【正文】 選用G2和G4配合進(jìn)行砌筑爐腰部位的外徑為D=13300mm此圈總磚數(shù)為：n=πD/b =（13300+3452）/150 =293塊又有nG4=87塊 nG2=29387=206塊所以此部位耐火磚的層數(shù)為：2400/（75+1）=32層 磚縫1mm 爐身部位砌筑爐身部位同樣采用薄墻體，這樣設(shè)計的爐身結(jié)實，不僅砌磚薄，而且鑲磚冷卻壁排列緊密，冷卻均勻，腐蝕深度小，腐蝕后爐型線與設(shè)計爐型變化較小，有利于爐料下降和煤氣流的合理分布。一般砌磚厚度為345mm選用一圈G2和G4配合的耐火磚。膠泥和填料[23]。針對高爐各部位冶煉狀態(tài), 爐襯耐材破損機(jī)理, 采用不同類型、性能、牌號的高導(dǎo)熱微孔碳磚、超微孔碳磚。 28 個風(fēng)口采用復(fù)合棕剛玉大塊組合磚。爐缸內(nèi)側(cè)陶瓷杯總高度5804mm, 采用低導(dǎo)熱、高荷軟、耐侵蝕、抗沖刷的莫來石棕剛預(yù)制異型大磚4～5 層,。第9～21層環(huán)形鋁碳磚內(nèi)側(cè)熱面。爐底厚度2 800 mm, 其中包括滿鋪碳磚8層。 爐襯砌筑。爐喉部分承受煤氣流沖刷、爐料的摩擦外，還承受裝料是溫度急劇波動的影響，有時收到爐料的直接沖擊。 爐身上部及爐喉部位爐身上部溫度較低，內(nèi)襯破損的主要原因是：爐料在下降過程中對爐襯的機(jī)械沖刷和磨損、煤氣流在上升過程中的沖刷及堿金屬、鋅蒸氣和沉積碳的化學(xué)侵蝕等。爐身中部無渣區(qū)選用鋁炭磚。這一區(qū)域選用耐火磚的原則是具有抗?fàn)t渣侵蝕性能好，抗堿性侵蝕較好，導(dǎo)熱系數(shù)較高，同時強(qiáng)度要高。爐底下端為冷卻水系統(tǒng)[22]。高爐陶瓷杯爐缸爐底結(jié)構(gòu)是在爐底炭磚和爐缸炭磚的內(nèi)緣，砌筑一層高鋁質(zhì)杯狀剛玉砌體層，其具有明顯的優(yōu)越性。所以該部位內(nèi)襯的耐火材料應(yīng)可以抵御渣鐵水的侵蝕流動沖刷、堿金屬的侵蝕、熱應(yīng)力的破壞，以及COOH2O的氧化等。爐襯結(jié)構(gòu)設(shè)計和材質(zhì)選擇時應(yīng)考慮到爐容大小，冶煉條件，還應(yīng)考慮各部位工作條件，侵蝕機(jī)理，各部位冷卻設(shè)備型式及冷卻制度等等。58′48″爐身傾角α83176。d12h4D2h2d205′＝取h4＝校核α： tgα＝2h4/（D－d1） ＝2（－） ＝則α＝＝83176。58′48″ 爐喉直徑d1，爐喉高度h5，爐身角α，爐身高度h4，爐腰高度 h3選取d1/D＝則d1＝＝取d1＝選取β＝83176。 則h2＝（D－d）tgβ ＝（－）tg80176。第三章 高爐內(nèi)型設(shè)計本設(shè)計的選定基本條件有Vu=3200m3 ηv＝(m3）鼓風(fēng)中濕風(fēng)分解出的氫參加浮氏體還原，每立方米鼓風(fēng)氫還原耗熱為：qf==因此，每立方米鼓風(fēng)給高溫區(qū)的綜合熱量是：q= qh+ qw－qf=＋－= KJ/m3鐵的直接還原耗熱：QdFe=6491= 高溫區(qū)其他因素耗熱：Qh其他={53600[Si] ＋12480[Mn] ＋32570[P] ＋H2j＋ ＋（130000＋210U）＋595M＋1000ZoCK/ηV}式中H2j：每噸生鐵由噴吹燃料帶入的氫量，m3其計算式為 H2j=M（H2M＋2H2OM/18）（這里取Z0=300 kcal/kgC，高溫區(qū)域熱損失為全爐熱損失的80%。150KJ/m3) Qhd3=（280150）1000=543920 KJ（4）爐渣帶走的熱量： Qhd4=(420220)= KJ（5）煤粉升溫及分解耗熱：（煤粉在950176。1. 高溫區(qū)熱收入（1）碳素在風(fēng)口前燃燒放出的熱量Qhs1Qhs1 = Qs1=（2）鼓風(fēng)帶入的有效凈熱量 已知Vb= m3，ψ = 風(fēng)中濕分VH2O== m3 風(fēng)溫1200℃時，,，在界限溫度 時，噴吹煤粉的壓縮空氣的影響不予考慮。（kcal/kg） 氣體組分熱焓表CH4H2COCO2N2H2O干煤氣帶走熱量Qd9′=∑C氣V氣 =（＋＋＋ ＋）　　　　　　　　 =煤氣中水蒸氣帶走熱量Qd9″=∑ΔC水C水={＋（0＋）（－）/18} = KJ （水蒸氣100℃，）煙塵帶走熱量Qd9′′′=200= KJ因此煤氣帶走熱量Qd9= Qd9′ ＋Qd9″ ＋Qd9′′′　　　　　　　　　　=＋＋　　　　　　　　　　= （10）熱損失上列9項熱支出總耗為Qd=Qd1＋Qd2＋.... ＋Qd9=高爐熱損失ΔQ=QS－Qd=－= KJ熱損失所占比例ΔQ/QS=100%=%高爐有效熱量利用系數(shù)KT=1－%－%=%高爐碳素?zé)崮芾孟禂?shù)：，相當(dāng)于氧化生成CO2的碳量是Co（CO2）=12/=KC=[2340CO＋5640Co（CO2）]/（7980CO） =＋Co（CO2）/CO　=＋　=%。進(jìn)入渣中的FeO渣= Kg需分解的硅酸鐵中的FeO總量為FeO硅= FeO′硅＋FeO燃－FeO渣=＋－= Kg( FeO′硅=(＋) = Kg礦石中以Fe3O4形態(tài)存在的FeO量FeO磁=A（FeOA－aFeOa） ={－（＋﹚}= Kg其中a：爐料中人造富礦配比FeOa：燒結(jié)礦（包括球團(tuán)礦）中FeO含量FeOA：混合礦中的Fe含量礦石中以Fe3O4形態(tài)存在的Fe2O3量為：Fe2O3磁= FeO磁160/72=160/72= Kg礦石中Fe3O4= FeO磁＋Fe2O3磁=＋= Kg礦石中自由Fe2O3數(shù)量Fe2O3赤=AFe2O3A－Fe2O3磁 =－ =1000Kg依據(jù)1kg鐵氧化物分解熱，即可算出總的分解熱。 因此，以上各項熱收入總計為： Qs=Qs1＋Qs2＋Qs3＋Qs4＋Qs5 =＋＋＋+ =2．熱支出 （1）鐵及其他元素還原消耗①鐵還原消耗已知rd=，ri（H2）=，ri（CO）=，F(xiàn)er= Kg燃料帶入的FeO量 FeO燃=KFeOK＋MFeOM =420＋110 =設(shè)焦炭和煤粉中的FeO以硅酸鐵形態(tài)存在，燒結(jié)礦中的FeO有20%以硅酸 鐵形態(tài)存在，其余以Fe3O4硅酸鐵形態(tài)存在。 高爐熱平衡計算 全爐熱平衡 —化學(xué)熱卡變焦耳的換算系數(shù)，1kgC完全燃燒放熱7880kcal，不完全燃燒放熱 　　　　　 2340kcal 。 （1）計算鼓風(fēng)量質(zhì)量： 1m3鼓風(fēng)量質(zhì)量：（32+28+18）/= kg/m3 全部鼓風(fēng)量質(zhì)量：= （2）計算煤氣的質(zhì)量： 1m3鼓風(fēng)量質(zhì)量：（44+28+2+16+28） /= 全部煤氣質(zhì)量：= （3）計算水分質(zhì)量： 焦炭和煤粉帶入的水分質(zhì)量：420+110= H2還原生成的水分：18/= 總計水分質(zhì)量：+= （4）.考慮爐料的機(jī)械損失后實際入爐量： 礦石量＝＝ Kg 焦炭量＝420（1－）＝ Kg 硅石量＝ ＝ 因此，機(jī)械損失（含爐塵）量為：＝（－）+（－）+（－）＝ 　 注：K/（1－H2OK）＝420/()= 　 ，計算物料平衡誤差。 （1）CH4體積： 由燃燒碳素生成的CH4量： 焦炭揮發(fā)分含CH4量：420 進(jìn)入煤氣的CH4量：+= （2）H2體積： 由鼓風(fēng)中水分分解出的H2量：= 炭揮發(fā)分及有機(jī)物中的含H2量：420（+） 煤粉分解出的H2量：110（+） 入爐總H2量：++= 在噴嘴條件下， 5范圍（—）， 即：= 生成CH4的H2量：2= 進(jìn)入煤氣的H2量：= 高爐中氫的還原度（假定還原氫均參與浮氏體的還原） ri(H2)＝H2r56/﹙[Fe] 1000﹚＝56/﹙1000﹚＝ （3）CO2 體積： 由礦石中帶入的CO2 體積 0 m3 熔劑(硅石)分解出的CO2體積 0 m3 焦炭帶入的CO2體積，VCO2＝420＝ m3 由爐料共帶入VCO2＝ 高級氧化鐵還原生成的CO2體積： VCO2＝AFe2O3A＝＝ m3 礦石中MnO2還原成MnO生成的CO2體積： VCO2＝AMnO2＝87/103＝ 由FeO還原成Fe生成的CO2體積： VCO2＝1000[Fe] ﹙1－rd－ri﹙H2﹚﹚ ＝1000 （）＝ 另外，H2還參加還原反應(yīng)，即相當(dāng)于同體積的CO參加反應(yīng)，所以，CO2生成 　　　 總計間接還原生成的CO2量：++= 石灰石分解出來的CO2量： 煤氣中的CO2總量VCO2＝++＝ (4) CO體積： 風(fēng)口前燃燒碳生成的CO量：VCO＝Cb＝＝ 各種元素直接還原生成的CO量：VCO＝Cd＝＝ 焦炭揮發(fā)分中的CO量：420 間接還原消耗的CO量： 則煤氣中總CO量：++= (5) N2體積： 鼓風(fēng)帶入的N2量＝VbN2b（1ψ）＝﹙1－－﹚（） ＝ 焦炭帶入的N2量：420（+） 煤粉帶入的N2量：110 煤氣中N2量：++= 將上列計算結(jié)果列表，求出煤氣（干）總量及煤氣成分。 焦炭帶入固定碳量： 煤粉帶入固定碳量： 共計燃料量：+= 生成CH4的碳量：= 熔于生鐵的碳量：1000= 還原Mn消耗的碳量：100012 /55= 還原Si消耗的碳量：100024/28= 還原P消耗的碳量：100060/62= 還原Fe消耗的碳量：100012/56= 其他因素直接還原耗碳量：++= 直接還原消耗的碳量：Cd=+++= 每屯生鐵的氧化碳量：== 風(fēng)口前燃燒的碳量：Cb== 風(fēng)口前燃燒的碳量占爐總碳量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：100%=% 2 、根據(jù)碳平衡計算風(fēng)量。 礦石量A帶入的CaO量：= 焦炭帶入的CaO量： 煤粉帶入的CaO量： 共帶入的CaO量：++= 礦石量A帶入的Si02量： 焦炭帶入的Si02量： 煤粉帶入的Si02量： 還原Si消耗的Si02量： 共帶入的Si02量：++= 由計算可見Si02量小于CaO量，故原料中加入作為Si02溶劑。2. 3. 冶煉制鋼生鐵，規(guī)定生鐵成分[Si]＝%，[S]＝%4. 煉鐵焦比K＝420 Kg/t，煤比M＝110Kg/t5. 規(guī)定爐渣堿度R＝CaO/ SiO2＝6. 元素在生鐵、7. 選取鐵的直接還原度rd＝（—），氫的利用率ηH2＝（—）8. g/m39. 鼓風(fēng)濕度為ψ＝＝，%10. 富氧率=11. 熱風(fēng)濕度為1200℃表 原料成分表（%）項目TFeMnPSFeOFe2O3CaO燒結(jié)礦球團(tuán)礦生礦硅礦0000石灰石0000混合礦續(xù)表項目MgOSiO2Al2O3MnOMnO2P2O5FeS燒結(jié)礦0球團(tuán)礦0生礦00硅礦0000石灰石000混合礦續(xù)表項目RxOyCO2CaF2K2ONa2O∑n燒結(jié)礦0100球團(tuán)礦0100生礦000100硅礦00000100石灰石0000100混合礦0100　　對于生礦，補齊平衡計算后∑n＝（其中含有結(jié)晶水）對于混合礦，補齊平衡后∑n＝%表 元素在生鐵爐渣煤氣中的分配率項目FeKMnNaPS生鐵爐渣0煤氣000002. 配料計算以1t生鐵作為計算單位，進(jìn)行計算如下：（1） 根據(jù)鐵平衡求鐵礦石需要量。88＝）表 煤粉成分表（%）CHONSH2O續(xù)表灰分（%）SiO2Al2O3CaOMgOFeO合計1. 原料成分：采用燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、生礦冶煉。①工藝設(shè)備簡單，占地面積?。虎诳梢蕴幚砗F量小于40％的熔渣；③耗水量小，渣水比為1:1 圖拉法水淬渣工藝流程圖 根據(jù)上述對文獻(xiàn)資料的總結(jié)分析，按照高爐設(shè)計先進(jìn)、合理、可行、經(jīng)濟(jì)的原則，本設(shè)計擬采用如下方案：采用陶瓷杯爐底爐缸；出鐵場