【正文】 臺高度4 m， m。， 邊長9m，下面錐臺高度4 m， m。 槽下運輸稱量在貯礦槽下，將原料按品種和數(shù)量稱量運到上料皮帶機的方法有兩種：一種是用稱量車完成稱量、運輸、卸料等工序；一種是用皮帶機運輸，用稱量漏斗稱量。我國新建的300 m3以上的高爐基本上都選用皮帶機作為槽下運輸設(shè)備。槽下采用皮帶機運輸和稱量漏斗稱量槽下運輸稱量系統(tǒng)，焦倉下設(shè)有振動篩，合格的焦炭經(jīng)焦炭輸送機送到焦炭稱量漏斗，小顆粒的焦粉經(jīng)粉焦輸出皮帶機運至粉焦倉。燒結(jié)礦倉下也設(shè)有振動篩，合格燒結(jié)礦運至礦石稱量漏斗，粉狀燒結(jié)礦經(jīng)礦粉輸出皮帶機輸送至粉礦倉。球團礦直接經(jīng)給料機、礦石輸出皮帶機送至礦石集中漏斗。 上料設(shè)備 將爐料直接送到高爐爐頂?shù)脑O(shè)備稱為上料機。對上料機的要求是：要有足夠的上料能力，不僅能滿足正常生產(chǎn)的需要，還能在低料線的情況下很快趕上料線。為滿足這一要求，在正常情況下上料機的作業(yè)率一般不應超過70%；工作穩(wěn)妥可靠；最大程度的機械化和自動化。上料機主要有料車式和皮帶機上料兩種方式。本設(shè)計采用皮帶機上料。其優(yōu)點是：工藝布置合理。料倉離高爐遠，使高爐周圍空間自由度大，有利于高爐爐前布置多個出鐵口。上料能力強。滿足了高爐大型化以后大批量的上料要求。上料均勻，對爐料的破碎作用較小。設(shè)備簡單、投資較小。工作可靠、維修方便、便于自動化操作。上料皮帶機的傾角最小11176。，最大14176。皮帶機寬度隨高爐容積而異，保證皮帶機運行安全非常重要。因此，在設(shè)計上采取了很多措施：如皮帶機可以兩個方向驅(qū)動，連續(xù)運轉(zhuǎn)；設(shè)4臺電機，兩臺運轉(zhuǎn)兩臺備用；為預防反轉(zhuǎn)用兩臺電機做制動；用液壓缸拉緊皮帶；設(shè)有觀察皮帶機運行情況的裝置等等。4 爐頂裝料設(shè)備高爐爐頂裝料設(shè)備是用來將爐料裝入高爐并使之合理分布，同時起爐頂密封作用的設(shè)備。目前國內(nèi)使用最多的裝料設(shè)備是雙鐘式爐頂和無鐘式爐頂。本設(shè)計采用無鐘式爐頂爐頂裝料設(shè)備。無論何種爐頂裝料設(shè)備均應能夠滿足以下基本要求：（1）要適應高爐生產(chǎn)能力；（2）能滿足爐喉合理布料的要求，并能按生產(chǎn)要求進行爐頂調(diào)劑；（3）保證爐頂可靠密封，使高壓操作順利進行；（4）設(shè)備結(jié)構(gòu)應力求簡單和堅固，制造、運輸、安裝方便，能抵抗急劇的溫度變化及高溫作用；（5）易于實現(xiàn)自動化操作。 無鐘式爐頂裝料設(shè)備無鐘式爐頂裝料設(shè)備從結(jié)構(gòu)上，根據(jù)受料漏斗和稱量料罐的布置情況可劃分為兩種，并罐式結(jié)構(gòu)和串罐式結(jié)構(gòu)。本設(shè)計采用串罐式結(jié)構(gòu)。 串罐式無鐘爐頂裝料設(shè)備串罐式無鐘爐頂也稱中心排料式無鐘爐頂，與并罐式無鐘爐頂相比，串罐式無鐘爐頂有一些重大的改進：投資較低，和并罐式無鐘爐頂相比可減少投資10%。在上部結(jié)構(gòu)中所需空間小，從而使得維修操作具有較大的空間。設(shè)備高度與并罐式爐頂基本一致。極大地保證了爐料在爐內(nèi)分布的對稱性，減小了爐料偏析，這一點對于保證高爐的穩(wěn)定順行是極為重要的。絕對的中心排料，從而減小了料罐以及中心喉管的磨損，但是，旋轉(zhuǎn)溜槽所受爐料的沖擊有所增大，從而對溜槽的使用壽命有一定的影響。 無鐘式爐頂?shù)牟剂闲问?無鐘式爐頂?shù)牟剂戏绞? 無鐘式爐頂?shù)男D(zhuǎn)溜槽可以實現(xiàn)多種布料方式，根據(jù)生產(chǎn)對爐喉布料的要求，常用的有以下4種方式。環(huán)形布料，傾角固定的旋轉(zhuǎn)布料稱為環(huán)形布料。這種布料方式與料鐘布料相似，改變旋轉(zhuǎn)溜槽的傾角相當于改變料鐘直徑。由于旋轉(zhuǎn)溜槽的傾角可任意調(diào)節(jié)，所以可在爐喉的任一半徑做單環(huán)、雙環(huán)和多環(huán)布料，將焦炭和礦石布在不同半徑上以調(diào)整煤氣分布。螺旋形布料，傾角變化的旋轉(zhuǎn)布料稱為螺旋形布料。布料時溜槽做等速的旋轉(zhuǎn)運動，每轉(zhuǎn)一圈跳變一個傾角這種布料法能把爐料布到爐喉截面任意部位，并且可以根據(jù)生產(chǎn)要求調(diào)整料層厚度，也能獲得較平坦的料面。定點布料，方位角固定的布料形式稱為定點布料。當爐內(nèi)某部位發(fā)生“管道”或“過吹”時，需用定點布料。扇形布料，方位角在規(guī)定范圍內(nèi)反復變化的布料形式稱為扇形布料。當爐內(nèi)產(chǎn)生偏析或局部崩料時，采用該布料方式。布料時旋轉(zhuǎn)溜槽在指定的弧段內(nèi)慢速來回擺動。 探料裝置 探料裝置的作用是準確探測料面下降情況，以便及時上料。防止低料線操作時爐頂溫度過高，燒壞爐頂設(shè)備等，特別是高爐大型化、自動化、爐頂設(shè)備也不斷發(fā)展的今天，料面情況是上部布料作業(yè)的重要依據(jù)。 目前使用最廣泛的是機械傳動的探料尺、微波式料面計和激光料面計，本設(shè)計選用激光料面計。它是利用光學三角法測量原理設(shè)計的。激光測面計檢測精度高、在煤氣粉塵濃度相同檢測距離相等的條件下，其分辨率是微波料面計的25～40倍。5 送風系統(tǒng) 高爐送風系統(tǒng)包括鼓風機、冷風管路、熱風爐、熱風管路以及管路上的各種閥門等。高爐冶煉首先要使爐內(nèi)的燃料燃燒才能進行生產(chǎn)，而燃料燃燒所需的氧，要靠鼓風機供給足夠的風，鼓風機供給的風還必須克服高爐內(nèi)料柱的阻力，才能使燃燒生成的煤氣上升和合理分布，才能使爐料順利下降，由此可知鼓風機的風量和風壓對高爐生產(chǎn)的重要性。熱風帶入高爐的熱量約占總熱量的四分之一，目前鼓風溫度一般為1000～1200℃，最高可達1400℃，提高風溫是降低焦比的重要手段，也有利于增大噴煤量。 準確選擇鼓風機，合理布置管路系統(tǒng)，閥門工作可靠，熱風爐工作效率高，是保證高爐優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)的重要因素。 高爐用鼓風機 高爐冶煉對鼓風機的要求高爐冶煉時對鼓風機的要求：要有足夠的鼓風量。高爐鼓風機要保證向高爐提供足夠的空氣，以保證焦炭的燃燒。入爐風量通過物料平衡計算得到，用公式近似計算：q0= =403826001440 =6999m3/min式中 q0—標態(tài)入爐風量（以下簡稱風量），即在高爐風口處進入高爐內(nèi)的標準狀態(tài)下的鼓風流量，m3/min； Vu—高爐有效容積，4038m3；I—高爐冶煉強度， t/(dm3)V—每噸干焦消耗標態(tài)風量，m3/ t。 每噸干焦消耗標態(tài)風量主要與焦炭灰分和鼓風濕度有關(guān)，一般在2450～2800 m3/ t之間。要有足夠的鼓風壓力。高爐鼓風機出口風壓應能克服送風系統(tǒng)的阻力損失、克服料柱的阻力損失、保證高爐爐頂壓力符合要求。鼓風機出口風壓可用下式表示：p=pt+ΔpLS+ΔpFS=106+105+105= MPa式中 p——鼓風機出口風壓，Pa； pt——高爐爐頂壓力，～；ΔpLS——高爐料柱阻力損失，～105Pa；ΔpFS——高爐送風系統(tǒng)阻力損失，～105Pa。既能均勻、穩(wěn)定地送風，又要有良好的調(diào)節(jié)性能和一定的調(diào)節(jié)范圍。當高爐要求固定風量操作時，風量應不受風壓波動的影響，即當風壓波動時，風量不應受風壓波動的影響。也有定風壓操作的，如解決路礦不順或熱風爐換爐時，它要求變動風量時保證風壓的穩(wěn)定。此外，高爐操作常要加風或減風，當采用不同的爐頂壓力操作，爐內(nèi)料柱透氣性變化時，都需要風機出口風量和風壓能在較大范圍內(nèi)變動。在不同氣候條件下，例如在夏季和冬季，由于大氣溫度、壓力和濕度的變化，風機的實際出口風量和風壓必然有相應的變化。 高爐鼓風機的工作原理和特性常用的高爐鼓風機有離心式和軸流式兩種。我國新建的1000 m3以上的高爐，均采用軸流式鼓風機，本設(shè)計選用軸流式的鼓風機。 軸流式鼓風機的工作原理，是由裝有工作葉片的轉(zhuǎn)子和裝有導流葉片的定子以及吸氣口、排氣口組成，其工作原理是依靠在轉(zhuǎn)子上裝有扭轉(zhuǎn)一定角度的工作葉片隨轉(zhuǎn)子一起高速旋轉(zhuǎn)，工作葉片對氣體做功，使獲得能量的氣體沿軸向流動，達到一定的風量和風壓。轉(zhuǎn)子上的一列工作葉子與機殼上的一列導流葉片構(gòu)成軸流式鼓風機的一個級。級數(shù)越多，空氣的壓縮比越大，出口風壓也越高。 軸流式鼓風機的特性氣體在風機中沿軸向流動，轉(zhuǎn)折少，風機效率高，可達90%左右；工作葉輪直徑較小，結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量小，運行穩(wěn)定，功率大，更能適應大型高爐冶煉的要求；汽輪機驅(qū)動的軸流式鼓風機，可通過調(diào)整轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)排風參數(shù)；采用電動機驅(qū)動的軸流式鼓風機，可調(diào)節(jié)導流葉片角度來調(diào)節(jié)排風參數(shù)，兩者都有較寬的工作范圍； 軸流式鼓風機1—機殼；2—轉(zhuǎn)子；3—工作葉片；4—導流葉片；5—吸氣孔；6—排氣孔特性曲線斜度很大，近似等流量工作，即管網(wǎng)阻力變化時風量變化很小，能滿足高爐穩(wěn)定風量操作的要求。 高爐鼓風機的選擇 設(shè)計高爐車間，合理選擇風機是一項重要的工作，選擇風機的主要依據(jù)是 高爐容積與鼓風機配置容積/ m3鼓風機型號風量/ m3/min風壓/ MPa轉(zhuǎn)速/ rmin功率/kW傳動方式6201000150020002545AK1300軸流式Z325046軸流式K425041離心式靜葉可調(diào)軸流式靜葉可調(diào)軸流式20003250425060006000220044003250汽輪機30006000120001730032000汽動電動汽動汽動同步電動高爐的有效容積和生產(chǎn)能力，同時還要考慮到使用地區(qū)的自然氣候條件，以及高爐的冶煉條件。例如：高爐鼓風機最大質(zhì)量鼓風量應能滿足夏季高爐最高冶煉強度的要求；冬季，風機應能在經(jīng)濟區(qū)域工作，不放風，不飛動。 熱風爐熱風爐實質(zhì)上是一個熱交換器。現(xiàn)代高爐普遍采用蓄熱式熱風爐。蓄熱式熱風爐基本工作原理是：煤氣在燃燒室燃燒，高溫煙氣通過蓄熱室將格子磚加熱，然后再將冷風通過熾熱的格子磚，冷風被加熱并送入高爐。由于燃燒和送風交替進行，為保證向高爐連續(xù)供風，通常每座高爐配置3座或4座熱風爐。熱風爐的大小及各部位尺寸，取決于高爐所需要的風量和風溫。熱風爐的加熱能力用每立方米高爐有效容積所具有的加熱面積表示，一般80～100m3更高。根據(jù)燃燒室和蓄熱室布置形式的不同，熱風爐分為內(nèi)燃式、外燃式和頂燃式熱風爐3種基本形式，本設(shè)計選用外燃式熱風爐。 外燃式熱風爐外燃式熱風爐由內(nèi)燃式熱風爐演變而來，其工作原理與內(nèi)燃式熱風爐完全相同，只是燃燒室和蓄熱室分別在兩個圓柱形殼體內(nèi)，兩個室的頂部以一定的方式連接起來。就兩個室的頂部連接方式的不同可以分為4種基本形式。本設(shè)計采用新日鐵式的熱風爐，新日鐵式外燃熱風爐是在拷貝式和馬琴式外燃熱風爐的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的，其特點是：蓄熱室上部有一個椎體段，使蓄熱室拱頂直徑縮小到和燃燒室直徑相同，拱頂下部耐火磚承受的荷重減小，提高了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；對稱的拱頂有利于煙氣在蓄熱室中的均勻分布，提高傳熱效率。 外燃式熱風爐結(jié)構(gòu)示意圖a—拷貝式；b—地得式；c—馬琴式；d—新日鐵式 外燃式熱風爐的特點 外燃式熱風爐與外燃式和內(nèi)燃式相比，其主要優(yōu)勢有：總的來說外燃式比內(nèi)燃式結(jié)構(gòu)合理，由于燃燒室單獨存在于蓄熱室之外，消除了隔墻，不存在隔墻受熱不均而造成的砌體裂紋和倒塌，有利于強化燃燒，提高熱風溫度。 燃燒室、蓄熱室、拱頂?shù)炔课淮u襯可以單獨膨脹和收縮，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較內(nèi)燃式熱風爐好，可以承受高溫作用。 燃燒室斷面為圓形，當量直徑大，有利于煤氣燃燒。氣流在蓄熱室格子磚內(nèi)分布均勻，提高了格子磚的有效利用率和熱效率。 送風溫度較高，可以長時間保持1300℃風溫。 6 高爐噴吹煤粉系統(tǒng)從高爐風口裝置吹入粉狀的煤粉，代替了部分價格昂貴而且資源日益缺乏的焦炭，降低了成本，改善了高爐操作指標［4］。設(shè)計時，在選擇工藝流程和設(shè)備時，我考慮了下列工藝要求：（1）能持續(xù)穩(wěn)定地噴入爐內(nèi)；（2）各風口的噴入量接近，其誤差不應該影響高爐爐缸周圍工作的均勻性；（3）計量準確，并可按高爐操作的需要調(diào)節(jié)噴入量；（4）設(shè)備簡單、安全。高爐噴吹煤粉工藝流程包括兩個系統(tǒng)，即煤粉的制備與煤粉的噴吹。 煤粉的制備設(shè)備煤粉是由磨煤機加工出來的。我設(shè)計的是采用MPS中速磨煤機。煤粉收集設(shè)備采用PPCS氣箱式脈沖布袋收粉器。 高爐噴煤系統(tǒng) 單管路串罐噴吹系統(tǒng)噴吹罐下只設(shè)一條噴吹管路的噴吹形式稱為單管路噴吹。單管路噴吹必須與多頭分配器配合使用。各風口噴煤量的均勻程度取決于多頭分配器的結(jié)構(gòu)形式和支管補氣調(diào)節(jié)的可靠性。單管路噴吹工藝具有如下優(yōu)點：工藝簡單、設(shè)備少、投資低、維修量小、操作方便以及容易實現(xiàn)自動計量；由于混合器較大，輸粉管道粗，不易賭塞；在個別噴槍停用時，不會導致噴吹罐內(nèi)產(chǎn)生死角，能保持下料順暢，并且容易調(diào)節(jié)噴吹速率；在噴煤總管上安裝自動切斷閥，以確保噴煤系統(tǒng)安全。在噴吹高揮發(fā)分的煤煙時，采用單管路噴吹，可以較好的解決由于死角處的煤粉自然和因回火而引起爆炸的可能性。因此，目前有將多管路噴吹改為單管路噴吹的趨勢。串罐噴吹工藝是將3個罐重疊布置的，從上到下3個罐依次為煤粉倉、中間罐和噴吹罐。打開上鐘閥，煤粉由煤粉倉落入中間罐內(nèi)，裝滿煤粉后關(guān)上鐘閥。當噴吹罐內(nèi)煤粉下降到底料位時，中間罐開始充壓，向罐內(nèi)充入氮氣，使中間罐壓力與噴吹罐壓力相等，依次打開均壓閥、下鐘閥和中鐘閥，待中間罐煤粉放空時，依次關(guān)閉中鐘閥、下鐘閥和均壓閥，開啟放散閥直到中間罐壓力為零。 單管路串罐噴吹系統(tǒng)單管路串罐噴吹的優(yōu)點： 可減少一套氣粉分離裝置和一個高壓容器； 占地面積小；噴吹和送粉互不干擾，有利于連續(xù)作業(yè)和穩(wěn)定噴吹。 噴吹罐組有效容積的確定噴吹罐組包括噴吹罐、貯煤罐和收集罐，它的有效容積與高爐的噴煤量、噴吹系統(tǒng)的工藝流程和工作制度有關(guān)。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2～3噸煤粉，而最高料面離頂部球面轉(zhuǎn)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）可以用下式求出：Q=VuηvG247。24 =4038247。24