燃燒用凈煤氣管和助燃風(fēng)管、倒流休風(fēng)管等，這些管道均為普通碳素鋼板焊成。管道直徑根據(jù)合適的流速確定，按下式計(jì)算： 式中 圓形管道內(nèi)徑，； 氣體在實(shí)際狀態(tài)下的體積流量。 氣體在實(shí)際狀態(tài)下的流速。管道內(nèi)氣體流速參考數(shù)據(jù)見表：表52 管道內(nèi)氣體流速參考數(shù)據(jù)名稱實(shí)際流速（）冷風(fēng)管道正風(fēng)壓15～20負(fù)風(fēng)壓10～15熱風(fēng)管道正風(fēng)壓30～35負(fù)風(fēng)壓25～30凈煤氣管道6～12根據(jù)我國高爐熱風(fēng)爐管道內(nèi)徑參考數(shù)據(jù)，本設(shè)計(jì)選取熱風(fēng)爐管道內(nèi)徑見表：表53 熱風(fēng)爐管道內(nèi)徑高 爐容積凈煤氣總管凈煤氣管道冷風(fēng)總管冷風(fēng)直管熱風(fēng)總管熱風(fēng)圍管冷風(fēng)混風(fēng)管19821500110014001200150015001200熱風(fēng)爐的煙道設(shè)置在熱風(fēng)爐組一側(cè)的地面以下，為耐熱混凝土結(jié)構(gòu)。斷面形狀為圓形。煙道的高度為1200，寬度為800，煙道內(nèi)流速為2～5。熱風(fēng)爐組的煙囪設(shè)置在遠(yuǎn)離高爐方向末端，為混凝土結(jié)構(gòu)，高度為70。2．熱風(fēng)爐主要閥門有：(1) 熱風(fēng)閥：安裝在熱風(fēng)出口和熱風(fēng)主管之間的熱風(fēng)短管上。其作用是：在燃燒期關(guān)閉，割斷熱風(fēng)爐與熱風(fēng)管道之間的聯(lián)系。(2) 切斷閥：由閘板閥、曲柄盤式閥、盤式煙道閥構(gòu)成。其作用是：切斷煤氣、助燃空氣、冷風(fēng)及煙氣。(3) 調(diào)節(jié)閥：一般采用蝶形閥，其作用是：調(diào)節(jié)煤氣流量、助燃空氣流量、冷風(fēng)流量及混風(fēng)的冷風(fēng)流量等。(4). 充風(fēng)閥：其作用是：熱風(fēng)爐從燃燒期轉(zhuǎn)換到送風(fēng)期，當(dāng)冷風(fēng)閥上沒有設(shè)置均壓小閥時(shí)，在冷風(fēng)閥打開之前必須使用充風(fēng)閥提高熱風(fēng)爐的壓力。(5) 廢氣閥：其作用在于：熱風(fēng)爐從送風(fēng)期轉(zhuǎn)入燃燒期時(shí)，在煙道閥打開之前應(yīng)打開廢氣閥，將熱風(fēng)爐內(nèi)相當(dāng)于鼓風(fēng)壓力的壓縮空氣由廢氣閥放掉以降低爐內(nèi)壓力。(6) 放風(fēng)閥和消音器：位于鼓風(fēng)機(jī)和熱風(fēng)爐組織間的冷風(fēng)管道上。其作用在于：在鼓風(fēng)機(jī)不停止工作的情況下，用放風(fēng)閥把一部分或全部鼓風(fēng)排放到大氣中去的方法來調(diào)節(jié)入爐風(fēng)量。(7) 冷風(fēng)閥：是位于冷風(fēng)之管上的切斷閥。其作用是：在送風(fēng)期，打開冷風(fēng)閥可以把高爐鼓風(fēng)機(jī)鼓出的冷風(fēng)送入熱風(fēng)爐。燃燒期則關(guān)掉冷風(fēng)閥，以切斷冷風(fēng)管。第6章 爐頂設(shè)備第6章 爐頂設(shè)備本設(shè)計(jì)采用并罐式無料鐘爐頂—