【正文】 端頭與風口相接觸的球面表面粗糙度要低，球面上不準有任何缺陷和焊補；為防止在高壓工作條件下被破壞或泄漏，必須按設計要求進行水壓和氣密試驗。為避免噴入的煤粉沖刷風口內(nèi)壁，要求噴吹管中心線與直吹管管體中心線的夾角符合設計要求，一般夾角為120～130本設計取130。風口也稱風口小套或風口三套，是送風管路最前端的一個部件。它位于高爐爐缸上部，成一定角度探出爐膛。風口與風口中套、風口大套裝配在一起，加上冷卻水管等其他部件，形成高爐的風口設備，其結構見圖：風口中套用鑄造紫銅制作。因為風口中套前端是支撐風口小套的工作部位，并且熱負荷大，因此常采用頂端二室螺旋式冷卻方式，以提高前端的冷卻效果。風口中套主要由本體和前帽兩部分組成，分體鑄造，加工后焊接而成。風口大套的功能是支撐風口中套和小套，并將其與高爐爐體相連成為一體。其中風口法蘭為鑄鋼圓環(huán)，風口大套為鑄鋼件。64高爐煤粉噴吹系統(tǒng)5 高爐煤粉噴吹系統(tǒng)高爐經(jīng)風口噴吹煤粉已成為節(jié)焦和改進冶煉工藝最有效的措施之一。高爐噴煤系統(tǒng)主要由原煤貯運、煤粉制備、煤粉噴吹、熱煙氣和供氣等幾部分組成，其工藝流程如圖所示原煤貯運煤粉制備供氣高爐煤粉噴吹熱煙氣 原煤貯運系統(tǒng)：原煤用汽車或火車運至原煤場進行堆放、貯存、篩分及去除其中金屬雜物等，同時將過濕的原煤進行自然干燥。根據(jù)總圖布置的遠近，用皮帶機將原煤送入煤粉制備系統(tǒng)的原煤倉內(nèi)。煤粉制備系統(tǒng)：將原煤經(jīng)過磨碎和干燥制成煤粉，再將煤粉從干燥氣中分離出來存入煤粉倉中。煤粉噴吹系統(tǒng)：在噴吹罐組內(nèi)充以氮氣，再用壓縮空氣將煤粉經(jīng)輸送管道和噴槍噴入高爐風口。根據(jù)現(xiàn)場情況，噴吹罐組可布置在制粉系統(tǒng)的煤粉倉下面，直接將煤粉噴入高爐；也可布置在高爐附近，用設在制粉系統(tǒng)煤粉倉下面的倉式泵，將煤粉輸送到高爐附近的噴吹罐組內(nèi)。熱煙氣系統(tǒng)：將高爐煤氣在燃燒爐內(nèi)燃燒生成的熱煙氣送入制粉系統(tǒng)，用來干燥煤粉。為了降低干燥氣中含氧量，現(xiàn)多采用熱風爐煙道廢氣與燃燒爐熱煙氣的混合氣體作為制粉系統(tǒng)的干燥氣。供氣系統(tǒng)：供給整個噴煤系統(tǒng)的壓縮空氣、氮氣、氧氣及少量的蒸汽。壓縮空氣用于輸送煤粉，氮氣用于煙煤制備和噴吹系統(tǒng)的氣氛惰化，蒸汽用于設備保溫。煤粉制備工藝是指通過磨煤機將原煤加工成粒度及水分含量均符合高爐噴煤要求的煤粉的工藝過程。高爐噴吹系統(tǒng)對煤粉的要求是：粒徑小于74微米的占80%以上，水分不大于1%。根據(jù)磨煤設備可分為球磨機制粉工藝個中速磨制粉工藝兩種。本設計采用中速磨制粉工藝， 中速磨制粉工藝包括磨煤機、給煤機、煤粉收集設備、排粉風機、木屑分離器和鎖氣器。（1） 磨煤機根據(jù)磨煤機的轉速可分為低速磨煤機和中速磨煤機，本設計采用中速磨煤機，中速磨煤機的轉速為50～300r/min，目前也廣泛被采用的一種。本設計采用中速磨煤機中的MPS磨煤機，（2） 給煤機采用埋刮板給煤機，埋刮板給煤機由鏈輪、鏈條和殼體組成。： MPS磨煤機結構示意圖 埋刮板給煤機結構示意圖進料口 殼體 刮板 星輪 出料口從制粉系統(tǒng)的煤粉倉后面到高爐風口噴槍之間的設施屬于噴吹系統(tǒng)，主要包括煤粉輸送、煤粉收集、煤粉噴吹、煤粉的分配合風口噴吹等。由于煤粉容器受壓情況不同將噴吹設施分為常壓和高壓兩種；由于噴吹系統(tǒng)的布置不同可分為串罐噴吹和并罐噴吹兩大類；由于噴吹管路的條數(shù)不同可分為單管路和多管路。本設計采用高壓并罐單管路噴吹方式，： 噴吹罐有效容積的確定。噴吹罐有效容積按向高爐持續(xù)噴吹半小時左右的噴吹量來考慮。噴吹罐的最低料面以下還要保留2～3t煤粉，二最高料面里頂部球面轉折處也要留有800～1000mm的距離，在最低和最高料面間所占的空間為噴吹罐的有效容積。單位時間吹入高爐的煤粉量（Q） 式中 Vu高爐有效容積，1621m3； 高爐利用系數(shù)，(dm3)； G噴煤量， 并罐噴煤系統(tǒng)塞投罰 煤粉倉 煤粉倉電子秤 軟連接 噴吹罐噴吹罐電子稱 流化器 下煤閥 混合器 安全閥1切斷閥 1分配器 1充壓閥 1放散閥噴吹罐的有效容積式中 噴吹罐的有效容積，m3； T倒灌周期，； Q小時煤粉噴吹量，t/h； 煤粉堆密度。包括混合器、分配器、噴煤槍、氧煤槍以及倉式泵。熱煙氣系統(tǒng)由燃燒爐、風機和煙氣管道組成，它給制粉系統(tǒng)提供熱煙氣，用于干燥煤粉， 熱煙氣系統(tǒng)工藝流程 煤粉倉 給煤閥 充壓閥 噴出口 沸騰板沸騰閥 氣室 補氣閥燃料為高爐煤氣，高爐煤氣通過燒嘴送入燃燒爐內(nèi)，燃燒后產(chǎn)生的煙氣從煙囪排出，當制粉系統(tǒng)生產(chǎn)時關閉煙囪閥，則燃燒爐內(nèi)的熱煙氣被吸出，在煙氣管道上兌入一定數(shù)量的冷風或熱風爐煙道廢氣作為干燥氣送入磨煤機。主要設備包括燃燒爐、助燃風機和引風爐。煤粉爆炸的條件與噴吹無煙煤相比，噴吹煙煤的最大優(yōu)點是煤粉中揮發(fā)分含量高，在高爐風口區(qū)燃燒的熱效率高，但其安全性差。噴吹煙煤的關鍵是防止煤粉爆炸。導致爆炸的條件是：①必須具備一定的含氧量；②一定的煤粉懸浮濃度；③煤粉溫度達到著火點。為此制備了相應的安全措施，即控制系統(tǒng)氣氛；設計時要避免死角，防止積粉；綜合噴吹；控制煤粉溫度；設備和管道采取防靜電措施；噴煤管道設自動切斷閥。71高爐煤氣處理系統(tǒng)6 高爐煤氣處理系統(tǒng)高爐冶煉過程中會從爐頂排出大量煤氣，其中包含CO、HCH4等可燃性氣體，可以作為熱風爐、焦爐、加熱爐等的燃料。但是由于從高爐爐頂排出的煤氣溫度為150～300℃，標態(tài)含有粉塵約40～100g/m3。若直接使用會引起熱風爐和燃燒器等耐火磚襯的侵蝕破壞。因此，我們必須對它進行處理方能使用。煤氣除塵設備分為濕法除塵和干法除塵兩種。本設計采用干法除塵方法。評價煤氣除塵設備的主要指標：⑴生產(chǎn)能力。生產(chǎn)能力是指單位時間處的煤氣量，一般用每小時所通過的標準狀態(tài)的煤氣體積流量來表示。⑵除塵效率。除塵效率是指標準狀態(tài)下單位體積的煤氣通過除塵設備后所捕集下倆的灰塵重量占除塵前所含灰塵重量的百分數(shù)?？捎孟率奖硎荆菏街? 除塵效率，%；入口和出口煤氣標態(tài)含塵量，g/m3或mg/m3。⑶壓力降。壓力降是指煤氣壓力能在除塵設備內(nèi)的損失，以入口和出口的壓力差表示。⑷水的消耗和電能消耗。水、電消耗一般以每處理1000 m3標態(tài)煤氣所消耗的水量和電量表示。評價除塵設備的性能優(yōu)劣，應綜合考慮以上指標。煤氣除塵設備包括粗除塵設備、半精細除塵設備和精細除塵設備。包括重力除塵器和旋風除塵器，：重力除塵器是高爐煤氣除塵系統(tǒng)中應用最為廣泛的一種除塵設備，其結構如圖：其除塵原理是煤氣經(jīng)中心導入管后，由于氣流突然轉向，流速突然降低，煤氣中的灰塵顆粒在慣性力和重力作用下沉降到除塵器底部。欲達到除塵的目的，煤氣在除塵器內(nèi)的流速必須小于灰塵的沉降速度，而灰塵的沉降速度與灰塵的粒度有關。煤氣下降管 除塵器 清灰口 中心導入管 塔前管重力除塵器的主要尺寸圓筒部分直徑和高度，～，圓筒部分高度應保證煤氣停留時間達到12～15s，取13s?？砂唇?jīng)驗直接確定，也可按下式計算：重力除塵器圓通部分直徑D： （）式中 Q煤氣流量，m3/s； v煤氣在圓筒內(nèi)的速度，～， m/s。高壓操作取高值。煤氣量Vm的計算： 除塵器圓筒部分高度H （） 式中 t煤氣在圓通部分停留時間，一般12～15s，大高爐取低值； F除塵器截面積，m2。校核高徑比 ～，故符合要求。中心導入管以下高度取決于貯灰體積，一般應滿足3天的貯灰量。由于除塵器內(nèi)的灰塵顆粒干燥而且細小，排灰時極易飛揚，嚴總影響勞動條件并污染周圍環(huán)境，故采用螺旋清灰器排灰，改善了清灰條件。： 螺旋清灰器筒形給料器 出灰槽 螺旋推進器 噴嘴 水和灰泥的出口 排氣管有洗滌塔、溢流文氏管兩種，本設計采用溢流文氏管。： 溢流文氏管煤氣入口 溢流水箱 溢流口 收縮管 喉口 擴張管它由煤氣入口管、溢流水箱、收縮管、喉口和擴張管等組成。工作時溢流水箱的水不斷沿溢流口流入收縮段，保持收縮段至喉口連續(xù)地存在一層水膜，當高速煤氣流通過喉口時與水激烈沖擊，使水霧化，霧化水與煤氣充分接觸，是粉塵顆粒濕潤聚合并隨水排出，并起到降低煤氣溫度的作用。表61 溢流文氏管的主要設計參數(shù)收縮角擴張角喉口長度/mm喉口流速/ms1噴水量/tkm3溢流水量/tkm322060300650～精細除塵設備主要有文氏管、布袋除塵器和電除塵器等。本設計采用布袋除塵器。布袋除塵器主要是由箱體、布袋、清灰設備及后吹設備等構成，： 布袋除塵器示意圖布袋 反吹管 脈沖閥 脈沖氣包 箱體 排灰口 布袋除塵器是過濾除塵，含塵煤氣流通過布袋時，灰塵被截留在纖維體上，而氣體通過布袋繼續(xù)運動，屬于干法除塵，可以省去脫水設備，投資較低。布袋除塵器的總過濾面積可以根據(jù)布袋可能承受的過濾負荷進行計算。過濾負荷是指每平方米布袋每小時允許過濾的煤氣量。布袋總面積按下式計算： （）式中 A除塵器總過濾面積，m2； Q除塵器過濾煤氣總流量，m3/h； I布袋允許的過濾負荷，一般取30～35m3/m2h。除塵器總過濾面積除以每條布袋的表面積，即可求出布袋的總條數(shù)。煤氣經(jīng)清洗除塵后含有大量細顆粒水滴，且水滴吸附有塵泥，而這些水滴必須除去，否則會降低煤氣的發(fā)熱值，腐蝕和堵塞煤氣管道，降低除塵效果。為此，需在除塵系統(tǒng)精細除塵設備之后設有脫水器，又稱灰泥捕集器，使凈煤氣中吸附有粉塵的水滴從煤氣中分離出來。高爐脫水器有重力脫水器、擋板式脫水器和填料式脫水器等。本設計采用擋板式脫水器。： 擋板式脫水器擋板式脫水器一般設在調壓閥組之后，煤氣從切線方向進入后，經(jīng)曲折擋板回路，塵泥在離心力和重力作用下與擋板、器壁接觸被吸附在擋板和器壁上、積聚并向下流動而被除去。煤氣入口標態(tài)速度為12m/s，筒內(nèi)速度為4m/s。高爐煤氣由爐頂封板引出，經(jīng)導出管、上升管、下降管進入重力除塵器，： 高爐爐頂煤氣管道荒煤氣管道：從粗除塵設備到半精細除塵設備之間的煤氣管道；半凈煤氣管道：從半精細煤氣設備到精細煤氣設備之間的煤氣管道；凈煤氣管道：凈煤氣設備之后的煤氣管道。因為大型高爐設有4根導出管，所以本設計取4根，均勻的分布在爐頭處，總截面積大于爐喉截面積的40%，煤氣在導出管內(nèi)的速度是3～4m/s，導出管傾角應大于500，此處取530，以防止灰塵沉積堵塞管道。79渣鐵處理系統(tǒng)7 渣鐵處理系統(tǒng)高爐冶煉中有大量的高溫液體的生鐵和爐渣由高爐下部的鐵口和渣口放出。渣鐵處理系統(tǒng)是高爐生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，及時合理地處理好生鐵和爐渣是保證高爐按時正常出鐵、出渣，確保高爐順行，實現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質、低耗和改善環(huán)境的重要手段。渣鐵處理系統(tǒng)的設備與實施應滿足下列要求：（1） 出鐵、出渣的設備和工作必須安全可靠；（2） 必須有足夠的渣鐵處理和運輸能力；（3） 有利于提高生鐵質量，增加生鐵的回收率；（4） 有利于爐渣的綜合利用；（5） 改善勞動條件，有較高的機械化和自動化水平。（1）風口平臺在高爐下部，沿高爐爐缸風口前設置的工作平臺為風口平臺。為了操作方便，風口平臺一般比風口中心線低1150～1250mm，本設計取1200mm，應該平坦并且還要留有排水坡度，其操作面積隨爐容大小而異。操作人員在這里可以通過風口觀察爐況、更換風口、檢查冷卻設備、操縱一些閥門等。（2） 出鐵場出鐵場是布置鐵溝、安裝爐前設備、進行出鐵放渣操作的爐前工作平臺。大型高爐鐵口數(shù)目多時，可設2～4個出鐵場，本設計選擇2個。出鐵場面積的大小，取決于渣鐵溝的布置和爐前操作的需要。出鐵場長度與渣鐵溝流嘴數(shù)目及布置有關，以便機車通過。根據(jù)爐前工作的特點，出鐵場在主鐵溝區(qū)域應保持平坦，其余部分可做成由中心向兩側和由鐵口向兩端隨渣鐵溝走向一致的坡度。出鐵場布置采用雙出鐵口1個矩形出鐵場的布置。風口平臺和出鐵場的結構有兩種，本設計選用架空結構的額，它是由支持在鋼筋混凝土柱子上的預制鋼筋混凝土板或直接搗制成的鋼筋混凝土平臺。下面可做倉庫和存放溝泥、炮泥，～。渣鐵溝底面與樓板之間，為了絕熱和防止渣鐵溝下沉，一般要砌耐火磚或紅磚基礎層，最上面立砌一層紅