【正文】 算:其中： 總載荷，安全系數(shù)，地基土質(zhì)允許承載能力。高爐基礎(chǔ)是由基墩和基座組成的。過去由于沒有耐熱混凝土基墩和風(fēng)冷爐底設(shè)施，爐底破損到一定程度后，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?xí)鸶郀t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(shí)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墩組成。2．爐殼設(shè)計(jì)爐殼主要功能是將所承受的荷栽傳遞給基礎(chǔ)，還能固定冷卻設(shè)備，保證高爐砌體的牢固性，防止煤氣外逸，實(shí)現(xiàn)噴水冷卻。平臺(tái)結(jié)構(gòu)：高爐爐體凡是在設(shè)置有人孔、探測(cè)孔、冷卻設(shè)施及機(jī)械設(shè)備的部位，均應(yīng)設(shè)置工作平臺(tái)，以便于檢修和操作。爐頂框架結(jié)構(gòu)形式在A字型和門型兩種，本設(shè)計(jì)選用門型結(jié)構(gòu)。爐頂框架是設(shè)置在爐頂平臺(tái)上面的鋼結(jié)構(gòu)支撐架。爐頂框架：爐身支柱或大框架支柱上的部頂端一般都用橫跨鋼梁將支柱連接成整體，并在橫跨鋼梁上面滿鋪花紋鋼板或普通鋼板作為爐頂平臺(tái)。本設(shè)計(jì)采用大框架結(jié)構(gòu)。爐體支柱：爐體支柱是支撐爐體及爐頂設(shè)備重要的鋼結(jié)構(gòu)件。表34高爐爐體供水壓力表部位單位高爐容積，1002556201000供水管（風(fēng)口平臺(tái)處濾水器以上）～～～～爐體上部～～～～爐體下部～～～～本設(shè)計(jì)爐體給水壓力：。對(duì)爐體供水壓力的要求是：～；。因此，應(yīng)避免冷卻器內(nèi)部冷卻水沸騰，主要途徑是控制進(jìn)水溫度和溫度差，取值見表33表33進(jìn)出水溫差（℃）爐體部位爐身上部爐身下部爐腰爐腹風(fēng)口帶爐缸風(fēng)口大套風(fēng)口二套水溫差14121184466所以M===2654t/h在爐役的后期，因冷卻壁的破損而引起爐皮發(fā)紅，需噴水冷卻，則冷水量需增加15%，則爐役后期需水量為2654（1+）=有足夠高的供水壓力是保證高爐冷卻器正常工作的基本條件?！妫? M————冷卻水的消耗量t/h； t————冷卻水出水溫度，℃； t0————冷卻水進(jìn)水溫度，℃； △t取5℃。采用噴水冷卻。爐喉鋼磚采用二段式水冷：爐頭部位噴涂FN130噴涂料作為內(nèi)襯，使用壽命一代爐役。爐身采用上部帶凸臺(tái)型鑲磚冷卻壁，高度2000，凸臺(tái)突出長(zhǎng)度200，肋高200。鑲磚冷卻壁厚度為250～350（本設(shè)計(jì)取350），高度小于3000。、爐腰和爐身這些部位采用鑲磚冷卻壁冷卻，冷卻壁緊靠爐襯。光面冷卻壁尺寸大小要考慮到制造與安裝的方便，冷卻壁寬度一般為700～1500，厚度80～120（本設(shè)計(jì)取120），高度視爐殼折點(diǎn)而定，一般小于3000（本設(shè)計(jì)取1300）。爐缸和爐底選用光面冷卻壁，砌與冷卻壁之間留100～150（本設(shè)計(jì)取150）的縫隙，其中填以炭質(zhì)填料。冷卻壁的好處是爐殼開孔小而少，不損壞爐殼鋼板強(qiáng)度，有良好的密封性，特別是在采用高壓操作的高爐上，更顯出它的特殊優(yōu)越性。前者用于爐腹以上，后者用于爐缸爐底周圍。內(nèi)部冷卻主要有光面冷卻壁（33），鑲磚冷卻壁（34），支梁式水箱。目前主要冷卻方式有水冷、風(fēng)冷和汽化冷卻方式三種，從爐體看有外部和內(nèi)部?jī)煞N形式。爐殼開孔后加墊板固定，開空處應(yīng)避開爐殼折點(diǎn)150以上。目前，多數(shù)高爐爐底都采用水冷的方法，即水冷爐底。（2）維持合理爐型（3）當(dāng)耐火內(nèi)襯被侵蝕后，必須保護(hù)高爐爐殼免受損壞。此處主要受到固體爐料的摩擦和夾帶爐塵的高速煤氣流的沖刷，以及裝入爐料時(shí)溫度急劇變化帶來(lái)的影響，所以采用耐磨和耐熱的鑄鋼制成的爐喉鋼磚ZG35砌筑，壁厚741mm。爐身中下部受到侵蝕情況與爐腰較為相似，采用YB40763型高鋁磚，厚度為345mm；爐身上部和中部溫度較低（400～800℃），無(wú)爐渣形成和渣蝕危害，這部位主要承受爐料沖擊、爐塵上升的磨損或熱沖擊（最高達(dá)50℃/min）或者受到堿、鋅等的侵入和碳的沉積而遭受破壞。 爐腰緊靠爐腹，侵蝕作用也相似。開爐后爐腹部位的砌磚很快被侵蝕掉，靠渣皮工作，一般砌一層厚345高鋁磚，傾斜部分按每三層磚錯(cuò)臺(tái)一次砌筑。第一層環(huán)砌炭磚最好能蓋上三塊半爐底滿鋪的炭磚，因此其長(zhǎng)度一般大于（400+40）＝1540 。風(fēng)口、渣口和鐵口采用異型炭磚砌筑。為此爐缸用碳磚砌筑，風(fēng)口、渣口及鐵口處采用異形炭磚砌筑，碳磚砌筑為薄縫（），上下層碳磚磚縫均砌在中間。每天有大量的鐵水流過鐵口 ，開堵鐵口有劇烈的溫度波動(dòng)和機(jī)械振動(dòng)。lg式中：系數(shù) K=+T取1100℃T2為爐底侵蝕面上的鐵水溫度，取1200℃T3為爐底中心溫度，取1000℃所以：S2=（1100＋）=由上可得：爐底厚度=S1＋S2－h(huán)0=＋－=在爐底密封板上填一層厚度為60mm的高導(dǎo)熱性碳素材料，在其上面平砌8層厚度為400mm的碳磚，再在上面?zhèn)绕鲆粚雍駷?00mm的高鋁磚。h所以：S1=（14901150）2）剩余厚度：S2=Kh 碳磚砌筑在水冷管的炭搗層上。爐底采用碳磚，為了防止碳磚在烘爐和開爐時(shí)被氧化,砌體與周圍冷卻壁之間應(yīng)留100～150縫隙,縫隙內(nèi)填滿碳素?fù)v打料,爐殼的圓錐體部分的縫隙應(yīng)取較大值,以便碳搗操作,保證質(zhì)量,同時(shí)防止磚襯膨脹產(chǎn)生對(duì)爐殼的推力,避免爐殼開裂而泄漏煤氣. 本設(shè)計(jì)采用陶瓷杯爐缸爐底結(jié)構(gòu)，它是在爐底碳磚和爐缸碳磚的內(nèi)緣砌筑一高鋁質(zhì)杯狀剛玉磚砌體層。爐缸、爐底承受高溫、高壓、渣鐵沖刷侵蝕和滲透作用，工作條件非常惡劣。內(nèi)襯設(shè)計(jì)的原則有：（1）利用冶煉本身的特點(diǎn)、耐火磚性質(zhì)、冷卻設(shè)施以及他們的整體性，并借助合理冷卻制度延長(zhǎng)爐齡；（2）根據(jù)爐體各部分工作條件及侵蝕機(jī)理選用耐火材料及冷卻方式。內(nèi)襯主要是直接抵抗冶煉過程中的機(jī)械熱力，化學(xué)侵蝕，保護(hù)爐殼和其它金屬結(jié)構(gòu)，減少熱損。確定高爐鐵口數(shù)目的主要因素是高爐日產(chǎn)鐵量，根據(jù)現(xiàn)在高爐設(shè)置鐵口數(shù)目的情況來(lái)看，大致為每天出鐵3000噸以下的設(shè)置鐵口一個(gè)；3000~5000噸的設(shè)置鐵口兩個(gè)；5000~8000噸設(shè)置三個(gè)鐵口；本設(shè)計(jì)高爐日出鐵量5070噸，所以取三個(gè)鐵口。鐵口套一般用鑄鋼制成，并與爐殼鉚接或焊接。2．鐵口設(shè)計(jì)鐵口裝置主要是指鐵口套。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外一些大型高爐由于減薄了內(nèi)襯，增加了風(fēng)口數(shù)，多采用2個(gè)水套，使風(fēng)口結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化和減輕重量。在風(fēng)口前端焊接熱電偶，以監(jiān)測(cè)風(fēng)口溫度。這些都大大改善了風(fēng)口的傳熱效果延長(zhǎng)了風(fēng)口壽命。使用純水密閉冷卻，不產(chǎn)生水垢，保證了風(fēng)口壁良好的導(dǎo)熱能力。而冷卻水到了后端時(shí)，由于水道截面積增大、水速減慢、水溫升高、熱交換減弱，從而減弱了由于風(fēng)口冷卻使風(fēng)溫降低的作用。 使用貫流式風(fēng)口。 為了提高風(fēng)口使用壽命，提出如下措施：提高材質(zhì)。風(fēng)口裝置不僅要求密封性好、耐高溫和隔熱，而且要求拆換風(fēng)口水套方便、迅速，避免影響高爐操作風(fēng)口的破損機(jī)理：風(fēng)口破損主要是因?yàn)樵?、鐵對(duì)風(fēng)口的熔蝕作用，其次是風(fēng)口被磨損和龜裂破壞。有些為了滿足高爐操作的需要，也有設(shè)計(jì)成向下傾斜的或橢圓形的風(fēng)口小套通風(fēng)道。因此，接觸面必須精加工，以避免漏氣。風(fēng)口二套靠固定在爐殼上的壓板壓緊，小套由直吹管壓緊。高壓高爐的風(fēng)口大套與爐殼焊接。風(fēng)口裝置由風(fēng)口大套、二套和小套組成。30′hfmm3060、鐵口設(shè)計(jì) 1．風(fēng)口設(shè)計(jì)（1）風(fēng)口數(shù)n及風(fēng)口直徑的計(jì)算n=2（n+2）=2（+2）=25個(gè)，取n=24取風(fēng)速160m/s,則風(fēng)口直徑df==（2）風(fēng)口結(jié)構(gòu)和形式風(fēng)口也稱風(fēng)口小套或風(fēng)口三套，是送風(fēng)管路最前端的部件。hzmm17600β176。h5= m3VU’=V1＋V2＋V3+V4＋V5= m3誤差：=% 符合要求表32爐型設(shè)計(jì)尺寸名稱單位設(shè)計(jì)值名稱單位設(shè)計(jì)值VUm32308h1mm3500dmm10600h2mm3200Dmm11600h3mm2600d1mm7500h4mm18000HUmm29600h5mm2300h0mm1200α176。h3= m3V4=h4(D2＋D30′=因此h3=HU( h1+ h2+ h4+ h5)=（+++）=(7) 校核爐容V1=d2h1=V2=h2(D2＋D06′ 選HU /D= 則HU ==（5） 爐喉直徑d1,爐喉高度h5取d1/D=，則d1==h5===（6）爐身角β、爐身高度h爐腰高度h3 選取β=83176。則爐腹高度h2=（Dd）tanα=（）tan81176。 年均工作日：355天；年產(chǎn)量：P =180104t 每晝夜出鐵次數(shù)nγ=10 （1）確定容積VU日產(chǎn)量= P/355=5070t燃料比K=350+160=478kg/t有效容積利用系數(shù)ηV=I/K=有效容積：VU=/ηV=取VU=（2）爐缸尺寸爐缸的直徑d===表31不同爐容的Vu/A爐型大型中型小型Vu/A22～2815～2210～13校核：VU /A==本設(shè)計(jì)為大型高爐，結(jié)果在允許值范圍內(nèi)，故校核無(wú)誤。=GFeO20%=20%==80%==160/72=====+=+=因?yàn)?FeO根據(jù)鐵平衡++=%X+150%+%Y++…………①堿度平衡鐵水等價(jià)帶走的SiO2量=1000%60/28=R= =…………②由式①②得X=，Y=（1）生鐵中含[P]=(%+150%+%18%+350%+160%）62/1421/1000=% （2）生鐵中含[Mn]= （%+150%+%18%）55/7150%1/1000=%（3）生鐵中含[C]=（+1500103+）/100=% （4）生鐵中含[V]=150102/182106（5）生鐵中含[Ti]=（%+150%）48/80=%（6）生鐵中含[Fe]=100（+++++）/100=%表27校核后鐵水成分(%)FeMnPSSiTiVC104∑CaO=350+160++150+=∑SiO2=350+160++150+=∑Al2O3=350+160++150+=∑MgO=350+160++150+=∑MnO=(+150+) =∑FeO=72/56∑S=350+160++150+%=∑TiO2=(+150) =∑V2O5=150=表28爐渣的成分組成CaOSiO2Al2O3MgOMnOFeOTiO2kg%組成V2O5S∑CaO/ SiO2kg%100 將SiOCaO、Al2OMgO看成四元素?fù)Q算成100%如下：%SiO2+%CaO+%Al2O3%+MgO=+++=換算為100%后：SiO2:100/=CaO:100/=MgO:100/=Al2O3:100/=所以：（R0`）=(Al2O3)+3(S) =+3=(R0) =CaO+MgO+FeO+MnO=+++=(R0`)＜(R0) 所以能保證脫硫（1）燃料帶入總C量GC總=G焦C焦+G煤C煤=350+160=（2）溶入生鐵中的C量GC生鐵=1000=（3）生成CH4的C量：（燃料帶入的總碳量約有1%%與氫化合成甲烷）GC甲烷=1% GC總=1%=（4）爐塵帶走的碳量GC爐塵=18=（5）直接還原消耗的C量錳還原消耗的C量=100012/55=磷還原消耗的C量=100060/62=硅還原消耗的C量=100024/28=鈦還原消耗的C量=100024/48=鐵直接還原消耗的C量=12/56=故GC直=++++=（6）脫硫消耗的C量GC脫硫=12/32=∴風(fēng)口前燃燒的碳量GC燃==（1） 鼓風(fēng)中氧的濃度=21%（%）+%=%（2） 風(fēng)口前碳燃燒消耗的氧=（3） 焦炭帶入氧量=350（4） 煤粉帶入氧量=160（5） 需鼓風(fēng)供給的氧氣體積為V==故V風(fēng)=（1） 甲烷的體積由燃料C生成的CH4量=焦炭揮發(fā)分中的CH4量=350煤粉揮發(fā)分中的CH4量=160故=++= m3（2） 氫的體積由鼓風(fēng)中水分分解產(chǎn)生的H2量=%=焦炭水分分解產(chǎn)生的H2量=350焦炭揮發(fā)分中的H2量=350煤粉揮發(fā)分中的H2量=160煤粉水分分解產(chǎn)生的H2量=160生成甲烷消耗的H2量=2= m3爐缸煤氣中H2的總量=++++=參加間接還原消耗的H2量==故== m3（3）二氧化碳的體積由礦石和煤粉帶入的Fe203的量=%+150%+%+160%18%=參加還原Fe2O3為FeO的氫氣量=（）2/=由氫還原的Fe2O3的量=160/2=由CO還原的Fe2O3的量==故CO2還=CO還原FeO為Fe生成CO2的量=()焦炭揮發(fā)分中的CO2量=350%煤粉揮發(fā)分中的CO2量=160%故=+++= m3（4）一氧化碳的體積風(fēng)口前碳燃燒生成CO量=GC燃直接還原生成CO量=焦炭揮發(fā)分中的CO量=350%煤粉揮發(fā)分中的CO量=160%間接還原消耗的CO量=+=故=+++=