【導(dǎo)讀】的環(huán)節(jié)之一，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起著舉足輕重的作用。車間共有2373m³高爐一座，高爐采用了全冷卻壁、磚。袋除塵等一系列先進(jìn)實(shí)用技術(shù)。同時(shí)，本設(shè)計(jì)還結(jié)合了國內(nèi)外相。做到合理、長壽、實(shí)用，以期達(dá)到最佳的生產(chǎn)效益。

　　

【正文】 3O4 和 Fe2O3 三部分組成。 m（ FeO） 硅酸鐵 = +360 +160 = kg 去除進(jìn)入渣中 的 FeO，它也以硅酸鐵形式存在，計(jì) kg 余下 的 m(FeO)硅酸鐵 == kg m(FeO) 四氧化三鐵23 = == kg m(Fe2O3)四氧化三鐵 =72160= kg m(Fe2O3)自由 = = kg 依據(jù) 1kg 鐵氧化物分解熱，即可算出總的分解熱。 FeO 硅酸鐵分解熱 = = KJ， ( KJ/kg FeO 硅酸鐵 ) Fe4O3 分解熱 =（ +） = KJ （ KJ/kg Fe4O3） Fe2O3 分解熱 = = KJ，（ KJ/kg Fe2O3） 鐵 氧 化 物 分 解 總 熱=++= KJ 2）錳氧化物分解熱 錳氧化物分解熱包 括 MnO2 分解 為 MnO 和 MnO 分解 為 Mn 放出的熱量； MnO2→Mn 分解熱 == KJ MnO→Mn 分解熱 == KJ， ( KJ/KgMn) 錳氧化物分解總熱 =+= KJ 3） SiO2 分解熱 == KJ， （ KJ/Kg Si） 4） Ca3(PO4)2 分解熱 = = KJ 5） 脫 S 耗熱 由 于 CaO 脫硫耗熱 KJ/ KgS， MgO 脫硫耗熱為24 KJ/ KgS， 二者差別較大，故取其渣中成分比例 （ ：≈） 來計(jì)算平均脫硫耗熱。 1 Kg 硫的平均耗熱 = KJ 脫 S 耗熱 == KJ 氧化物分解和脫硫總熱為上述 1）～ 5） 項(xiàng)熱耗之和，即 Q 總=++++=6934822.99 KJ （ 2）碳酸鹽分解熱 由 CaCO3 分解出 1 Kg 的 CO2 需熱 KJ， 由 M gCO3分解出 1 Kg CO2 需熱 KJ， 混合礦 石 CO2 量 == Kg。假 定 CaCO3 和 M gCO3 是按比例分配的。 其中 以 CaCO3 分解 的 CO2 為 ? = Kg；故 以 MgCO3 形式分解 的 CO2 量 == Kg。 碳酸鹽分解總熱 = + = KJ （ 3）水分分解熱 = = KJ ( KJ/) （ 4）噴吹物分解熱 =160=20xx76 kJ ( KJ/Kg 煤粉 ) （ 5）爐料游離水的蒸發(fā)熱 1Kg 水由 20℃ 升溫到 100℃吸熱 KJ，再變成 100℃ 水蒸氣 吸熱 2261 KJ 總吸熱為 KJ 游離水蒸發(fā)熱 =360= KJ （ 6）生鐵帶走熱 25 表 各種生鐵的熱焓值 [2] 生鐵熱焓值 煉鋼 生鐵 鑄 造 生 鐵 錳鐵 KJ/Kg 煉 鋼 生 鐵 焓 值 = KJ/kg ， 鐵 水 帶 走 熱=1000=1172360 KJ （ 7）爐渣帶走熱 表 各種爐渣的熱焓值 [2] 爐渣熱焓值 煉鋼 鐵渣 鑄造鐵渣 錳鐵鐵渣 KJ/Kg 煉 鋼 鐵 渣 焓 值 = KJ/kg ， 爐 渣 帶 走 熱= = KJ （ 8）爐頂煤氣帶走熱 ， 爐頂溫度為 200℃ 時(shí)煤氣 各成分比熱容 見表 表 200℃ 時(shí) 爐頂煤氣比熱容 [2] CO2 CO N2 H2 CH4 H2O 干煤氣比熱容 =+(+) ++= KJ/ m3℃ 干煤氣帶走熱 =200= KJ 水蒸氣帶走熱 = 1 .519100= KJ 26 爐塵帶走的熱 =+= KJ (爐塵比熱容 KJ/Kg℃ ) 煤氣帶走總熱 =++= KJ 前 8 項(xiàng)總和 為 = KJ （ 9 ） 外 部 熱 損 失 == KJ(包括散熱和冷卻水帶走熱 ) 根據(jù)熱收入與熱支出數(shù)值列表于 表 熱平衡表 序號 收入項(xiàng)名稱 KJ % 序號 支出項(xiàng)名稱 KJ % 1 碳的氧化熱 1 氧化物分解、脫硫 2 熱風(fēng)帶入熱 2 碳酸鹽分解 3 成渣熱 3 水分分解 4 物料物理熱 4 噴吹物分解 5 H2 的氧化 5 游離水蒸 27 熱 發(fā) 6 CH4生成熱 6 鐵水帶走 7 爐渣帶走 8 煤氣帶走 9 外部熱 失 共計(jì) 共計(jì) 熱平衡指標(biāo)計(jì)算 （ 1）碳素?zé)崮芾孟?數(shù) Kc %100CO COCOK 2 2 ?? 所放出的熱量燃燒生成除進(jìn)入生鐵外的碳全部 放出的熱量）和生成碳的氧化熱（包括燃燒c = % 3 4 2 1 6 3 8 1 1 9 ??? ）（ （ 2）熱量有效利用系 數(shù) K Kt =（ 高爐總熱量收入 煤氣帶走熱 外部熱損失 ） % =（ ） %=% 從上述指標(biāo)可以看出， Kc 值一般 在 50%～ 60%之間，個(gè)別可28 高 達(dá) 65%。 本 例 Kc=%說明 碳素?zé)崮芾?比 較好 。 Kt 值一般為 80%～ 90%，本例的利用系數(shù) 比 較高。 5 高爐本體設(shè)計(jì) 高爐有效容積的確定 高爐有效容積可按下步驟確定 : (1) 確定全年的生鐵任務(wù) .已知本設(shè)計(jì) P=700(萬 t/a) (2) 計(jì)算高爐日產(chǎn)量 p P= 公式中 M高爐座數(shù) ,本設(shè)計(jì)為 2 η 高爐休風(fēng)率，本設(shè)計(jì)取 2%. 則：高爐的日產(chǎn)量 P= =700/365*2/98% =9785（ t） （ 3）計(jì)算高爐有效容積 Vu Vu= = 公式中 K每噸生鐵的焦比，取 ； 29 I冶煉強(qiáng)度，取 . 則：高爐的有效容積 Vu= = =9785*（ m3） 高爐內(nèi)型尺寸確定 高爐內(nèi)型各部位的尺寸確定如下： （ 1）爐缸 1） 爐缸直徑（ d/m） . d= = =（ m） 取 d=（ m） 2)風(fēng)口 高度及 數(shù)目的確定： 風(fēng)口高度 hf=hz/k=(m) 取 hf=(m) ：n=3d=3*= 取風(fēng)口數(shù)目 n=40 爐缸高度 :h1=hf+f=(m) 3）死鐵層高度（ h0/m） 死鐵層 h0= d = =（ m） （ 2）爐腰 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值， Vu=4067m3，取 D/d=~D/d=. 30 則：爐腰直徑 D== = 取 D=15（ m） （ 3）爐腹 本設(shè)計(jì)爐腹角α =80030′ 爐腹高度 h2= =（ 15－ ） tan810 =（ m） 取 h2=（ m） 校核α： tanα = =(2*)/()= 則： α =810 （ 4）爐喉 1）爐喉直徑（ d1/m） .本設(shè)計(jì)取 d1/D= 則： d1== 15=（ m） 取 d1=10（ m） 2）爐喉高度（ h5/m）選取 h5=（ m） （ 5）爐身及爐腰高度 1）選取爐身角β = 2）爐身高度（ h4/m） h4=（ D d1） tanβ =（ ） tan820 =16（ m） 31 取 h4=16(m） 校核β： tanβ = = =2*16/()= 則β =820 3）爐腰高度（ h3/m） .選取 Hu/D= 則 Hu= D= 15=(m） 則：爐腰高度 h3= Huh1h2h4h5 = =5（ m） （ 6）校核爐容 V1= d2h1= =(m3) V2= h2(D2+Dd+d2) = (152+15 +) =(m3) V3= D2h3= 152 5=(m3) V4= h4(D2+Dd1+d12) = 16 (152+15 10+102) =) 32 V5= d12h5= 102 =(m3) 則： Vu′ =V1+V2+V3+V4+V5 =++++ =(m3) 誤差 V=（ ）247。 100%=%﹤ 1% 符合設(shè)計(jì) 高爐各部分尺寸見下表 21： 表 21 高爐各部分尺寸 高爐有效容積 Vu 4076m3 爐缸直徑 d 爐腰直徑 D 15m 爐喉直徑 d1 10 m 高爐有效高度 Hu 33m 爐缸高度 h1 爐腹高度 h2 爐腰高度 h3 爐身高度 h4 爐喉高度 h5 死鐵層高度 h0 風(fēng)口高度 hf 爐腰角 ? 810 爐身角 ? 820 風(fēng)口個(gè)數(shù) 40 鐵口個(gè)數(shù) 4 33 高爐內(nèi)襯設(shè)計(jì) 爐底 高爐爐底采用綜合爐底結(jié)構(gòu)，死鐵層下面采用高鋁磚砌筑，上面部分外圍采用碳磚砌筑，內(nèi)圈 采用高鋁磚砌筑 . 由《煉鐵設(shè)計(jì)參考資料》可查，高爐的碳磚爐底高度為 2300mm,高鋁轉(zhuǎn) 800mm. 炭磚型號 400mm 150mm 90mm. 爐底直徑 mmD 920xx23001 ??? 一塊高鋁磚的體積 mmV 3 8 8 1 2 5 075150345 ????高鋁 一塊炭磚的體積 V 炭磚 =400 150 90=5400000mm 爐底需鋪四層高鋁磚。 則爐底的高鋁磚數(shù)： 塊高鋁磚數(shù)高鋁3 93 733 88 12 1121??????????? VhD? 塊炭磚磚數(shù) 8574390150400 2????????????? 爐缸 分兩段。 Ⅰ）部分，共 237526004300 ?? 層，由內(nèi)向外共兩圈 1351?G 8714542 ??GG 34 973 ?G 8713542 ??GG 9712031 ??GG 表 22 第 1段砌磚型號及用量 Ⅱ）部分，共 97543004670 ??層，由內(nèi)向外共兩圈， 8714542 ??GG 表 23 第 2 段砌磚型號及用量 爐腹 mh 42? ，共 54754000? 層 8715842 ??GG 表 24 第 3 段砌磚型號及用量 爐腰 mh ? ，共 36752700? 層 ,分三段： Ⅰ段： 2層，由內(nèi)向外共三圈： 9717231 ??GG 8717242 ??GG 8715842 ??GG 表 25 第 4 段砌磚型號及用量 Ⅱ段： 2層 ，由內(nèi)向外共一圈 35 9714831 ??GG 表 26 第 5段砌磚型號及用量 Ⅲ段： 26 層，由內(nèi)向外共兩圈 ： 8716842 ??GG 9714331 ??GG 9715821 ??GG 8715842 ??GG 表 27 第 6 段砌磚型號及用量 爐身 爐身高 ，共需要 242 層磚，由下向上共分為 8 部分。 （ 1）爐身下部鑲磚冷卻壁 5塊，每塊 ，間隙 150mm， 則有冷卻壁的長度為 mm1 0 9 0 0127552 0 0 0 ???? ，其中爐身所占長度： mmS in 8 8 5 58275271 0 9 0 0 ???? 轉(zhuǎn)層數(shù)： 層118758855 ? ，則可分為 3段： 39 層、 39 層、 40 層 Ⅰ段， 39 層，平均直徑 D= 0 5 22 0 4 0 57 7 0 0 ?? mm 內(nèi)圈： ? ? 2 3 11 5 0 23 4 0 5 ?????? bDn ? 外圈： ? ? 219150 0 5 ?????? bDn ? 8716642 ??GG 8715242 ??GG 36 表 28 第