【正文】 磚號abb1cG123015075G323015013575G234515075G434515012575磚量計算公式 ；。因此應(yīng)選擇抗磨損、抗沖擊以及抗堿金屬蒸汽侵蝕的耐火材料，而且由于該部位是沉積碳適合的400~700℃的溫度范圍，所以本設(shè)計選擇采用高鋁磚。外層保護(hù)磚使用了鋁碳磚。而且這一部位正好是炭對CO2 、CO 、H2O等的反應(yīng)溫度區(qū)范圍，所以不宜使用碳磚。該部位內(nèi)襯破損的主要原因是：堿金屬、鋅蒸汽和沉積碳的侵蝕，初成渣的侵蝕，熱震引起的剝落以及高溫煤氣流的沖刷等。本設(shè)計選擇采用鋁碳磚，因為這種磚的耐火度高、體積密度大而且致密。尤其在開爐后，爐腹部分砌磚很快被侵蝕掉，不久后主要靠渣皮工作。內(nèi)側(cè)磚為230mm厚度的高爐粘土磚作為保護(hù)層。爐缸部位采用目前較為先進(jìn)的“陶瓷杯”技術(shù)。被侵蝕破壞程度決定了高爐大修的關(guān)鍵，過去較長一段時間，大、中型高爐爐底廣泛采用炭磚砌筑。爐襯結(jié)構(gòu)的設(shè)計和材質(zhì)的選擇應(yīng)考慮爐容的大小、冶煉的條件，還應(yīng)考慮各部位工作條件，侵蝕機理，各部位冷卻設(shè)備和冷卻制度等。爐身傾斜角β176。兩個以上鐵口的高爐其出鐵場布置時要考慮鐵口間的夾角不能過小，盡可能均衡分布，還要考慮渣鐵溝不能太長，以減輕爐前的勞動量。2000m3以上高爐均設(shè)兩個或四個鐵口兩個出鐵場，出鐵場布置采用島式或半島式，出鐵場與渣鐵運輸線相垂直。中型高爐一般只有1個鐵口1個出鐵場，場的兩側(cè)或布置有鐵水運輸線和爐渣運輸線，用鐵水罐和渣罐運輸，或一側(cè)布置為鐵水運輸線，用鐵水罐運輸鐵水，另一側(cè)為沖渣溝道，將爐渣沖為水渣。== 校核β：tgβ=2 h4/（D d1）=2（）= 取β=176。、爐喉高度、爐身高度、爐腰高度爐喉直徑 d1/D=～d1== 爐喉高度 選取h5=選取β=176。Vu＝1500＝3450 t 本高爐日產(chǎn)鐵3450t爐缸直徑 d = = = ，～；，一般為24～40；Vu高爐有效容積m3；爐缸高度h1= hf+a =+= m風(fēng)口結(jié)構(gòu)尺寸a=，～ho＝ == 、爐腹角、爐腹高度的計算爐腰直徑 選取D/d=(～)D== 選取α=176。選定ηv＝／m3確定風(fēng)口數(shù)目有以下公式可供參考n=2(d+2)=2(+2)= 取風(fēng)口數(shù)為22個，鐵口中心線到爐底砌磚表面之距離稱死鐵層厚度（ho），它的作用是防止渣鐵，煤氣對爐底的沖涮，穩(wěn)定渣鐵溫度，中小型高爐 ho取值450～600mm，大高爐為1000mm以上，由于冶煉不斷強化，增加死鐵層厚度，以便有效保護(hù)爐底至關(guān)重要。風(fēng)口數(shù)目主要取決于爐容大小，與爐缸直徑成正比，還與預(yù)定的冶煉強度有關(guān)。鐵口高度的計算 =N－晝夜出鐵次數(shù) 本設(shè)計中取N=10；r－鐵水密度, t/m3；A－爐缸截面積m2；η－高爐利用系數(shù) ； 渣口與鐵口中心線的距離稱為渣口的高度，在本設(shè)計中不設(shè)渣口，由于設(shè)計的需要，假設(shè)渣口存在。在本設(shè)計過程中出鐵口設(shè)置4個。圖31 高爐內(nèi)型各部分尺寸的表示方法d爐缸直徑；D爐腰直徑；d爐喉直徑；do大鐘直徑；hf鐵口中心線至風(fēng)口中心線距離；hi鐵口中心線至渣口中心線距離；Vi高爐內(nèi)容積；VW高爐工作容積；VO高爐有效容積；Hu高爐有效高度；h1爐缸高度；h2爐腹高度；h3爐腰高度；h4爐身高度；h5爐喉高度；h6爐頂法蘭盤至大鐘下降位置底面(無鐘頂旋轉(zhuǎn)溜槽垂直位置底端)即零料線(中)的高度；ho死鐵層高度；α爐腹角；β爐身角；L1鐵口中心線；L2渣口中心線；L3風(fēng)口中心線；L4(零料線)大鐘下降位置底面以下1000mm(日)或915mm(美)的水平面；單位：直徑、高度、距離均為mm體積均為m3鐵口位于爐缸下水平面，鐵口的數(shù)目依爐容或產(chǎn)量而定，一般1000m3以下的高爐設(shè)置一個鐵口，對于1000m3以上的高爐設(shè)置2～4個鐵口。爐缸爐腰和爐喉為圓柱形，爐腹和爐身為錐臺形。列高溫區(qū)熱平衡表（表214） 表214 高溫區(qū)熱平衡表熱收入熱支出項目kJ％項目kJ％碳素燃燒熱直接還原耗熱鼓風(fēng)有效熱鐵水帶走熱量爐渣帶走熱量煤粉升溫分解熱298452高溫區(qū)熱損失總 計總 計由以上設(shè)計過程獲得的已知量是熱風(fēng)溫度T=1100℃；鼓風(fēng)濕度φ=；噴煤量120kg渣量U=392kg；R=；；rd=；；焦炭含碳量CK=%；η=；直接還原耗碳計算Cd=CdFe+Cda =+ =生鐵滲碳Cc=10= 噴吹燃料碳量Cj=MCM==120=風(fēng)口前燃燒碳量計算O2b=+=qh=2340=qw=()= kJ/m3鼓風(fēng)濕度分解出氫參加浮氏體還原，每立方米鼓風(fēng)氫之還原耗熱qf== kJ/m3因此每立方鼓風(fēng)給高溫區(qū)的綜合熱量是q=qh+qwqf=+= 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+12480+62750+120（+2）}={130000+210392+595120+3001000}=每噸生鐵鼓風(fēng)量：Vb= QdFe+Qh其他/ qh+qwqf=（+）/=風(fēng)口前燃燒碳量則為：Cb==理論焦比的計算： 取生成CH4的碳量α= ，則焦比為K=Cd+Cb+CcCj/{Ck(1α)} =(++)/（）=相對誤差（）/400=%，符合計算要求。噴吹煤粉的壓縮空氣的影響不予考慮。噴吹煤粉用的壓縮空氣不計，鼓風(fēng)帶入的物理熱為Qs2=｛（1－）＋｝ = kJ⑶氫氧化熱及CH4生成熱氫參加還原生成的水量H2Or= kg，生成CH4耗碳CCH4= kg，這兩部分熱量為Qs3=（3211＋112416／12） = kJ⑷成渣熱Qs4=270｛（＋）＋（＋）｝ = kJ⑸因采用冷礦，爐料帶入物理熱可忽略不計以上各項收入總計為Qs=＋＋＋= kJ⑴氧化物分解耗熱①鐵氧化物分解耗熱：燒結(jié)礦和球團(tuán)礦中以硅酸鐵形態(tài)存在的FeO量為：FeO(硅)=（＋）=以Fe3O4形態(tài)存在的FeO量為：FeO（磁）=－ = kg以Fe3O4形態(tài)存在的Fe2O3量為：Fe2O3（磁）=160／72= kg礦石帶入的Fe3O4量為：Fe3O4=＋= kg礦石帶入的赤鐵礦量為：Fe2O3（赤）=－ = kg燃料帶入的FeO量為：FeO（燃）=400＋120 = kg進(jìn)入渣中的FeO量為 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 =（＋＋） = kJ②其它氧化物分解耗熱錳氧化物分解耗熱 Q分解（Mn）=（＋10+10+854010） =氧化物分解耗熱總量為 Qd1=＋= kJ⑵脫硫耗熱 Qd2=1995= KJ⑶水分解耗熱 Qd3=（2580＋3211120） = kJ⑷游離水蒸發(fā)耗熱 Qd4={620+(620+79) }= kJ⑸噴吹煤粉分解耗熱 Qd5=250120=125400kJ⑹鐵水帶走熱量 Qd6=2801000=1170400 kJ⑺爐渣帶走的熱量 Qd7=420= kJ⑻煤氣帶走熱量當(dāng)爐頂溫度為200℃時，查表可知各氣體組分熱焓（ kJ／m3）（見表212）表212 氣體熱焓表CO2COH2CH4N2H2O干煤氣帶走的熱量 =（＋＋＋） =煤氣中水蒸氣帶走熱量 =｛＋／18（－36）｝ = kJ爐塵帶走熱量 =200= kJ因此，煤氣帶走熱量為、Qd8=＋＋ = kJ⑼熱損失上列8項熱支出總和為Qd= Qd1＋Qd2＋Qd3＋…＋Qd8 =＋＋＋＋125400＋1170400＋＋ = kJ高爐熱損失 Q失=Qs－Qd=－ = kJ熱損失所占比例=／=％將上列計算結(jié)果列成熱平衡表（表213）表213 熱平衡表熱收入項目kcalkJ％總計續(xù)表 213 熱平衡表熱支出項目kcalkJ％1氧化物分解耗熱125400總計高爐有效利用系數(shù) KT=100－（＋）=％高爐碳素?zé)崮芾孟禂?shù)KC=／（7980）=％以950℃為高溫區(qū)界限溫度，進(jìn)行高溫區(qū)熱平衡計算。表211 物料平衡表物料收入物料支出項目數(shù)量（kg）項目數(shù)量（kg）礦石生鐵焦炭爐渣煤粉120煤氣硅石煤氣中水鼓風(fēng)爐塵總計總計物料平衡誤差:絕對誤差==相對誤差=／=﹤％全爐熱平衡計算包括熱收入計算和熱支出計算。按鼓風(fēng)濕度的轉(zhuǎn)換公式，鼓風(fēng)濕度應(yīng)為φ==（%）假定1%與氫氣反應(yīng)生成甲烷。對于煉鐵設(shè)計的工藝計算，直接還原度rd及氫的利用率等指標(biāo)是已知的，它們在前面已經(jīng)給出。表28生鐵成分表項目FeSiMnPSC∑比例100礦石、燃料帶入的CaO量=+400+120= kg礦石、燃料帶入的SiO2量（要扣除還原Si消耗的）=+400+1200. 560／28= kg爐料中的CaO較多，需要配加酸性熔劑硅石，硅石用量如下：=（）/（）= kg爐料帶入的各種爐渣組分的數(shù)量為∑CaO=+= kg∑SiO2=+= kg∑Mg0=+400+120+ = kg∑Al2O3=+400+130+ = kg渣中MnO量=71／55= kg渣中FeO量=1072／（56）= kg渣中K2O量== kg渣中Na2O量==渣中RexOy量== kg渣中F量==每噸生鐵爐料帶入的硫量（硫負(fù)荷）∑S=＋400＋120= kg進(jìn)入生鐵的硫量=10= kg進(jìn)入煤氣的硫量==進(jìn)入渣中的硫量== kg爐渣組成列入表29。表25 原料成分表(％)成分TFeMnPSFFeOFe2O3燒結(jié)礦球團(tuán)礦生礦硅石石灰石混合礦續(xù)表25 原料成分表(％)成分CaOMgOSi02Al2O3MnOMnO2P2O5燒結(jié)礦球團(tuán)礦生礦硅石石灰石混合礦續(xù)表25 原料成分表(％)成分FeSFeS2RexOyCO2CaF2K2ONa2O∑燒結(jié)礦100球團(tuán)礦100生礦100硅石100石灰石100混合礦100。按照平衡計算公式 Ni′=Ni／∑100％FeO=／=Fe2O3=／=同理可求出其它各項平衡后含量。本設(shè)計中高爐采用包頭原料（燒結(jié)礦，球團(tuán)礦，澳礦，三種礦的配比為燒結(jié)礦：球團(tuán)礦：澳礦=75: 15: 10）冶煉。表24 元素在生鐵爐渣煤氣中的分配率項目FeMnPS生鐵爐渣0煤氣000在進(jìn)行煉鐵計算時，需要用到完整的物料化學(xué)成分，但是現(xiàn)場給出的成分往往不是完整的。⑻高爐有效利用系數(shù) ηv=。⑹熱風(fēng)濕度為1100℃。⑷選取鐵的直接還原度rd=，氫的利用率35％。⑵煉鐵焦