【正文】 第一段（爐腹）層數(shù)： 3400 /（75+1）=45層 磚縫1mm中線內(nèi)徑 （11600+10300）/ 2 = 10950mm采用G4磚與G2磚配合，則n s = 87np =π（10950+3452）/15087=157 G2=157G4=8444 第二段(爐腰）層數(shù)： 1900/（75+1）= 25 層 磚縫 1mm因內(nèi)徑D= 11600 mm則內(nèi)環(huán)G2與G4配合時(shí)，ns =87np = (11600+2345)π / 150 – 87 = 170 G1與G3配合時(shí)，ns=97np=(11600+2230)π/15097=156G1=185 G3=97G2=185G4=87G2=170G4=8713G2=196G4=87G2=181G4=87G1=156G3=9712爐身分為三段，從下往上層數(shù)依次為：15700 /（75+1）= 97層 磚縫 1mm15700 /（75+1）= 62層 磚縫 1mm[15700(97+62)76]/（75+）=47 層 磚縫 第三段（爐身下部）中線內(nèi)徑D=（47+62）（97+47+62）（11600 7800）+ 7800 = mm內(nèi)環(huán)G1與G3配合時(shí)，ns = 97np = (+2。（6）冷卻壁和爐喉鋼磚之間填充緩沖泥漿。 (4) 從爐缸到爐身 在冷卻壁和爐殼之間，壓入無水壓入泥漿。 (2) 炭磚和冷卻壁間 為了提高冷卻效果，充填炭素?fù)v打料（BFD－S9）。為了獲得良好的冷卻效果，上部使用熱傳導(dǎo)率高的石墨質(zhì)不定形耐火材料（BFD－S10）。(2) 風(fēng)口部采用剛玉莫來石組合磚砌筑。爐缸壁采用微孔碳磚砌筑，內(nèi)側(cè)砌一環(huán)剛玉莫來石磚，然后再砌一環(huán)粘土磚作為保護(hù)層。在石墨質(zhì)不定形耐火材料上依次砌從下到上砌：兩層導(dǎo)熱性能良好的半石墨炭——碳化硅炭塊；兩層微孔炭塊；一層超微孔炭磚，然后在其上砌兩層剛玉莫來石磚，在剛玉莫來石磚上砌粘土磚（GN－42）作為保護(hù)層。 高爐各部位耐火材料的選擇高爐耐火材料由爐底爐缸部、出鐵口、風(fēng)口以及冷卻壁鑲磚等耐火材料所構(gòu)成。對(duì)于全冷卻壁高爐而言，凸臺(tái)由于所承受的熱負(fù)荷巨大，很容易損壞，而凸臺(tái)一旦損壞，不但打亂了整個(gè)軟水系統(tǒng)的平衡，而且對(duì)冷卻壁母體也將產(chǎn)生極大的連帶破壞，正是基于這種認(rèn)識(shí)，人們開發(fā)出了磚壁合一薄內(nèi)襯技術(shù)，取消了冷卻壁凸臺(tái)。高爐壽命的制約環(huán)節(jié)是爐腹至爐身下部區(qū)域，該區(qū)域的耐火材料生產(chǎn)一段時(shí)間后就被侵蝕掉，此后只有靠冷卻壁上凝結(jié)一層渣皮來維持生產(chǎn)，盡管這層渣皮不夠穩(wěn)定，只要高爐冷卻壁不損壞，高爐就能夠正常生產(chǎn)，實(shí)際上高爐生產(chǎn)大部分時(shí)間內(nèi)是靠渣皮來維持的。此外，磚襯脫落進(jìn)入爐缸后，容易引起爐溫、爐渣堿度的異常波動(dòng)，影響爐況的穩(wěn)定順行。5‘59“有效高度Hu28350 mm高徑比Hu/D 高爐耐火材料隨著對(duì)高爐生產(chǎn)了解的日益加深，人們認(rèn)識(shí)到：對(duì)于爐腹及其以上的部位，再厚的內(nèi)襯對(duì)于高爐長壽也沒有多大意義，對(duì)于厚內(nèi)襯的高爐而言，這些部位的內(nèi)襯侵蝕分為兩個(gè)階段，在高爐生產(chǎn)的頭2年內(nèi)，由于內(nèi)襯熱面溫度很高，不易形成牢固的渣皮，加上厚內(nèi)襯磚的支撐作用差，內(nèi)襯侵蝕減落很快，稱為快速侵蝕階段；當(dāng)內(nèi)襯侵蝕到100200mm時(shí)，由于冷卻作用的加強(qiáng)，結(jié)渣掛渣條件得到改善，內(nèi)襯厚度進(jìn)入相對(duì)穩(wěn)定階段。表31 高爐內(nèi)型尺寸表名 稱數(shù) 據(jù)死鐵層深度h02000 mm爐缸高度h14750 mm爐腹高度h23400 mm爐腰高度h31900 mm爐身高度h415700 mm爐喉高度h52400 mm爐缸直徑d10300 mm爐腰直徑D11600 mm爐喉直徑d17900 mm爐腹角α79176。(2)有效高度Hu：Hu = h1+h2+h3+h4+h5= ++++= m(3)高徑比：Hu/D= / = ~,符合要求。=83176。=79176。每個(gè)出鐵口產(chǎn)量為：VU /η/ 2 = 2200 / ()(4)死鐵層深度h0由經(jīng)驗(yàn)公式：h0≥ VU /d2 = 2200/ = m取h0 = m(5)爐缸高度由經(jīng)驗(yàn)公式得 h1 = – = –= m取 h1 = m適當(dāng)提高爐缸高度，能保證風(fēng)口前有足夠的風(fēng)口回旋區(qū)，有利于煤粉的充分燃燒，及改善高爐下部中心焦柱的透氣性，有利于改善氣體動(dòng)力學(xué)條件。風(fēng)口高度hf、hf = hz / kk: 渣口高度與風(fēng)口高度之比，取k = 則hf = bVUη/（N r鐵Ack）= 4 bVUη/（N r鐵πd2ck）=42200（9）= m取hf= ，風(fēng)口安裝尺寸a= m. 爐缸高度 h1= hf + a = += m取風(fēng)口間距s = .則風(fēng)口數(shù)目 f = πd / s= / = 取f = 28則實(shí)際風(fēng)口間距：s= πd / n= / 21= m(3)鐵口設(shè)計(jì)高爐設(shè)2個(gè)出鐵口，即沿圓周方向成180176。渣口高了等于虛設(shè)；渣口低了，小套經(jīng)常燒穿。所采取的經(jīng)驗(yàn)公式為包頭鋼鐵設(shè)計(jì)研究院與青島鋼鐵公司對(duì)國內(nèi)外100多座近代大型和巨型高爐進(jìn)行了分析和統(tǒng)計(jì)計(jì)算后推出的爐型計(jì)算公式[16]。高爐有效容積VU=2200m3設(shè)計(jì)利用系數(shù)η=()則高爐日產(chǎn)鐵量p= VU η=2200=5060t/d在設(shè)計(jì)中主要采取經(jīng)驗(yàn)公式與理論計(jì)算相結(jié)合的方法，并參考了國內(nèi)同級(jí)高爐的內(nèi)型尺寸。對(duì)于常規(guī)高爐而言，最佳操作爐型是高爐投產(chǎn)后24年內(nèi)的實(shí)際爐型，此時(shí)的爐型由于內(nèi)襯大部分已侵蝕，爐腰擴(kuò)大，爐身及爐腹角變小，高爐操作穩(wěn)定、利用系數(shù)高，煤氣利用好。特別是隨著磚壁合一、薄壁內(nèi)襯結(jié)構(gòu)高爐的推廣和普及，人們對(duì)高爐爐型的認(rèn)識(shí)更進(jìn)了一步。第三章 2200m3高爐本體設(shè)計(jì)合理的高爐內(nèi)型是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、低耗、長壽的基本條件之。因此，Vb=(+)/ =(m3)風(fēng)口前燃燒碳量為： Cb==(kg)(5) 理論焦比計(jì)算。在扣除濕分分解耗熱后，鼓風(fēng)帶給高溫區(qū)的熱量為：Qhs2={[( 042()+ 042()]2580}= (kg)（3）高溫區(qū)的熱收入 Qhs=+=(kJ)燃燒每千克碳素的有效熱量： qc= 高溫區(qū)熱支出（1）鐵及合金元素直接還原耗熱：，直接還原度rd=，ri(H2)=，高溫區(qū)直接還原耗熱Qhd1={++12480+53600+62750}=(kJ)（2）碳酸鹽分解耗熱 Qhd2=0(kJ)（3）鐵水帶走熱量Qhd3=（280150）1000=130000=543400（kJ）（4）爐渣帶走的熱量 Qhd4=(420220)=（kJ）（5）煤粉升溫及分解耗熱 Qhd5=（345+250）120=71400=(kJ)（6）高溫區(qū)熱損失Qhd6= =（kJ）將以上結(jié)果列高溫區(qū)熱平衡表，表212表212 高溫區(qū)熱平衡表熱 收 入熱 支 出項(xiàng) 目kJ%項(xiàng) 目kJ%碳素燃燒熱直接還原耗熱鼓風(fēng)有效熱碳酸鹽分解耗熱鐵水帶走熱量爐渣帶走熱量煤粉升溫分解熱高溫區(qū)熱損失總 計(jì)總 計(jì) 理論焦比的計(jì)算由前面計(jì)算可知：鼓風(fēng)溫度為1100℃，鼓風(fēng)濕度=（富氧）噴煤量120 kg硅石用量Φ:渣量U=，進(jìn)渣硫量： kg直接還原度rd =，%()（1） 直接還原耗碳為Cd=CdFe+Cda=+=（kg）（2） 生鐵滲碳Cc=（3） 噴吹燃料碳料Cj=120=（kg）（4） 風(fēng)口前燃燒碳量計(jì)算鼓風(fēng)含氧量O2b= qh=╳2340 =(kJ/m3)qw=()=(kJ/m3)鼓風(fēng)1100℃，界限溫度950℃ kcal/m3，這里未考慮噴吹煤粉用壓縮空氣的影響。℃)) 煤氣中水蒸氣帶走的熱量： ={+（0+）()} =(kJ) (此時(shí)，水蒸氣100℃, m3為還原生成水量)爐塵帶走的熱量：=200 =(kJ)因此，煤氣帶的熱量為： Qd9=++=(kJ) Qd = Qd1+ Qd2 +Qd3 +Qd4 +Qd5 +Qd6 +Qd7 +Qd8 +Qd9 =(kJ)高爐熱損失： Q失=QsQd==(kJ)熱損失所占比例= Q失/ Qs=列平衡表、計(jì)算熱平衡指標(biāo)將上列計(jì)算結(jié)果列成熱平衡表，表211表211熱平衡表熱 收 入熱 支 出項(xiàng) 目kJ%項(xiàng) 目kJ%碳素氧化熱氧化物分解耗熱鼓風(fēng)物理熱脫硫耗熱氫氧化放熱碳酸鹽分解耗熱00成渣熱水分分解耗熱爐料物理熱 00游離水蒸發(fā)耗熱 噴吹物分解耗熱鐵水物理熱爐渣物理熱煤氣帶走熱量熱損失總 計(jì)總 計(jì)高爐有效熱量利用系數(shù) KT=100－（+）=%高爐碳素?zé)崮芾孟禂?shù) KC=+12/（）=% 高溫區(qū)熱平衡計(jì)算以950℃為高溫區(qū)界限溫度，進(jìn)行高溫區(qū)熱平衡計(jì)算。噴吹煤粉用的壓縮空氣數(shù)量很少(大約15～30kg/kg)，這里就不考慮了，因而鼓風(fēng)帶入的物理熱為：Qs2={()+} = (kJ)（3）氫氧化熱及CH4生成熱：氫參加還原生成的水量 H2Or=，生成CH4耗碳CCH4= m3,這兩部分的熱量為：Qs3=(112416/12+3211)=(kJ)（4）成渣熱 Qs4=270{(+)+(+)}=(kJ) （5）因采用冷礦，爐料帶入的物理熱可忽略不計(jì) 因此，以上各項(xiàng)熱收入總計(jì)為： Qs=Qs1＋Qs2＋Qs3＋Qs4 =+++ =(kJ) 熱支出（1）氧化物分解耗熱① 鐵氧化物分解耗熱 礦石以硅酸鐵形態(tài)存在的FeO量為： FeO(硅)=(+)+400+120 =(kg)礦石中以Fe3O4形態(tài)存在的FeO量則為：FeO(磁)=－(+)=(kg)礦石中以Fe3O4形態(tài)存在的Fe2O3量為：Fe2O3(磁)=160/72=(kg)因此，礦石帶入的Fe3O4數(shù)量為：Fe3O4= FeO(磁)+ Fe2O3(磁)=+=(kg)礦石帶入的赤鐵礦數(shù)量為：Fe2O3(赤) ==（kg） 燃燒帶入的FeO量：FeO（燃）=400+120=（kg）進(jìn)渣的FeO量=（kg）需分解的硅酸鐵中的FeO總量為： FeO（硅）=+=（kg）因此，鐵氧化物分解耗熱： =(++) =（kJ)② 其他氧化物分解耗熱 =（+10+736610+854010) =（kJ）氧化物分解耗熱總量Qd1= + =+=（kJ）（2）脫硫耗熱Qd2=19952=(kJ)（3）碳酸鹽分解耗熱 由于加入的是硅石，且硅石中無CO2成分，所以此項(xiàng)為零，既Qd3=0。誤差符合要求。 將上列計(jì)算結(jié)果列表28，求出煤氣（干）總量及煤氣成分。① CH4 VCH4=400+（m3）② H2鼓風(fēng)濕分分解的氫==（m3）燃燒帶入的氫={400（+）+120（+2/18）}（m3）入爐總氫量ΣH2=+=（m3）生成CH4耗氫=2（m3） 設(shè)定有35%的氫參加還原，還原氫量 H2r==（m3）進(jìn)入煤氣的氫量 VH2==（m3）高爐中氫的還原度（假定還原氫均參與浮士體的還原） ==③ CO2 礦石中帶入的CO2=0熔劑分解出的CO2=0焦炭帶入的CO2=400（m3）由爐料共帶入CO2=（m3）高級(jí)氧化鐵還原生成的CO2=(m3)礦石中MnO2還原成MnO生成的CO2=(m3)由FeO還原成Fe生成的CO2=（）（m3）CO的還原度因還原共產(chǎn)生CO2=++=（m3）煤氣中的CO2總量VCO2=+=（m3）④ CO風(fēng)口前燃燒碳生成的CO=（m3）鐵直接還原生成的CO=（m3）其它直接還原生成的CO=（m3）上式三項(xiàng)CO量=++=（m3）焦炭揮發(fā)分帶入的CO=400（m3）扣除間接還原消耗的CO后，進(jìn)入煤氣中的CO總量為VCO=+=（m3）⑤ N2鼓風(fēng)帶入的N2=（）=（m3）焦炭和煤粉帶入的N2={400（+）+120}179。燃料帶入鐵量FefFef =400（56/72+56/88）+12056/72 =（kg）計(jì)算礦石用量A　 =（kg）（2）生鐵成分計(jì)算［Fe］=（+）（%）［P］=（+40062/142）/1000=（%）［Mn］=（%）［C］=100 – =（%）生鐵成分