【正文】 （1）熱風(fēng)爐系統(tǒng)閥門(mén)的要求：1）能夠在各種具體條件下（高溫、高壓、多塵），長(zhǎng)期保持密封；2）操作。送風(fēng)系統(tǒng)的閥門(mén)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，廢風(fēng)閥，以及冷風(fēng)流量調(diào)節(jié)閥等。熱風(fēng)爐是高溫高壓裝置，其燃料易燃易爆并且有毒，因此熱風(fēng)爐設(shè)有復(fù)雜的閥門(mén)系統(tǒng)，用以控制燃燒和送風(fēng)過(guò)程。本設(shè)計(jì)采用3孔式陶瓷燃燒器，如圖71所示。主要有套筒式燃燒器和柵格式燃燒器兩種，就其材質(zhì)而言分為金屬燃燒器和陶瓷燃燒器。一臺(tái)風(fēng)機(jī)應(yīng)同時(shí)供給兩座熱風(fēng)爐空氣。hhhhhh℃（3）輻射傳熱系數(shù)a輻的計(jì)算送風(fēng)周期中空氣含三原子氣體很少，輻射傳熱現(xiàn)象可忽略不計(jì)?！? a2b=(80+273) = kJ/ m故 a2a=(1200+273) = kJ/ mhh則： == == （2）燃燒周期傳熱系數(shù)a1和送風(fēng)周期傳熱系數(shù)a2的計(jì)算,則鼓風(fēng)在孔道中流速W0為： W0= = =煙氣和鼓風(fēng)在熱風(fēng)爐上端和下端的溫度如下表所示：表711 煙氣和鼓風(fēng)在熱風(fēng)爐上端和下端的溫度部位上端下端煙氣溫度/℃1400250鼓風(fēng)溫度/℃120080則：a1=式中，C——格子磚表面粗糙程度和孔道表面特征系數(shù)，； Wg——煙氣在孔道中的流速，2m/s； d——格子磚當(dāng)量直徑，； T——煙氣在上端的溫度，k。hhhhm3厚度/mm90熱面積計(jì)算公式：F=其中：1．Q為高溫?zé)煔庠谛顭崾覂?nèi)傳給冷空氣的全部熱量Q=(t2ti）V0為單位爐容送風(fēng)量，V0===m3dh/mS/m2本設(shè)計(jì)采用43mm的七孔格子磚，其性能參數(shù)見(jiàn)下表：表79 43mm的七孔格子磚性能參數(shù)/ m2：（1）有效通道面積（m2/m2），其計(jì)算公式為： =式中，A——一塊格子磚的磚孔通道面積； A2——一塊格子磚的磚面積；（2）1m3格子磚中耐火磚的體積或填充系數(shù)V（m3/m3），其計(jì)算公式為： V=1V是格子磚蓄熱能力的指標(biāo)。表78 1300℃和1400℃下各生成物的焓值（kJ/m3）溫度/℃130014001400140014001400分別乘以各生成物成分得Q產(chǎn)：1300℃時(shí)Q產(chǎn)= kJ/m3；1400℃Q產(chǎn)=， kJ/m3，可見(jiàn)其理論燃燒溫度介于1300～1400℃之間，按內(nèi)插法求得理論燃燒溫度為：t=1300+100=1352℃考慮外部熱損及不完全燃燒，拱頂溫度tv低于t5%左右tv=t（15%）=℃ m3/min，2個(gè)熱風(fēng)爐送風(fēng)，因此，每個(gè)熱風(fēng)爐送風(fēng)V= m3/min，熱風(fēng)爐的效率為80%，則V煤=== m3/min因此，V空= V煤Ln = =（1）熱收入項(xiàng)的計(jì)算燃料的化學(xué)熱量Q1Q1= V煤τQDW=60= kJ煤氣的物理熱Q2Q2=V煤τC煤=60=助燃空氣的物理熱Q3Q3=V空τC空=60262= kJ冷風(fēng)帶入的物理熱Q4，取冷風(fēng)溫度為80℃Q4=VτC空=6080= kJ故總的熱收入為Q收=+++= kJ （2）熱支出項(xiàng)的計(jì)算熱風(fēng)帶走的熱量Q風(fēng)考慮到漏風(fēng)等因素，設(shè)出熱風(fēng)爐的風(fēng)量為每座2600m3Q風(fēng)=V出τ出C出=260021120060 =534643200kJ廢氣帶走的熱量Q廢Q廢=V煤t廢60=25060=不完全燃燒的熱損失Q失參考馬鋼實(shí)踐，取不完全燃燒的熱損失為熱收入的1%，所以Q失=Q收1%=1%=煤氣中水分帶入的熱量Q水Q水=C水V煤w水=200%=冷卻水帶走的熱量Q冷根據(jù)以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，冷卻水帶走的熱量為熱量總收入的1%，則Q冷=Q收1%=1%=爐體表面散熱Q散1%左右，%則Q散1=%=冷風(fēng)系統(tǒng)及熱風(fēng)管道的散熱Q散2根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)冷風(fēng)系統(tǒng)及熱風(fēng)管道的散熱大概占熱量總收入的1%左右，本設(shè)計(jì)取1%則Q散2= Q收1%=1%=則Q支=Q風(fēng)+Q廢+Q失+Q水+Q冷+ Q散1+ Q散2=534643200++++++=熱平衡差值△Q=Q收Q支==熱風(fēng)爐系統(tǒng)的熱效率η==100%=%蓄熱室是熱風(fēng)爐蓄熱并進(jìn)行熱交換的主體部分，它由格子磚砌筑而成，格子磚的特性對(duì)熱風(fēng)爐的蓄熱能力、換熱能力及熱效率有直接影響。表73 高爐煤氣成分成分CO2CON2H2CH4∑體積%100表74 焦?fàn)t煤氣成分成分CO2CON2H2CH4∑體積%26100按照焦?fàn)t煤氣：高爐煤氣=4:96則混合煤氣成分見(jiàn)下表表75 混合煤氣成分成分CO2CON2H2CH4∑體積%100 高爐煤氣采用干式除塵，高爐煤氣中水的體積分?jǐn)?shù)為：=ξ（H2O）=100%=%則濕煤氣成分的換算系數(shù)為：m==則混合濕煤氣成分見(jiàn)下表表76 混合濕煤氣成分成分CO2CON2H2CH4H2O∑體積%100 QDW=++=++= kJ/m3（1） ～，在本設(shè)計(jì)中取空氣過(guò)剩系數(shù)為1 .1。對(duì)格子磚的要求：1）.單位體積格子磚具有足夠的受熱面積進(jìn)行熱交換；2）.有一定的磚重量來(lái)蓄熱，保證送風(fēng)周期內(nèi)不引起過(guò)大的風(fēng)降溫；3）.能引起氣流擾動(dòng)，保持高流速，提高對(duì)流傳熱效率；4）.格子磚堆砌后結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，磚之間不產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)。（3）新日鐵式外燃式熱風(fēng)爐主要特點(diǎn)新日鐵式外燃式熱風(fēng)爐是在拷貝式和馬琴式外燃式熱風(fēng)爐的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的，蓄熱室上部有一個(gè)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，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；對(duì)稱(chēng)的拱頂結(jié)構(gòu)有利于煙氣在蓄熱室的均勻分布，提高傳熱效率。3）.燃燒室斷面為圓形，當(dāng)量直徑大，有利于煤氣燃燒，由于拱頂?shù)奶厥膺B接形式，有利于煙氣在蓄熱室內(nèi)分布均勻，尤其是馬琴式和新日鐵式更為突出。（2）外燃式熱風(fēng)爐的特點(diǎn)1）.外燃式熱風(fēng)爐比內(nèi)燃式結(jié)構(gòu)合理，由于燃燒室單獨(dú)存在于蓄熱室外，消除了隔墻，不存在隔墻受熱不均而破壞的情況，有利于強(qiáng)化燃燒，提高熱風(fēng)溫度。本設(shè)計(jì)中采用目前較為先進(jìn)的新日鐵式外燃式熱風(fēng)爐。Vo===式中：q為每噸干焦耗風(fēng)量，取2600m3/t。即風(fēng)壓變化時(shí)，風(fēng)量不得自動(dòng)產(chǎn)生大幅度變化。對(duì)于高壓爐頂高爐，應(yīng)考慮在常壓冶煉的可行性和合理性。(2) 風(fēng)機(jī)的風(fēng)量及風(fēng)壓要有較寬的調(diào)節(jié)范圍。高爐合理送風(fēng)制度應(yīng)達(dá)到以下要求：爐料正常穩(wěn)定下降，爐況順行；初始煤氣流達(dá)到合理的分布；爐缸活躍且均勻，渣鐵物理熱充沛，鐵水質(zhì)量合格；有利于爐型和設(shè)備的維護(hù)。第七節(jié) 高爐鼓風(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(mén)等。燒結(jié)礦、規(guī)格礦及熔劑礦通過(guò)礦倉(cāng)閘門(mén)、電機(jī)振動(dòng)給料機(jī)落入分散稱(chēng)量斗稱(chēng)量, 通過(guò)帶式輸送機(jī)輸送到中間稱(chēng)量斗復(fù)核, 校驗(yàn)后再下到料車(chē), 如有差異, 則通過(guò)PLC 微機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)補(bǔ)償。槽下稱(chēng)量系統(tǒng)和上料系統(tǒng)均采用PLC 自動(dòng)控制。隨著電子技術(shù)的發(fā)展及普及應(yīng)用，采用PLC 作為主控制器實(shí)現(xiàn)高爐上料系統(tǒng)的自動(dòng)控制成為技術(shù)進(jìn)步的必然[13]。既提高了作業(yè)率, 又節(jié)省場(chǎng)地, 減少工程投資。與普通帶式輸送機(jī)相比, 該設(shè)備具有運(yùn)行穩(wěn)定, 故障率低, 維修量小, 安裝、維護(hù)簡(jiǎn)單, 工藝布置緊湊合理, 總圖布局靈活等特點(diǎn)。在經(jīng)過(guò)比較和計(jì)算后, 將主卷場(chǎng)機(jī)室布置在礦倉(cāng)頂部端頭的位置, 礦倉(cāng)平臺(tái)與爐前平臺(tái)通過(guò)走道和梯子連接起來(lái), 方便管理。1. 提高槽下地坪標(biāo)高本設(shè)計(jì)在槽下設(shè)置配料帶式輸送機(jī), 并將槽下地坪提高，料坑底部和礦倉(cāng)底部的標(biāo)高也相應(yīng)提高, 改善了操作環(huán)境和采光條件, 使設(shè)備維護(hù)檢修方便, 并為實(shí)現(xiàn)PLC上料自動(dòng)化創(chuàng)造了更好的條件。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(dòng)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(guò)某一定值時(shí)自動(dòng)噴水。 K—斷面系數(shù)，本設(shè)計(jì)采用槽型托輥型式，則： K燒=470 ； K球團(tuán)=335； K姑山=400； K焦=470 ； V—輸送帶速度， K，—皮帶機(jī)傾斜角系數(shù)： Kv—— 速度系數(shù)：；作業(yè)率為45%，則在一天中工作時(shí)間為2445%=所以， B燒=()= B焦=()= 考慮到膠帶上料滿(mǎn)足瞬時(shí)最大上料量的要求，膠帶要有較大富余量，則槽上設(shè)置3根寬為1000mm的膠帶，一根運(yùn)燒結(jié)礦，一根運(yùn)焦碳，一根用來(lái)運(yùn)雜礦。ρ姑山=。1. 皮帶機(jī)選擇：膠帶寬度可按下式確定：B=[Q/(KVρK，Kv)]式中，ρ—物料堆積比重 ρ燒=。（2）上料能力大，比斜橋式上料機(jī)效率高而且靈活，爐料破損低，改間斷上料為連續(xù)上料。圖61 膠帶運(yùn)輸機(jī)上料系統(tǒng)示意圖近年來(lái)，由于高爐的大型化，料車(chē)式上料機(jī)已經(jīng)不能滿(mǎn)足高爐生產(chǎn)的需求。b) 稱(chēng)量漏斗的上口尺寸應(yīng)與有關(guān)設(shè)備相適應(yīng)。礦石采用分散篩粉分散稱(chēng)量，爐料再經(jīng)膠帶機(jī)運(yùn)至中央稱(chēng)量室，經(jīng)集中漏斗送到上料皮帶機(jī)運(yùn)往高爐。（1）焦碳稱(chēng)量漏斗其主要安裝在貯焦槽的下面用來(lái)稱(chēng)量經(jīng)過(guò)篩分的焦碳，然后將焦碳卸入膠帶上料機(jī)運(yùn)往高爐爐頂。將給料機(jī)地板底板換成篩網(wǎng)，給料的同時(shí)起篩分的作用。電磁振動(dòng)給料機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)部件，不需潤(rùn)滑，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，功率小，給料均勻，占空間少，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化聯(lián)鎖控制等。激振器與槽體用彈簧連接在一起，塊礦、雜礦均設(shè)槽下振動(dòng)給料器。、槽下篩分與稱(chēng)量設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中采用電磁振動(dòng)給料機(jī)。方式為皮帶機(jī)供料，寬度為11m。（1）本設(shè)計(jì)中貯礦槽的底壁和周壁都采用鋼筋混凝土澆灌而成，為防止磨損及高溫（熱燒結(jié)礦）的破壞作用，應(yīng)靠礦焦壁襯砌一層粘土磚。取V焦/Vu=，則焦槽總?cè)莘e為：V焦=2308= m179。（1），則貯礦槽容積為：V槽==*2308=3462 m179。取10 m。（3）礦槽的高度取決于礦槽上部運(yùn)輸形式。當(dāng)槽上槽下都采用皮帶運(yùn)輸時(shí)，一般都做成單排。大中型高爐一般為10~11m。取5 m。2．礦槽的設(shè)計(jì)（1）礦槽總長(zhǎng)度決定于車(chē)間的長(zhǎng)度，后者決定于高爐中心線(xiàn)的距離。1．貯礦槽的作用：（1）起原燃料的儲(chǔ)備作用。③ 應(yīng)該盡量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和機(jī)械化，提高混勻，配料，稱(chēng)量的準(zhǔn)確度。② 在貯運(yùn)過(guò)程中應(yīng)考慮為改善高爐冶煉所必須的處理環(huán)節(jié)，如混勻，破碎，篩分等。目前使用最廣泛的是機(jī)械傳動(dòng)的探料尺、微波式料面計(jì)和激光式料面計(jì)。既可防止料滿(mǎn)時(shí)開(kāi)大鐘頂彎鐘桿，又可防止低料線(xiàn)操作時(shí)爐頂溫度過(guò)高，燒壞爐頂設(shè)備。爐頂均壓放散裝置是為了使高壓高爐的氣密封閥順利打開(kāi)、關(guān)閉而設(shè)置的一種對(duì)料倉(cāng)進(jìn)沖壓．放散的機(jī)構(gòu)。9．旋轉(zhuǎn)溜槽：槽體由襯體和襯板組成。喉管通過(guò)支承環(huán)掛在氣密箱頂部法蘭上，管襯分上．中．下三段，通過(guò)筒體下端的擋圈逐段掛在筒體內(nèi)。氣密箱支承在爐頂支圈上，行星減速箱則支承在氣密箱的頂蓋上。7．傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：由行星減速器和氣封閥組成。6．波紋管和眼睛閥：爐頂設(shè)備檢修時(shí)，為使之與高爐隔絕，設(shè)置了眼睛閥。5．稱(chēng)量調(diào)節(jié)裝置：設(shè)置在料罐下面，由漏斗及料流調(diào)節(jié)閥．壓力傳感器．彈簧 ．焊接筐架等組成。閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)，閥門(mén)上部的料罐通入凈煤氣，分別進(jìn)行一．二次均壓，使上下壓差≯～。在密封閥打開(kāi)時(shí)，應(yīng)絕對(duì)避免料流的沖刷。其有效容積為55m3。2．料倉(cāng)：用來(lái)接受和貯存爐料，其上部裝有上密封閥，下部裝有下密封閥，此閥之上設(shè)有物流調(diào)節(jié)閥。1．受料漏斗：位于料倉(cāng)之上，用鋼板焊接而成，內(nèi)襯耐磨襯板。4．工作可靠：能抵抗急劇的溫度變化，減少熱變形，滿(mǎn)足高爐連續(xù)作業(yè)的要求。2．可靠的密封：防止夾帶灰塵的高壓煤氣流沖刷，而使設(shè)備的密封性能減低，減低使用壽命。本設(shè)計(jì)采用串罐式無(wú)鐘爐頂（圖51）其主要優(yōu)點(diǎn)：1．布料合理，機(jī)動(dòng)靈活2．建設(shè)投資低3．便于安裝檢修4．使用壽命長(zhǎng)5．能實(shí)現(xiàn)環(huán)行布料、螺旋布料或步進(jìn)式同心圓布料、扇形布料、定點(diǎn)布料等多功能布料，能有效克服鐘式爐頂?shù)娜秉c(diǎn)，解決爐料偏析問(wèn)題，特別滿(mǎn)足大高爐生產(chǎn)的需要。第五節(jié) 爐頂設(shè)備目前國(guó)內(nèi)外用于高爐的爐頂裝料設(shè)備有：料罐式、雙鐘式、多鐘式、鐘閥式和無(wú)鐘式。8. 廠(chǎng)址不應(yīng)位于礦床或已開(kāi)采的礦坑、溶洞和土崩的地層上，不應(yīng)布置在各種有機(jī)廢物、化學(xué)廢物、舍棄物的附近。地下水位盡可能低于地下建筑和構(gòu)筑物基礎(chǔ)的深度，并無(wú)侵蝕性。5. 廠(chǎng)址的地勢(shì)最好是平坦的，廠(chǎng)址的地表應(yīng)由中心向四周傾斜，以便使地面水能依自然坡度向外暢流，不需要大量的土方工程。，一般應(yīng)有1000米以上的距離，并應(yīng)與其他企業(yè)不相干擾。2. 廠(chǎng)址的面積和外形應(yīng)能滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝過(guò)程的需要，把所有的建筑物﹑構(gòu)筑物合理地布置在廠(chǎng)區(qū)之內(nèi)，并應(yīng)有一定的擴(kuò)充余地，以供工廠(chǎng)發(fā)展之用。應(yīng)靠近原料、燃料的基地和產(chǎn)品銷(xiāo)售的地