【正文】 Σ 每噸生鐵帶入的有關(guān)物質(zhì)的量爐渣中CaO的量GCaO渣。渣＝－＝式中 ——原、燃料帶入SiO2的總量，kg（）； ——還原消耗SiO2的量（還），kg。： 渣＝爐渣中MgO的量GMgO渣。： GMnO渣＝50%＝式中 ——原、燃料帶入MnO的總量，kg（）； 50%——錳元素在爐渣中的分配率（）。進入渣中的鐵量為：Fe渣＝，并以FeO形式存在，故而GFeO渣＝72/56＝爐渣中S的量，GS渣。 爐渣成分組元CaOMgOSiO2Al2O3MnOFeOS/2ΣCaO/ SiO2kg%表中S/2：渣中S以CaS形式存在，計算中的Ca全部按CaO形式處理，氧原子量為16，S原子量為32，相當已計入S/2，故表中再計入S/2。CaOSiO2Al2O3MgOΣ 校核生鐵成分生鐵含磷[P]。鐵礦石帶入的磷量為：GP礦＝G礦P%礦＝%＝石灰石帶入的磷量為：GP熔＝G熔P%熔＝%＝%故 [P] ＝（＋）1/1000＝%生鐵含錳[Mn]。故 [Mn] ＝50%55/711/1000＝%生鐵含碳[C]。[Si]=%生鐵含硫[S]。 校核后生鐵成分[Fe][Si][Mn][P][S][C] 物料平衡計算 風量計算風口前燃燒的碳量GC燃。GC甲烷＝1% GC總＝＝（4）直接還原消耗的GC直：錳還原消耗的碳量為：GC錳＝1000[Mn]%12/55＝1000%12/55＝硅還原消耗的碳量為：GC硅＝1000[Si]24/28＝1000%24/28＝磷還原消耗的碳量為：GC磷＝1000[P]60/62＝1000%60/62＝鐵直接還原消耗的碳量為：GC鐵直＝1000[Fe]%12/56rd162。＝rd－~＝{56/2[G焦（H2%焦揮發(fā)+H2%焦有機）+G煤H%煤+2/18（V風162。＝－＝式中 ——氫在高爐內(nèi)的利用率，~，； α——被利用氫量中，參加還原FeO的半粉量，~， V`風——設(shè)定的每噸生鐵耗風量，本計算取1200m3GC鐵＝1000%12/56＝故 GC直＝GC錳＋GC硅＋GC磷＋GC鐵直 ＝＋＋＋ ＝風口前燃燒的碳量為：GC燃＝GC總－GC生鐵－GC甲烷－GC直 ＝－－－ ＝ kg計算鼓風量V風（1）鼓風中氧的濃度為： N＝21%（1－Φ）＋ ＝21%（1－%）＋% ＝%（2）GC燃燃燒需要氧的體積為：燃＝（212）＝（212）＝ m3（3）煤粉帶入氧的體積為：煤＝G煤（O%煤＋H2O%16/18） ＝145（%＋%16/18） ＝（4）需鼓風共給氧的體積為：風＝－煤＝－＝故 V風＝風/N＝＝ 爐頂煤氣成分及數(shù)量的計算甲烷的體積（1）由燃料碳素生成的甲烷量為：碳＝＝＝（2）焦炭揮發(fā)份中的甲烷量為：焦＝G焦CH4% ＝% ＝故 ＝＋＝氫的體積（1）由鼓風中水分分解產(chǎn)生的氫量為：分＝V風Φ＝%＝（2）焦炭揮發(fā)份及有機物中的氫量為：焦＝G焦（H2%焦揮發(fā)＋H2%焦有機）＝（%＋%）＝（3）煤粉分解產(chǎn)生的氫量為：煤＝G煤（H%煤＋H2O%煤2/18） ＝145（%＋%2/18） ＝（4）爐缸煤氣中氫的總生產(chǎn)量為：總＝分＋焦＋煤＝＋＋＝（5）生成甲烷消耗的氫量為：烷＝2＝2＝（6）參加間接還原消耗的氫量為：間＝總＝＝故 ＝總－熔－間 ＝－－ ＝二氧化碳的體積（1）由CO還原Fe2O3為FeO生成的CO2 還由礦石帶入的Fe2O3的質(zhì)量為：＝G礦Fe2O3%礦＝%＝參加還原Fe2O3為FeO的氫氣量為：還＝總（1－α）2/ ＝（1－）2/ ＝由氫還原Fe2O3的質(zhì)量為：162。＝－162。＝178。＝1000[Fe]%[1－rd162。＋還178。＋還178。 物料平衡表入相kg%出相kg%綜合礦生鐵1000石灰石爐渣焦炭（濕）325煤氣（干）鼓風（濕）煤氣中水煤粉爐塵Σ100Σ100相對誤差＝（－）/＝%＜% 熱平衡計算 熱量收入q收碳素氧化放熱qC（1）碳素氧化為CO2放出的熱量：他素氧化產(chǎn)生CO2的體積為：氧化＝煤氣－揮－分 ＝－－ ＝＝氧化12/ ＝12/ ＝ 式中 ——C氧化為CO2放熱，kJ/kg（2）碳素氧化為CO放出的熱量qCO：碳素氧化生成CO的體積為：VCO氧化＝VCO煤氣－VCO揮 ＝－ ＝qCO＝VCO氧化12/ ＝12/ ＝式中 ——C氧化為CO放熱，kJ/kg故 qC＝＋qCO ＝＋＝鼓風帶入的熱量q風q風＝（V風－V風Φ）q空氣＋V風Φq水氣 ＝（－%）＋% ＝式中 q空氣 ——在1150℃下空氣的熱容量， q水氣 ——在1150℃下水氣的熱容量，氫氧化為水放熱＝還 ＝＝式中 ——H2氧化為水放熱，kJ/kg甲烷生成熱＝碳16/ ＝16/ ＝式中 ——甲烷生成熱，kJ/kg成渣熱q渣?！妗Ｋ址纸馕鼰醧水分＝（V風Φ18/＋G煤H2O%煤）＝（%18/＋145%）＝式中 ——水分解吸熱，kJ/kg爐料游離水蒸發(fā)吸熱q汽＝G焦H2O%焦2682＝%2682＝式中 2682——1 kg水由0℃變?yōu)?00℃水汽吸熱，kJ/kg鐵水帶走的熱q鐵水q鐵水＝10001173＝1173000kJ式中 1173——鐵水熱容量，kJ/kg爐渣帶走的熱q渣＝G渣1760＝1760＝568216kJ式中 1760——爐渣熱容量，kJ/kg噴吹物分解吸熱q噴＝G煤1048＝1451048＝151960kJ式中 1048——煤粉分解熱，kJ/kg爐頂煤氣帶走的熱量q煤氣從常溫到200℃之間，各種氣體的平均比熱容Cρ[kJ/(kg℃)故 q支＝q氧化物分解＋q脫硫＋q碳酸鹽分解＋q水分＋q汽＋q鐵水＋q渣＋q噴＋q煤氣＋q塵 ＝＋＋＋＋＋1173000＋ 568216＋151960＋＋ ＝1冷卻水帶走及爐殼散發(fā)熱損失q損失 ＝q收－q支 ＝－ ＝ 熱平衡表。2 高爐本體設(shè)計高爐本體包括高爐基礎(chǔ)、鋼結(jié)構(gòu)、爐襯、冷卻裝置，以及高爐爐型設(shè)計計算等。近代高爐有效容積向大型化發(fā)展。高爐本體結(jié)構(gòu)的設(shè)計以及是否合理是實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)、長壽的先決條件，也是高爐輔助系統(tǒng)裝置的設(shè)計和選型的依據(jù)。由于高爐綜合設(shè)計水平的提高，強化高爐爐齡已經(jīng)可望達到十年或更長。 高爐爐型高爐是豎爐。高爐問世二百多年來，隨著人們對產(chǎn)量的要求和原料燃料條件的改善，以及鼓風能力的提高，高爐爐型也在不斷地演變和發(fā)展。爐型要適應(yīng)爐料燃燒條件，保證冶煉過程的順行。歷史上曾有過將產(chǎn)量與有效高度直接聯(lián)系起來，結(jié)果設(shè)計爐型都是依產(chǎn)量大小的相似形，這顯然是不合理的；也曾有過以產(chǎn)量定爐缸截面積，在焦比一定的條件下，爐缸單位面積的燃燒強度，便可以確定某一合適的數(shù)值，這樣做雖然有一定的道理，但并不全面。有關(guān)爐型的名詞概念：設(shè)計爐型——按照設(shè)計尺寸砌筑的爐型；操作爐型——高爐投產(chǎn)后，工作一段時間，爐襯侵蝕，形狀發(fā)生變化后的爐型；合理爐型——冶煉效果較好，獲得優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)和長壽的爐型，它具有時間性、相對性。高爐在一代冶煉過程中，其爐襯不斷侵蝕，爐型不斷發(fā)生變化，爐型變化的程度和趨勢與冶煉原料條件、操作制度有關(guān)，與爐襯結(jié)構(gòu)和耐火材料的性能有關(guān)，還與冷卻裝置及冷卻制度有關(guān)。因此掌握冶煉過程中爐型的變化及其趨勢，對設(shè)計合理爐型非常重要。新建廠礦高爐設(shè)計，必須分析原料燃料條件、設(shè)備條件和操作條件。計算時鑄造生鐵按照煉鋼生鐵計算。m3)每座高爐日產(chǎn)量 P=／2=16152／2=8076t每座高爐容積為 Vuˊ=P/ηv=8076/2=4038 爐缸尺寸（1）爐缸直徑選定燃燒強度：i燃=(m2h) 冶煉強度：I=(d m3)則 取d=校核 合理 （2）爐缸高度由于不設(shè)渣口，數(shù)據(jù)參照寶鋼1號高爐，風口高度hf=，風口數(shù)取36。爐腰直徑、爐腹角、爐腹高度選取 D/d=則 D== 取D=選取 α=81176。28162。爐喉直徑、爐喉高度選取d1/D=則 d1== 取 =選取 = 爐身角、爐身高度選取 β=82176。5162。爐腰高度選取 /D=則 == 取=求 =－－4－18－2=校核爐容：（1）爐缸體積： （2）爐腰體積： （3）爐腰體積： （4）爐身體積： （5）爐喉體積：180。1繪制高爐爐型圖。高爐爐襯的作用在于構(gòu)成高爐的工作空間，減少熱損失，并保護爐殼和其它金屬結(jié)構(gòu)免受熱應(yīng)力和化學侵蝕的作用。耐火度是指耐火材料開始軟化的溫度。因為高爐長期在高溫條件下工作，要求耐火材料具有較高的耐火度，并且高溫機械強度要大，具有良好的耐磨性、抗撞擊能力。荷重軟化點能夠更確切地評價耐火材料的性能。耐火材料中的Fe2 O3 和SiO2 在高溫下相互作用生成低熔點化合物，降低耐火材料的耐火度；在高爐內(nèi)，耐火材料中的Fe2 O3 有可能被滲入磚襯中的CO還原生成海綿鐵，而海綿鐵又促進CO分解產(chǎn)生石墨碳沉積，構(gòu)成對磚襯的破壞作用。重燒收縮是表示耐火材料升至高溫后產(chǎn)生裂紋可能性大小的一種尺度。在高溫冶煉條件下，如果磚襯材料的氣孔率大，則為石墨和鋅沉積創(chuàng)造了條件，從而引起爐襯破壞。爐襯設(shè)計的合理可以延長高爐壽命，并獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟指標。爐底、爐缸爐缸工作條件與爐底相似，而且裝有鐵口和風口，每天有大量鐵水流過鐵口、開堵鐵口有劇烈的溫度波動和侵蝕。本設(shè)計采用美國UCAR公司的熱壓炭磚和法國Savoie公司的陶瓷杯技術(shù)，將“導熱法”和“耐火材料法”兩種爐襯設(shè)計系統(tǒng)結(jié)合在一起，集兩者之長，以期實現(xiàn)高爐長壽的目標。陶瓷杯爐底爐缸結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性有以下幾點：（1）提高鐵父親水溫度。（2）易于復風操作。（3）防止鐵水滲漏。美國UCAR熱壓小炭磚爐缸散熱型的優(yōu)越性：選用高熱導率、低滲透度和優(yōu)良抗堿侵蝕性能的炭質(zhì)材料，采用小塊熱壓成型炭