【正文】 ＝則β＝＝83176。30′18″ 爐喉直徑d1，爐喉高度h5，爐身角β，爐身高度h4，爐腰高度h3選取d1/D＝則d1＝＝取d1＝選取β＝84176。30′ 則h2＝（D－d）tgα ＝（－）tg82176。由于高爐冶煉的強(qiáng)度不斷強(qiáng)化，故死鐵層高度關(guān)系到爐底壽命的長短，趨于加深。角布置。本高爐爐型設(shè)計(jì)公式有[22]: 爐缸直徑 d＝ 死鐵層厚度 h0≥ 爐缸設(shè)計(jì) 爐缸尺寸 由經(jīng)驗(yàn)公式 d＝ d＝ ＝ 取d＝ 則爐缸截面積 A＝π（）2＝ m2 則有效容積與截面積之比為：Vu/A＝1800/＝ 合適 渣口高度選定ηv＝ t/(m3d) 則高爐的日產(chǎn)鐵量 P＝Vuηv＝1800＝4140 t h渣＝（Ncr鐵d2） ＝4140/（10） ＝ m其中，b為生鐵產(chǎn)量波動(dòng)系數(shù)，取b＝ c為渣口以下爐缸容積利用系數(shù)，取c＝ N為晝夜出鐵次數(shù)，取N＝10 r鐵為鐵水密度，取r鐵＝ t/m3 風(fēng)口高度 h風(fēng)＝h渣/k k為h渣與h風(fēng)之比，因取消渣口，取k＝則有h風(fēng)＝＝ m取h風(fēng)＝ m 風(fēng)口結(jié)構(gòu)尺寸 取風(fēng)口安裝尺寸 a＝ 則爐缸高度h1＝h風(fēng)＋a＝ 風(fēng)口數(shù)目的確定在保證風(fēng)口前回旋區(qū)空間有效形成和不削弱爐殼強(qiáng)度與方便風(fēng)口安裝及更換的前提下，應(yīng)盡量地增加風(fēng)口個(gè)數(shù)，具體數(shù)目可按高爐大小不同而定，風(fēng)口數(shù)目一般取偶數(shù)。）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== KJ/m3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= KJ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(jì)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= 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Qhs1 Qhs1 = Qs1= KJ（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(shí)，,，在界限溫度時(shí)，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 =（＋＋＋ ＋） = KJ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′′′=＋＋= KJ（10）熱損失上列9項(xiàng)熱支出總耗為Qd=Qd1＋Qd2＋.... ＋Qd9= KJ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/= KgKC=[2340CO＋5640Co（CO2）]/（7980CO） =＋Co（CO2）/CO=＋=%。 m3，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=Vb{（1－ψ）Cpb＋ψCpH2O}={()+}= KJ（3）氫氧化熱及CH4生成熱生成CH4耗碳CCH4= Kg，熱量為：Qs3=112416/12= KJ（4）成渣熱（由硅石及生礦帶入的CaO和MgO計(jì)算）Qs4=270（CaO＋ MgO）=270{(+) ＋(+)} = KJ（5）因采用冷礦，爐料帶入的物理熱可忽略不計(jì)。 煤氣成分表項(xiàng) 目CO2COH2CH4N2∑體積，m3含量，% 煤氣量與鼓風(fēng)量體積之比Vg/Vb＝＝煤氣密度ρg＝{16+（+）28+2+44}/ ＝ Kg/m3每噸生鐵的煤氣質(zhì)量Gg＝Vgρg＝＝ Kg還原生成的H2O＝H2r18/＝18/＝ Kg礦石帶入的結(jié)晶水＝0＝0 Kg焦炭帶入的游離水＝{K﹙1＋﹚H2OK}/（1－H2OK）＝{410﹙1＋﹚}/（）＝ Kg進(jìn)入煤氣的H2O量＝+＝ Kg礦石量＝＝ Kg焦炭量＝410（1－）＝ Kg硅石量＝＝ Kg因此，機(jī)械損失（含爐塵）量為＝（－）+（－）+（－）＝ Kg注：K/（1－H2OK）＝，計(jì)算物料平衡誤差。（2） 冶煉制鋼生鐵，規(guī)定生鐵成分[Si]＝%，[S]＝%（3） 煉鐵焦比K＝410 Kg/t，煤比M＝130 Kg/t（4） 規(guī)定爐渣堿度R＝CaO/ SiO2＝（5） 元素在生鐵、（6） 選取鐵的直接還原度rd＝，氫的利用率ηH2＝35%（7） g/m3（8） 鼓風(fēng)濕度為ψ＝＝，%（9） 熱風(fēng)濕度為1200℃表 原料成分表（%）項(xiàng)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(xiàng)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(xiàng)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(duì)于生礦，補(bǔ)齊平衡計(jì)算后∑n＝（其中含有結(jié)晶水）對(duì)于混合礦，補(bǔ)齊平衡后∑n＝%表 元素在生鐵爐渣煤氣中的分配率項(xiàng)目FeKMnNaPS生鐵爐渣0煤氣000002. 配料計(jì)算（1） 鐵礦石用量計(jì)算 燃料帶入鐵量FefFef＝焦炭帶入+煤粉帶入 ＝410（56/72＋56/88）＋13056/72 ＝ Kg計(jì)算礦石用量 A A＝[1000﹙－[Si] －[S] ﹚－100Fefη﹙1﹚]/[ η﹙1﹚TFe＋ ＋﹙2﹚] ＝[1000﹙－－﹚－]/[＋＋] ＝ Kg﹙2﹚ 生鐵成分計(jì)算 [Fe] ＝﹙ATFe/100＋Fef﹚＝﹙＋﹚＝ [P] ＝﹙AP礦/100＋焦炭中P帶入量﹚/10＝﹙＋41062/142﹚/10＝ [Mn] ＝AMn礦/100η﹙2﹚/10 ＝ ＝ [C] ＝100－[Fe] －[Si] －[Mn] －[P] －[S]＝100－－－－－＝ 生鐵成分表（%）項(xiàng)目FeSiMnPSC∑比例（3）熔劑用量計(jì)算礦石燃料帶入的CaO量＝＋＋130 ＝ Kg 礦石燃料帶入的Si02＝+410 ＋ －1060/28 ＝ Kg由計(jì)算可見SiO2量小于CaO量，故原料中加入SiO2作為熔劑。88＝）表 煤粉成分表（%）CHONSH2O續(xù)表灰分（%）SiO2Al2O3CaOMgOFeO合計(jì)（1） 原料成分：采用燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、生礦冶煉。 根據(jù)上述文獻(xiàn)資料的分析總結(jié)，按照高爐設(shè)計(jì)先進(jìn)、合理、可行、經(jīng)濟(jì)的原則，本設(shè)計(jì)擬采用如下方案：采用陶瓷杯爐缸爐底；出鐵場(chǎng)設(shè)計(jì)為雙矩形出鐵場(chǎng)，用圖拉法水沖渣處理爐渣。水淬后的爐渣通過沖渣溝隨水流入過濾池，沉淀、過濾后的水淬渣，用電動(dòng)抓斗機(jī)從過濾池中取出，作為成品水渣外運(yùn)。缺點(diǎn)是運(yùn)行不穩(wěn)定，故障率高[20]~[21]。水渣隨滾筒旋轉(zhuǎn)由攪動(dòng)葉片帶到上方時(shí)，脫水后的粒渣滑落在伸進(jìn)滾筒上部的排料膠帶機(jī)上，然后由輸送膠帶機(jī)運(yùn)至粒渣槽或堆場(chǎng)。從渣溝流出的熔渣經(jīng)沖渣箱進(jìn)行粒化，粒渣和水經(jīng)水渣溝流入渣槽，蒸汽由煙囪排出，水渣自然流入設(shè)在過濾滾筒下面的分配器內(nèi)。我國唐鋼2560m3高爐、濟(jì)鋼1750m3高爐爐渣處理系統(tǒng)采用了該工藝[18]~[19]。（1）圖拉法水淬渣（TYNA）圖拉水淬渣工藝的原理是用高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械?；喤浜系娃D(zhuǎn)速脫水轉(zhuǎn)鼓處理熔渣，工藝設(shè)備簡單，耗水量少，渣水比為1：1，運(yùn)行費(fèi)用低，可處理含鐵量小于40%的熔渣，不需要設(shè)干渣坑，占地面積小，渣中帶鐵不爆炸等優(yōu)點(diǎn)。 爐渣處理高爐渣處理方法有爐渣水淬、放干渣及沖渣棉。中小型高爐一般采用敞口式鐵水車，大型高爐多采用魚雷罐車。 鐵水處理設(shè)備鐵水運(yùn)輸是冶金企業(yè)關(guān)鍵工藝之一，隨著鋼鐵生產(chǎn)工藝的不斷發(fā)展，鋼鐵企業(yè)的不斷壯大，鐵水運(yùn)輸方式也正在不斷發(fā)展。未抽盡的煙塵通過出鐵場(chǎng)上的排煙氣樓自然排出。 （2）出鐵場(chǎng)除塵為了改善爐前高溫、多塵的勞動(dòng)環(huán)境，減少煙塵和熱輻射對(duì)人體的危害，在渣鐵溝上方設(shè)計(jì)有溝蓋，在渣、鐵罐的上方設(shè)計(jì)有抽塵罩，除塵管道全部采用側(cè)吸式并埋入沙層中。而環(huán)形出鐵場(chǎng)由于環(huán)形吊車內(nèi)環(huán)梁及環(huán)形廠房的影響，爐體各層平臺(tái)面積受到限制，對(duì)爐體平臺(tái)的布置造成一定的困難，環(huán)形氣樓附近的幾層爐體平臺(tái)。矩形出鐵場(chǎng)有如下的優(yōu)點(diǎn)[17]：①矩形出鐵場(chǎng)在鐵口上方可設(shè)置較大面積的除塵罩，鐵口除塵效果好。出鐵場(chǎng)和操作平臺(tái)上設(shè)置有以下設(shè)備：渣鐵處理系統(tǒng)、主溝鐵溝等修理更換設(shè)備、能源管道（水、煤氣、氧氣、壓縮空氣）、風(fēng)口裝置和更換風(fēng)口的設(shè)備、爐體冷卻系統(tǒng)和燃料吹噴系統(tǒng)的設(shè)備、起重設(shè)備、材料和備品備件堆置場(chǎng)、集塵設(shè)備、人體降溫設(shè)備、照明設(shè)備以及爐前休息室、操作室、值班室等。在鐵口側(cè)布置著鐵溝和下渣溝的爐前平臺(tái)叫出鐵場(chǎng)。（1）風(fēng)口平臺(tái)及出鐵場(chǎng)風(fēng)口平臺(tái)是爐前操作人員活動(dòng)的平臺(tái)，通過風(fēng)口觀察爐況，更換風(fēng)口，放渣，維護(hù)鐵口及渣鐵溝和冷卻設(shè)備，操縱一些閥門等?；諗嗝鏋閳A形，~3m。高爐基礎(chǔ)是高爐下部的沉重結(jié)構(gòu)，它的作用是將高爐全部載荷均勻的傳遞到地基。大型高爐爐缸直徑較大，徑向周圍冷卻壁的冷卻，已不足以將爐底中心部分的熱量散發(fā)出去，如不進(jìn)行冷卻則爐底向下侵蝕嚴(yán)重。冷卻水箱是埋于爐襯內(nèi)的冷卻設(shè)備，用于厚壁爐襯，有扁水箱和支梁式水箱兩種。一代產(chǎn)量提高了1445t/m3；而第三代使用壽命可穩(wěn)定的保持10年；第四代冷卻壁砌體厚度減薄至200mm，因而冶煉中有利于維持爐型，穩(wěn)定了爐容。研究表明，在渣皮脫落后，銅冷卻壁能在15min內(nèi)完成渣皮的重建，而雙排水管球墨鑄鐵冷卻壁至少需要4h。由于銅冷卻壁具有良好的導(dǎo)熱性，因而能形成一個(gè)相對(duì)較冷的表面，從而為渣皮的形成和重建創(chuàng)造有利條件。2）利于渣皮的形成與重建。目前國內(nèi)外銅冷卻壁大多以軋制純銅為材質(zhì)，經(jīng)鉆孔加工而成。冷卻壁的優(yōu)點(diǎn)是不損壞爐殼強(qiáng)度，密封性好，冷卻均勻，爐襯表面光滑平整。冷卻壁用方頭螺栓固定在爐殼上，每塊4個(gè)螺栓。光面冷卻壁用于爐底爐缸，風(fēng)口區(qū)冷卻壁的塊數(shù)為風(fēng)口數(shù)目的兩倍；渣口周圍上下段各兩塊，由四塊冷卻壁組成。 渣口結(jié)構(gòu)（3）冷卻壁。1風(fēng)口；2風(fēng)口二套；3風(fēng)口大套；4直吹管；5彎管；6鵝頸管；7熱風(fēng)管；8拉桿；9吊環(huán)；10銷子；11套環(huán)渣口裝置一般由四個(gè)套組成，即大套，二套，三套和渣口小套。伸縮管可吸收熱膨脹位移，結(jié)構(gòu)密封性好。（2）風(fēng)口和渣口。噴水冷卻裝置結(jié)構(gòu)簡單，檢查方便，造價(jià)低廉。冷卻水經(jīng)由小孔噴射到爐殼上進(jìn)行冷卻。（1）噴水冷卻裝置。（4）當(dāng)耐火材料大部分或全部被侵蝕后，能靠冷卻設(shè)備上的渣皮繼續(xù)維持高爐生產(chǎn)[12]。（3）維持合理的操作爐型。通過冷