【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。Gsio2渣＝－＝式中 ——原、燃料帶入SiO2的總量，kg（）； ——還原消耗SiO2的量（Gsio2還），kg。： GAl2O3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(jìn)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(jì)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(dāng)已計(jì)入S/2，故表中再計(jì)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(jì)算 風(fēng)量計(jì)算風(fēng)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－rH2~rH2＝{56/2[G焦（H2%焦揮發(fā)+H2%焦有機(jī)）+G煤H%煤+2/18（V風(fēng)162。＝－＝式中 ηH2——?dú)湓诟郀t內(nèi)的利用率，~，； α——被利用氫量中，參加還原FeO的半粉量，~， V`風(fēng)——設(shè)定的每噸生鐵耗風(fēng)量，本計(jì)算取1200m3GC鐵＝1000%12/56＝故 GC直＝GC錳＋GC硅＋GC磷＋GC鐵直 ＝＋＋＋ ＝風(fēng)口前燃燒的碳量為：GC燃＝GC總－GC生鐵－GC甲烷－GC直 ＝－－－ ＝ kg計(jì)算鼓風(fēng)量V風(fēng)（1）鼓風(fēng)中氧的濃度為： N＝21%（1－Φ）＋ ＝21%（1－%）＋% ＝%（2）GC燃燃燒需要氧的體積為：VO2燃＝（212）＝（212）＝ m3（3）煤粉帶入氧的體積為：VO2煤＝G煤（O%煤＋H2O%16/18） ＝145（%＋%16/18） ＝（4）需鼓風(fēng)共給氧的體積為：VO2風(fēng)＝VO2－VO2煤＝－＝故 V風(fēng)＝VO2風(fēng)/N＝＝ 爐頂煤氣成分及數(shù)量的計(jì)算甲烷的體積VCH4（1）由燃料碳素生成的甲烷量為：VCH4碳＝＝＝（2）焦炭揮發(fā)份中的甲烷量為：VCH4焦＝G焦CH4% ＝% ＝故 VCH4＝＋＝氫的體積VH2（1）由鼓風(fēng)中水分分解產(chǎn)生的氫量為：VH2分＝V風(fēng)Φ＝%＝（2）焦炭揮發(fā)份及有機(jī)物中的氫量為：VH2焦＝G焦（H2%焦揮發(fā)＋H2%焦有機(jī)）＝（%＋%）＝（3）煤粉分解產(chǎn)生的氫量為：VH2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：VH2總＝VH2分＋VH2焦＋VH2煤＝＋＋＝（5）生成甲烷消耗的氫量為：VH2烷＝2VCH4＝2＝（6）參加間接還原消耗的氫量為：VH2間＝VH2總ηH2＝＝故 VH2＝VH2總－VH2熔－VH2間 ＝－－ ＝二氧化碳的體積VCO2（1）由CO還原Fe2O3為FeO生成的CO2 VCO2還由礦石帶入的Fe2O3的質(zhì)量為：GFe2O3＝G礦Fe2O3%礦＝%＝參加還原Fe2O3為FeO的氫氣量為：GH2還＝VH2總ηH2（1－α）2/ ＝（1－）2/ ＝由氫還原Fe2O3的質(zhì)量為：GFe2O3162。＝GFe2O3－GFe2O3162。＝GFe2O3178。＝1000[Fe]%[1－rd162。＋VCO2還178。＋VCO2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(fēng)（濕）煤氣中水煤粉爐塵Σ100Σ100相對誤差＝（－）/＝%＜% 熱平衡計(jì)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qCO2：他素氧化產(chǎn)生CO2的體積為：VCO2氧化＝VCO2煤氣－VCO2揮－VCO2分 ＝－－ ＝qCO2＝VCO2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＝qCO2＋qCO ＝＋＝鼓風(fēng)帶入的熱量q風(fēng)q風(fēng)＝（V風(fēng)－V風(fēng)Φ）q空氣＋V風(fēng)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qH2O＝GH2O還 ＝＝式中 ——H2氧化為水放熱，kJ/kg甲烷生成熱qCH4＝VCH4碳16/ ＝16/ ＝式中 ——甲烷生成熱，kJ/kg成渣熱q渣。℃。水分分解吸熱q水分＝（V風(fēng)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(jì)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(jì)計(jì)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(jì)以及是否合理是實(shí)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(jì)和選型的依據(jù)。由于高爐綜合設(shè)計(jì)水平的提高，強(qiáng)化高爐爐齡已經(jīng)可望達(dá)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(fēng)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(jì)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(qiáng)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(jì)爐型——按照設(shè)計(jì)尺寸砌筑的爐型；操作爐型——高爐投產(chǎn)后，工作一段時(shí)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(shí)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(jì)合理爐型非常重要。新建廠礦高爐設(shè)計(jì)，必須分析原料燃料條件、設(shè)備條件和操作條件。計(jì)算時(shí)鑄造生鐵按照煉鋼生鐵計(jì)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(qiáng)度：i燃=(m2h) 冶煉強(qiáng)度：I=(d m3)則 d=162。A=4038p4= 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(fēng)口高度hf=，風(fēng)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。30162。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。= 取h4=18校核β tan82176。5162。爐腰高度選取 /D=則 == 取=求 =－－4－18－2=校核爐容：（1）爐缸體積： V1=π4d2h1==（2）爐腰體積： V2=π12h2D2+Dd+d2 =π124++ =（3）爐腰體積： V3=π4D2h3=π4=（4）爐身體積： V4=π12h4D2+Dd1+d12 =π1218（++） =（5）爐喉體積：V5=π4d12h5=π4180。Vu162。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(hù)爐殼和其它金屬結(jié)構(gòu)免受熱應(yīng)力和化學(xué)侵蝕的作用。耐火度是指耐火材料開始軟化的溫度。因?yàn)楦郀t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(jī)械強(qiáng)度要大，具有良好的耐磨性、抗撞擊能力。荷重軟化點(diǎn)能夠更確切地評價(jià)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(diǎn)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(jìn)CO分解產(chǎn)生石墨碳沉積，構(gòu)成對磚襯的破壞作用。重?zé)湛s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