【正文】 分組成。 并罐式無鐘爐頂裝料設(shè)備圖41并罐式無鐘爐頂裝置示意圖1— 動受料漏斗 ； 2—上封密閥； 3—均壓發(fā)散系統(tǒng)； 4—稱量料罐； 5—料罐稱量； 6—截流閥； 7—下密封閥； 8—眼鏡閥； 9—中心喉管； 10—?dú)饷芟洌?1— 氣密箱冷卻系統(tǒng)； 12—旋轉(zhuǎn)溜槽； 13—溜槽更換轉(zhuǎn)換。本設(shè)計的上料過程通過自動化完成，應(yīng)用兩級自動化控制實(shí)現(xiàn)高爐的自動化控制。4 爐頂裝料制度 整個系統(tǒng)共包括原燃料、槽下配料、五鐘爐頂、熱風(fēng)爐、凈環(huán)、濁環(huán)、渣處理、TRT子系統(tǒng)。如果過小，基礎(chǔ)面積將過大，厚度也增加，使基礎(chǔ)過于龐大。基敦斷面為圓形，直徑與爐底相同，~，設(shè)計上?？梢岳没馗叨日{(diào)節(jié)鐵口標(biāo)高。過去由于沒有耐熱混凝土基敦和風(fēng)冷爐底設(shè)施；爐底破壞損到一定程度后，常引起基礎(chǔ)破壞，甚至爆炸。（2）具有一定的耐熱能力。高爐基礎(chǔ)下沉引起高爐鋼結(jié)構(gòu)變形，管路破裂；不均勻下沉將引起高爐傾斜，破壞爐頂正常布料，嚴(yán)重時不能正常生產(chǎn)。高爐基礎(chǔ)由埋在地下的基座和地面上的基敦組成。2）風(fēng)口直徑，根據(jù)風(fēng)速計算：d=4pv/24 3600 N（3）熱風(fēng)圍管為了不影響爐前作業(yè)，熱風(fēng)圍管都采用吊掛式。有“工”字?jǐn)嗝?，也有圓形斷面，圓筒內(nèi)灌以混凝土。爐殼開口處需補(bǔ)焊加強(qiáng)板，從這一點(diǎn)考慮，應(yīng)采用插入式冷卻板，對爐殼強(qiáng)度損傷大，而冷卻壁則小。折點(diǎn)和開孔應(yīng)避開在同一截面。存在著轉(zhuǎn)折點(diǎn)，轉(zhuǎn)折點(diǎn)有減弱強(qiáng)度的作用。因此，爐殼必須有一定的強(qiáng)度。由于取消了爐缸支柱，風(fēng)口平臺寬敞，爐前操作方便。爐頂框架、上料系統(tǒng)作用在爐頂框架上，傳遞到基礎(chǔ)；裝料設(shè)備和煤氣上升管等載荷，由爐殼傳遞至基礎(chǔ)。多年實(shí)踐的結(jié)果，目前高爐本體鋼結(jié)構(gòu)有大框架和爐缸支柱式、爐缸支柱式、爐缸爐身支柱式、爐體框架式、自主式。（6）合理設(shè)置走梯、過橋和平臺，方便操作，安全可靠。主要載荷包括：工作中的凈載荷、動載荷、事故載荷（例如崩料、坐料引起的載荷），檢修、安裝時的附加載荷，以及外載荷（風(fēng)載、地震等）。（3）運(yùn)動裝置運(yùn)動軌跡周圍，應(yīng)留下有足夠的凈空尺寸，并且要考慮到安裝允許的誤差和受理變形等因素。設(shè)計高爐鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮的主要因素是：（1）高爐是龐大的豎爐，設(shè)備層層疊疊，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計必須考慮各種設(shè)備安裝、檢修、更換的可能性；要考慮到大型設(shè)備的運(yùn)進(jìn)運(yùn)出，吊上吊下，臨時停放等可能性和方便。 高爐鋼結(jié)構(gòu)高爐鋼結(jié)構(gòu)包括：爐殼，支柱和框架，爐腰托盤，爐頂平臺，斜橋，熱風(fēng)爐及其送風(fēng)系統(tǒng)管道，除塵器及其煤氣系統(tǒng)管道，以及走梯、過橋、平臺等。微型冷卻器、冷卻壁水管再造等冷卻壁修復(fù)技術(shù)也日漸成熟。我國高爐爐體快速修補(bǔ)技術(shù)已經(jīng)得到推廣應(yīng)用。應(yīng)該指出，高爐爐役末期，采用含軟物料護(hù)爐是延長高爐壽命的主要技術(shù)措施，但由于采用爐缸爐底內(nèi)襯結(jié)構(gòu)的不同，開始護(hù)爐的時間也存在差異。（8）爐體維護(hù)技術(shù)用含軟物料護(hù)爐，是由于在高溫條件下還原生成的TIC、TIN或Ti（C、N）等高熔點(diǎn)化合物，沉積在爐缸爐底，對其形成保護(hù)層。通過對冷卻水流量、溫度、壓力的檢測，可以計算得出熱流強(qiáng)度、熱負(fù)荷等參數(shù)，而且還可以監(jiān)控冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。爐缸爐底溫度在線監(jiān)控已成為監(jiān)控爐缸爐底侵蝕狀態(tài)的重要手段，也是建立爐缸爐底內(nèi)襯侵蝕數(shù)學(xué)模型所必要的條件。爐喉采用爐喉鋼磚。爐腰和爐身中下部受高溫煤氣流沖刷和熱沖擊，化學(xué)侵蝕，要采用導(dǎo)熱性好，高溫耐磨，抗侵蝕性能好的耐火材料，選用燒成鋁碳磚并加強(qiáng)冷卻。本實(shí)用新型將導(dǎo)熱法和耐火材料法融為一體，采用熱壓碳磚—陶瓷杯組合爐缸爐底內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，爐底滿鋪大塊碳磚，其上部中心區(qū)域砌筑莫名磚，周邊區(qū)域砌筑熱壓碳磚；爐缸壁內(nèi)側(cè)由棕剛玉預(yù)制塊，外側(cè)由熱壓碳磚及大塊碳磚構(gòu)成，該爐缸爐底組合內(nèi)側(cè)能夠滿足高爐長壽的要求，其壽命達(dá)到或超過15年，經(jīng)濟(jì)效益顯著陶瓷杯爐底爐缸有高的荷重軟化溫度和較強(qiáng)的抗侵蝕性能和低導(dǎo)熱性，使其溫度等溫線集中在剛玉和莫來石爐襯中，碳磚的高導(dǎo)熱性又可將熱量很快傳出去，達(dá)到保護(hù)爐底的目的。（6）耐火材料高爐各個部位由于所處環(huán)境不同，選擇的耐火材料也不同。這種磚壁一體化的冷卻器是在第四代冷卻壁的基礎(chǔ)上優(yōu)化演變而來的，其內(nèi)襯厚度僅為150~250Inln。我國已有數(shù)座大型高爐采用了磚壁一體化的薄壁內(nèi)襯技術(shù)。（5）薄壁內(nèi)襯，磚壁一體化高爐爐體破損機(jī)理的研究，使人們更加清楚地了解了高爐內(nèi)襯和冷卻器的工作條件；現(xiàn)代傳熱學(xué)理論的研究和運(yùn)用，已將人們從傳統(tǒng)的思維困惑中解脫出來，形成現(xiàn)代高爐長壽設(shè)計的基本理驗，薄壁內(nèi)襯技術(shù)就是在此條件下應(yīng)運(yùn)而生。近年來，我國高爐軟水密閉循環(huán)冷卻技術(shù)進(jìn)行了許多優(yōu)化和改進(jìn)：①根據(jù)冷卻器的工作特點(diǎn)，分系統(tǒng)強(qiáng)化冷卻，單獨(dú)供水；②根據(jù)高爐不同部位的熱負(fù)荷情況，在垂直方向上分段冷卻，如爐缸、爐底設(shè)為一個冷卻單元，爐腰、爐腹和爐身下部設(shè)為一個冷卻單元；③為便于系統(tǒng)操作和檢漏，采用圓周分區(qū)冷卻方式，在高爐圓周方向分為4個冷卻區(qū)間；④軟水串聯(lián)冷卻，軟水經(jīng)爐底、冷卻壁后，分流一部分升壓再冷卻風(fēng)口、熱風(fēng)閥等。軟水密閉循環(huán)冷卻技術(shù)使冷卻水質(zhì)得到了極大改善，解決了冷卻水管結(jié)垢的致命問題，為高效冷卻器充分發(fā)揮作用提供了技術(shù)保障。（4）軟水密閉循環(huán)冷卻技術(shù)高爐冷卻系統(tǒng)對于高爐正常生產(chǎn)和長壽至關(guān)重要。此外，在高爐爐缸（特別是鐵口區(qū)）使用銅冷卻壁也將會取得良好的應(yīng)用效果。銅冷卻壁是高爐長壽的關(guān)鍵技術(shù)之一，銅冷卻壁的應(yīng)用使高爐在不中修的條件下，壽命可達(dá)15~20年成為可能。目前我國已經(jīng)研制出多種不同形式的銅冷卻壁，有軋制銅板鉆孔銅冷卻壁、銅管鑄造銅冷卻壁、NiCu合金管鑄造銅冷卻壁、鑄造坯鍛壓鉆孔銅冷卻壁和連鑄銅冷卻壁等。實(shí)踐證明，銅冷卻壁是一種無過熱冷卻器，使用壽命可達(dá)20~30年。采用銅冷卻壁的技術(shù)原理是依靠銅冷卻壁優(yōu)異的導(dǎo)熱性、抗熱震性和耐高熱流沖擊性，在其熱面能夠形成比較穩(wěn)定的保護(hù)性渣皮。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國用國產(chǎn)銅冷卻已改造中在首鋼2號高爐1726m3上試用，取得了顯著的應(yīng)用效果。我國對銅冷卻壁的研究始于20世紀(jì)90年代中期。（3）銅冷卻壁20世紀(jì)70年代末期，德國GHH公司和蒂森公司合作率先在高爐上應(yīng)用了銅冷卻壁，取得了令人滿意的效果。隨著微孔碳磚、超微孔碳磚的相繼問世，大塊碳磚綜合爐底技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展，但采用此種結(jié)構(gòu)的爐缸爐底須長期進(jìn)行維護(hù)操作。這兩種設(shè)計體系組合在一起也不失為一種合理的選擇。陶瓷杯法則是在大塊碳磚的熱面采用低導(dǎo)熱的陶瓷質(zhì)材料，形成一個杯狀的陶瓷內(nèi)襯，即所謂“陶瓷杯”，其目的是將11500C等溫線控制在陶瓷層中。即通過控制11500C等溫線在爐缸爐底的分布，使碳磚盡量避開800~11000C脆變溫度區(qū)間。日本大塊碳磚法綜合爐底技術(shù)在寶鋼、武鋼等企業(yè)的大型高爐上也取得廠長壽實(shí)績。通過技術(shù)引進(jìn)和消化吸收，我國大型高爐爐缸爐底內(nèi)襯設(shè)計結(jié)構(gòu)和耐火材料應(yīng)用已達(dá)到國際先進(jìn)水平?，F(xiàn)代大型高爐爐腹角一般在800度以內(nèi)。這樣可以減輕出鐵時在鐵口區(qū)附近形成的鐵水渦流，延長鐵口區(qū)爐缸內(nèi)襯的壽命。3）加深鐵口深度是高爐渣鐵排放的通道，鐵口區(qū)的維護(hù)十分重要。適當(dāng)加高爐缸高度，不僅有利于煤粉在風(fēng)口前的燃燒，而且還可以增加爐缸容積，以滿足高效化生產(chǎn)條件下的渣鐵存儲，減少在強(qiáng)化冶煉條件下出現(xiàn)的爐缸“憋瘋”的可能性。理論研究和實(shí)踐表明，死鐵層深度一般為爐缸直徑的15%~20%。加深死鐵層深度，是抑制爐缸“象腳狀”異常侵蝕的有效措施。 高爐爐襯（1）優(yōu)化高爐型我國煉鐵工作者歷來重視高爐爐型設(shè)計，通過研究總結(jié)高爐破損機(jī)理和高爐反應(yīng)機(jī)理，優(yōu)化高爐爐型設(shè)計的基本理驗已經(jīng)形成。=(m)（4）爐喉直徑取d1/D===（m）取d1=(m) 取爐喉高度h5=.（5）爐身高度：取β=176。取風(fēng)口與渣口中心線的高度差為a=.. 安裝風(fēng)口的結(jié)構(gòu)尺寸b==hz+a+b=++=取死鐵層厚度為h0= .. 則風(fēng)口數(shù)f==（個）取28個（2）爐腰直徑：取D/d= 則D=（m）（3）爐腹高度:取α=80.176。d)] 每座高爐日產(chǎn)量P=5000000/（3552）=7042(t) 每座高爐容積Vu==2817(m3)現(xiàn)代高爐爐型的發(fā)展趨勢是矮胖型、擴(kuò)大爐缸體積、縮短爐身長度，降低HU/D值，縮小爐身角。設(shè)計年產(chǎn)煉鋼生鐵量Q=500萬噸的高爐車間。高爐爐型要適應(yīng)原燃料條件的要求，保證冶煉過程的順行。 高爐是豎爐，高爐內(nèi)部工作空間的形狀稱為高爐爐型和高爐內(nèi)型。高爐的大小以高爐有效容積和高爐坐數(shù)表明高爐車間的規(guī)模，高爐爐型設(shè)計是高爐本體設(shè)計的基礎(chǔ)。要進(jìn)一步提高熱量有效利用系數(shù)，需降低爐頂煤氣溫度和外部熱損失，如增加產(chǎn)量等措施是積極有效的。 表211 熱平衡表熱收入熱量/KJ比例/%熱支出熱量/KJ比例/%碳素氧化放熱熱風(fēng)帶的熱氫氧化放熱甲烷生成熱物料物理熱氧化物分解脫硫水分解游離水蒸發(fā)鐵水帶熱爐渣帶熱噴吹物分解煤氣帶走熱爐塵帶熱熱損失1214000540558211014總計總計熱利用系數(shù)KT=100%(%+%)=% KC={ /[()]}100%=%從上述指標(biāo)可以看出，本例的碳素?zé)崮芾们闆r較好，約為65%。℃)]，如表210。 QFeOFe2(SiO3)3==(KJ) QFe3O4=(+)=（KJ） QFe2O3==（KJ）Q鐵氧化物總解熱=++=（KJ） =%1000=（KJ） =%1000=（KJ） =%1000=（KJ） =+++=（KJ）（2）脫S吸熱 ,，二者差別很大，：≈4：1來計算平均脫硫耗熱。 表29 物料平衡表收入項質(zhì)量/Kg含量/%支出項質(zhì)量/Kg含量/%鐵礦石生鐵1000焦炭345爐渣鼓風(fēng)煤氣煤粉180煤氣中水分水分爐塵總計100總計100注：相對誤差=[()/ ]100%=%＜%（1）碳素氧化放熱QC1）碳素氧化成CO2的體積==（m3）碳素氧化成CO2產(chǎn)生的熱量=12/=(KJ)2）碳素氧化產(chǎn)生CO的體積==(m3) QCO=12/=（KJ） 故QC=+=(KJ)（2）鼓風(fēng)帶入的熱量 Q風(fēng)=（%）+% =（KJ）（3）氫氧化為水放熱 =（KJ）（4）甲烷生成熱 16/=（KJ）（5）爐料的物理熱 80=（KJ） Q收入=++++ =（KJ） 熱量支出Q支（1）氧化分解熱吸熱 ，燒結(jié)礦和球團(tuán)礦其中有20%FeO以硅酸鐵形式存在,其它以Fe2O3形式存在。=(m3)=%（m3）故VCH4=+=(m3)（2）氫氣的體積為VCH4 %=（m3） （%+%）=（m3）（%+%2/18）（m3）++=（m3）=（m3）=（m3）故VH2==(m3)（3）二氧化碳的體積VCO2%=（Kg）還原的FeO耗H2量為1000%（m3）(rH2=) =（m3） 160=（Kg） =（Kg） 故CO2還=（m3） %（）（m3） %（m3） ++=（m3）（4）一氧化碳的體積VCO （m3） （m3） %（m3） d．+=（m3） （m3） 故VCO=+++=（m3）（5）氮?dú)獾捏w積VH2 （%）79%=（m3） （%+%）（m3） %（m3） 故N2=++=（m3） 計算結(jié)果列入下表28。 表27 校核生鐵成分 %FeSiMnPSC效驗結(jié)果與預(yù)定生鐵成分相符合，計算正確。 根據(jù)鐵平衡求鐵礦石需要量（1）燃料帶入的鐵量 進(jìn)入爐塵的焦炭量G塵C塵/C焦=20(Kg) %為爐塵中碳的燒損量 高爐內(nèi)參加反應(yīng)的焦炭量為G焦==(Kg) 故焦、煤帶入的鐵GFe燃=(%+180%)56/72=(Kg)（2）進(jìn)入爐渣中的鐵量GFe渣=%1000%/%=（Kg）（3）需要由鐵礦石帶入的鐵量 G礦=1000[Fe]+GFe渣GFe燒=955+=(Kg)（4）冶煉1t生鐵的礦石需要量 G礦=G礦/Fe礦=(Kg)考慮到爐塵吹出量，入爐礦石量為:G礦入=+=（Kg） ∑CaO=345+180+%=（Kg）∑SiO2=345+180+%=（Kg）∑Al2O3=345+180+%=（Kg）∑MgO=345+180+%=（Kg） 渣中MnO量=%=（Kg） 渣中FeO量=%/%72/56=（Kg） 每噸生鐵含硫量=345+180+=（Kg） 進(jìn)入生鐵中的S=1000=（Kg） 進(jìn)入煤氣的S==（Kg）進(jìn)入渣中的S==（Kg） 計算結(jié)果列入表26。再按照生產(chǎn)經(jīng)驗確定爐渣堿度R渣，然后根據(jù)堿度平衡求出x。d)] 置換比： 相對濕度：% 鼓風(fēng)濕度：12g/ m179。