【正文】 2302+3452）/150=242塊 nG1（次外）=24297=145塊對于最外圈，總磚數為 n最外=252塊 nG1（最外）=25297=155塊所以此部位耐火磚的層數為：1900/（75+1）=25層 磚縫1mm 爐身部位砌筑爐身部位砌磚厚度一般保持在690~920mm之間，這樣就易于在爐殼300~400mm處形成300~400℃的等溫線，使內襯破壞作用限制在這一溫度界限之內。因此，本設計選取爐身砌磚厚度為805mm，即選用兩圈G1和G3與一圈G2和G4配合。爐身的分段：爐身分為上、中、下三段，由下到上的高度分別為：下部：17100=7695mm中部：17100=5130mm上部：17100=4275mm各部位爐襯內徑的大小由各部位的中線內徑為準（1）對于爐身下部 中線內徑為： （4275+5130+7695）/17100（104006800）+6800 =9590mm① 當內圈為G1和G3配合時此圈總磚數為： =（9590+2302）/150 =211塊又有nG3=97塊， nG1=21197=114塊對于次外圈，總磚數 n次外=（9590+2304）/150=220塊 nG1（次外）=22097=123塊對于最外圈，總磚數n最外=（9590+2304+3452）/150=235塊 nG2（最外）=23587=148塊② 當內圈為G2和G4配合時此圈總磚數為： =（9590+3452）/150 =216塊又有nG4=87塊， nG1=21687=129塊對于次外圈，總磚數 n次外=（9590+2302+3452）/150=225塊 nG1（次外）=22597=128塊對于最外圈，總磚數n最外=235塊 nG2（最外）=23597=138塊所以此部位耐火磚的層數為：7695/（75+1）=101層 磚縫1mm（2）對于爐身中部 中線內徑為： （4575+5130）/17100（104006800）+6800 =8240mm① 當內圈為G2和G4配合時此圈總磚數為： =（8240+3452）/150 =187塊又有nG4=87塊， nG1=18787=100塊對于次外圈，總磚數 n次外=（8240+2302+3452）/150=197塊 nG1（次外）=19797=100塊對于最外圈，總磚數n最外=（8240+2304+3452）/150=207塊 nG2（最外）=20797=110塊② 當內圈為G1和G3配合時此圈總磚數為： =（8240+2302）/150 =183塊又有nG3=97塊， nG1=18397=96塊對于次外圈，總磚數 n次外=（8240+2304）/150=192塊 nG1（次外）=19297=95塊對于最外圈，總磚數n最外=207塊 nG2（最外）=20787=120塊所以此部位耐火磚層數為：5130/（75+1）=68層 磚縫1mm（3）對于爐身上部 中線內徑為： （4275）/17100（104006800）+6800 =7250mm① 當內圈為G1和G3配合時此圈總磚數為： =（7250+2302）/150 =162塊又有nG3=97塊， nG1=16297=65塊對于次外圈，總磚數 n次外=（7250+2304）/150=172塊 nG1（次外）=17297=75塊對于最外圈，總磚數n最外=（7250+2304+3452）/150=186塊 nG2（最外）=18687=99塊② 當內圈為G2和G4配合時此圈總磚數為： =（7250+3452）/150 =167塊又有nG4=87塊， nG1=16787=80塊對于次外圈，總磚數 n次外=（7250+2302+3452）/150=176塊 nG1（次外）=17697=79塊對于最外圈，總磚數n最外=186塊 nG2（最外）=28697=89塊所以此部位耐火磚的層數為：4250/（75+）=56層 第五章 高爐冷卻設備的選擇 高爐冷卻設備我國常用的冷卻設備有外部噴水冷卻、風口和渣口的冷卻、冷卻壁、冷卻板、支梁式水箱以及風冷或水冷爐底等。冷卻壁分為光面冷卻壁、鑲磚冷卻壁、凸臺鑲磚冷卻壁等。在使用材質上又分為耐熱鑄鐵、球墨鑄鐵、鋼和銅冷卻壁。冷卻壁的優(yōu)點是不損壞爐殼強度，密封性好，冷卻均勻，爐襯表面光滑平整。冷卻板型式有鑄銅冷卻板，其中有兩通道的，四通道的，還有埋入式鑄鐵冷卻板等。水箱有鑄鐵支梁式水箱，鑄鋼空腔式水箱等。 合理的冷卻結構冷卻結構的的合理與否對高爐長壽影響巨大。合理的冷卻結構應該滿足下列條件：（1） 冷卻效果要好而均勻，冷卻面死角要少；（2） 要具有承受熱流強度的功能，根據測試冷卻設備最大熱流承受能力為200000~400000kg/（m2h），若超過400000kg/（m2h），冷卻設備就燒壞；（3） 爐腰和爐身具有一定的托磚功能；（4） 容易形成渣皮等。爐體結構的合理性也表現在冷卻壁的熱面溫度能控制在400℃，因為冷卻壁溫度超過400℃就發(fā)生相變從而加速冷卻壁的破損。 本設計所采用的冷卻設備 根據高爐爐體所能確定的爐體各區(qū)域的熱流強度控制冷卻設備受熱面不超過允許的熱負荷沖擊及其相應的工作溫度范圍，以保證冷卻設備的分布形式采取如下方式。 爐底冷卻設備次區(qū)域受熱負荷沖擊較小，一般采用風冷或水冷爐底，但水冷爐底比風冷爐底冷卻強度大，耗電較低，使爐底厚度近一步減薄，投資也較節(jié)省。因此本設計采用水冷爐底設備。次用爐底封板，水冷管設置在封板以上，雖然爐殼開孔降低強度和密封性，但冷卻效果較好，水冷管應裝在爐基基墩耐熱混凝土之上爐底搗碳層之中，保證切斷冷水后，可排出管內積水，工作時，排出口要高于水冷管水平面，保證管內充滿水。 水冷爐底結構爐底（第2段），爐缸（第4段）均采用含鉻的耐熱鑄鐵質光面冷卻壁冷卻，厚度120mm，水管為706mm的無縫鋼管。冷卻壁設置于爐殼爐襯之間。第3段用光面冷卻壁尺寸為2246mm995mm120mm（長寬厚），每段選用冷卻壁數量=π13420/995=42塊。第4段風口區(qū)光面冷卻壁的塊數為風口數的兩倍，即242=48塊；光面冷卻壁寬=π13420/48=878mm。故此段采用光面冷卻壁尺寸為2246mm878mm120mm。高度視爐殼折點而定，一般小于3000mm。光面冷卻壁與爐殼間留20mm縫隙，用稀泥漿填滿，光面冷卻壁與磚襯間留100~150mm縫隙，本設計取120mm，填以炭素料。（注：13420mm為爐缸直徑與環(huán)砌耐火材料厚度之和） 爐缸側壁冷卻設備近年來，由于爐缸爐底耐火材料發(fā)展迅速，陶瓷杯和碳磚的爐襯結構在高爐上大量應用，由于爐缸側壁的冷卻設備所受熱沖擊不是很大，一般爐缸側壁的冷卻方式以冷卻壁居多，少數為灑水冷卻和夾層冷卻，灑水冷卻因不利于環(huán)保而逐漸被淘汰，夾層冷卻雖然冷卻投資和強度都優(yōu)于冷卻壁，但當爐殼開裂時難以修補，而鑄鐵冷卻壁雖然冷卻強度不如前兩種，但克服了它們的缺點，因此本設計在爐缸側壁上采用低鉻的光面冷卻壁，鐵口局部區(qū)域采用銅質冷卻板，風口帶由于風口中套和風口小套冷卻水帶走了大量的此區(qū)域的熱負荷沖擊，故此段也采用異形的光面冷卻壁[25]。 爐腹爐腹部位在高爐開爐后主要靠形成的渣皮工作，應選擇冷卻強度較低，易掛渣皮的鑲磚冷卻壁較為合理。本設計采用第四代鑲磚冷卻壁（鑲SiC磚）。爐腹長=爐腹高/sinα=3000/sin82176。24′18″=3026mm爐腹（第6段）采用鑲磚冷卻壁（銅冷卻壁），其厚度為700mm，鑲磚厚度為400mm。第5段采用36塊冷卻壁，其尺寸長為1513mm，下緣寬=π（d＋2345）/36=898mm上緣寬=π（D上+2345）/36=932mm第6段采用38塊冷卻壁，其尺寸長1513mm，下緣寬883mm，上緣寬π（D+3452）/38=916mm（注：345mm為爐腹環(huán)砌耐火磚厚度） 爐腰、爐身下部冷卻設備爐腰及爐身中下部由于高爐冶煉條件和工作環(huán)境所決定，熱負荷波動大，熱震現象嚴重加上高溫煤氣流的沖刷綜合因素的影響下內襯容易侵蝕、剝落或脫落，所以此部位的冷卻設備要滿足熱急變要求，本設計在該部位采用第三代鑲磚冷卻壁與鑄銅冷卻板相結合的方式[26]。爐腰（第7段）用第三代鑲磚冷卻壁與鑄銅冷卻板相結合的方式。其凸臺部位可支承爐磚，延長爐襯壽命，安裝時緊靠砌磚。規(guī)格為冷卻壁厚320mm，磚厚150mm，鑲SiC磚，銅質鑄造。長=h3100=1800mm（100mm為冷卻板高），寬1000mm，使用塊數=π（D+2805）/1000=38塊。鑄銅冷卻板規(guī)格為四通道，（長寬厚）為（600mm250mm100mm）冷卻板使用數量=π（D+2805）/250=151塊。①爐身下部爐身下部（第8~11段）采用三代鑲磚冷卻壁與鑄銅冷卻板相結合的方式。第三代鑲磚冷卻壁的規(guī)格為冷卻壁厚320mm，磚厚150mm，鑄銅冷卻板規(guī)格為四通道，（長寬厚）為（600mm250mm100mm）。第8段鑲磚冷卻壁長=（1923100）/sinβ=1833mm。下緣處高爐直徑10400mm，上緣處直徑10000mm。第8段選用了38塊鑲磚冷卻壁，因而鑲磚冷卻壁下緣寬992mm，上緣寬959mm，故配套鑄銅冷卻板使用數量π（10000+2805）/250=145塊。第9段鑲磚冷卻壁長1833mm，下緣處高爐直徑9950mm。上緣處直徑9950mm。第9段選用了38塊鑲磚冷卻壁，因而鑲磚冷卻壁下緣寬955mm，上緣寬922mm，故配套鑄銅冷卻板使用數量π（9550+2805）/250=145塊。第10段鑲磚冷卻壁長1833mm，下緣處高爐直徑9500mm。上緣處直徑9100mm。第10段選用了36塊鑲磚冷卻壁，因而鑲磚冷卻壁下緣寬969mm，上緣寬934mm，故配套鑄銅冷卻板使用數量π（9100+2805）/250=134塊。第11段鑲磚冷卻壁長1833mm，下緣處高爐直徑9000mm。上緣處直徑8750mm。第11段選用了34塊鑲磚冷卻壁，因而鑲磚冷卻壁下緣寬980mm，上緣寬957mm，故配套鑄銅冷卻板使用數量π（8750+2805）/250=130塊。（注：805mm為爐身下部環(huán)砌耐火磚的厚度） 爐身中部冷卻設備隨著高爐強化冶煉，高爐軟熔帶有上移的趨勢，此部分的冷卻設備應同時具有抗渣侵蝕和流料、氣流沖刷磨損的性能，同時對于厚爐襯的爐型，還應有支撐爐襯的功能，在高爐正常操作中此區(qū)域不如爐腹、爐腰、爐身下部所受的熱負荷沖擊大，因此爐身中部第三代鑲磚冷卻壁與鑄銅冷卻板相結合的方式[27]?！鞍濉迸c“壁”結合的冷卻系統(tǒng)②爐身中部爐身中部（第113段）采用三代鑲磚冷卻壁與鑄銅冷卻板相結合的方式。第三代鑲磚冷卻壁的規(guī)格為冷卻壁厚320mm，磚厚150mm，鑄銅冷卻板規(guī)格為四通道，（長寬厚）為（600mm250mm100mm）。第12段鑲磚冷卻壁長=（2565100）/sinβ=2478mm，下緣處高爐直徑8700mm。上緣處直徑8250mm。第12段選用了34塊鑲磚冷卻壁，因而鑲磚冷卻壁下緣寬π（8700+2805）/34=952mm，上緣寬910mm，故配套鑄銅冷卻板使用數量π（8250+2805）/250=124塊。第13段鑲磚冷卻壁長2478mm，下緣處高爐直徑8200mm。上緣處直徑7700mm。第13段選用了32塊鑲磚冷卻壁，因而鑲磚冷卻壁下緣寬π（8200+2805）/32=963mm，上緣寬914mm，故配套鑄銅冷卻板使用數量π（7700+2805）/250=117塊。 爐身上部及爐喉冷卻設備爐身上部所受的熱負荷沖擊較小，無液態(tài)渣鐵侵蝕與沖刷，根據國內外高爐的操作經驗，此部位采用第三代冷卻壁。中部帶凸臺結構。 中部帶凸臺鑲磚冷卻壁③爐身上部爐身上部（第115段）采用三代鑲磚冷卻壁、銅質。第三代鑲磚冷卻壁的規(guī)格為冷卻壁厚320mm。