【正文】 磚砌筑，以減小單塊磚的溫度梯度，并使用特殊泥漿吸收溫度造成的熱應(yīng)力，熱量能順利傳遞到冷卻系統(tǒng)。本設(shè)計采用碳化硅磚砌筑爐腹、爐腰，砌磚緊靠冷卻壁，縫隙填濃泥漿。爐身爐身采用耐熱混凝土鑄成的模塊而成。： 爐喉鋼磚1—爐喉鋼磚；2—鋼軌形吊掛；3—爐殼 高爐冷卻設(shè)備 冷卻設(shè)備的作用高爐冷卻設(shè)備是高爐爐體結(jié)構(gòu)的重要組成部分，對爐體壽命可起到如下作用［2］：保護(hù)爐殼。對耐火材料的冷卻和支撐。當(dāng)耐火材料大部分侵蝕后，能靠冷卻設(shè)備上的渣皮繼續(xù)維持高爐生產(chǎn)。水的軟化，將鈉離子經(jīng)過離子交換劑與水中的鈣、鎂離子進(jìn)行交換，而水中其它的陰離子沒有改變，軟化后水中的堿度未發(fā)生變化，而水中含鹽量比原來略有增加。其優(yōu)點是：冷卻壁安裝在爐殼內(nèi)部，爐殼不開口，所以密封性好；由于均不于爐襯之外，所以冷卻均勻，侵蝕后爐襯內(nèi)壁光滑。冷卻模塊將爐身部位的爐殼沿徑向分成數(shù)塊，塊數(shù)取決于爐前的起重能力。通過爐頂托圈吊裝與爐腰鋼甲對接，經(jīng)兩面焊接后即形成新爐身。（2）明顯降低爐身造價。（3）縮短大修時間，大型模塊的制造可在停爐前預(yù)先進(jìn)行，停爐后只進(jìn)行吊裝、焊接、澆注對接縫等，相當(dāng)于在高爐上整體組裝爐身，大大縮短大修工期。爐底冷卻本設(shè)計高爐爐缸直徑較大，周圍徑向冷卻壁的冷卻，已不足以將爐底中心部位的熱量散發(fā)出去，如不進(jìn)行冷卻則爐底向下侵蝕嚴(yán)重，因此，高爐爐底中心部位要冷卻，： 水冷爐底結(jié)構(gòu)圖水冷管中心線一下埋置在爐基耐火混凝土基墩上表面中，中心線以上為碳素?fù)v固層，水冷管為φ40mm10mm，爐底中心部位水冷管間距200～300mm邊緣水冷管間距為350～500mm，水冷管兩端伸出爐殼外50～，開孔處應(yīng)避開爐殼折點150mm以上。 高爐冷卻系統(tǒng)采用軟（純）水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)，它是一個完全密閉的系統(tǒng)，用軟水作為冷卻介質(zhì)。 軟（純）水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)1—冷卻設(shè)備；2—膨脹罐；3—空氣冷卻器；4—循環(huán)泵；5—補(bǔ)水；6—加藥；7—充氮膨脹罐為以圓柱形密閉容器，其中充以氮?dú)?，用以提高冷卻介質(zhì)壓力，提高飽和蒸汽的溫度，進(jìn)而提高飽和蒸汽與冷卻設(shè)備內(nèi)冷卻水實際溫度之差，即提高冷卻水的欠冷度?？諝饫鋮s設(shè)備由風(fēng)機(jī)和散熱器組成，用來散發(fā)熱量，降低冷卻水溫度。由于冷卻系統(tǒng)內(nèi)具有一定的壓力，所以冷卻介質(zhì)具有較大的欠冷度。它使用的冷卻介質(zhì)是軟（純）水，是經(jīng)過化學(xué)處理即除去水中硬度和部分鹽類的水。節(jié)水。電能耗量低。 高爐送風(fēng)管路高爐送風(fēng)管路由熱風(fēng)總管、熱風(fēng)圍管、與各風(fēng)口相連的送風(fēng)支管（包括直吹管）及風(fēng)口（包括風(fēng)口中套、風(fēng)口大套）等組成［3］。熱風(fēng)總管和熱風(fēng)圍管都由鋼板焊成，管中由耐火材料筑成的內(nèi)襯。 本計算取30m/s 送風(fēng)支管送風(fēng)支管的作用是將熱風(fēng)圍管送來的熱風(fēng)通過風(fēng)口送入高爐爐缸，還可通過它向高爐噴吹燃料。送風(fēng)支管由送風(fēng)支管本體、送風(fēng)支管張緊裝置、送風(fēng)支管附件等組成。熱風(fēng)經(jīng)熱風(fēng)圍管、彎管傳到直吹管，通過風(fēng)口進(jìn)入高爐爐缸。 直吹管結(jié)構(gòu)圖1—端頭；2—管體；3—噴吹管；4—冷卻水管；5—法蘭 風(fēng)口裝置風(fēng)口風(fēng)口也稱風(fēng)口小套或風(fēng)口三套，是送風(fēng)管路最前端的一個部件。風(fēng)口與風(fēng)口中套、風(fēng)口大套裝配在一起，加上冷卻水管等其他部件，形成高爐的風(fēng)口設(shè)備。風(fēng)口大套風(fēng)口導(dǎo)套的功能是支撐風(fēng)口中套與小套，并將其與高爐爐體相連成為一體。風(fēng)口導(dǎo)套為鑄鋼件。高爐鋼結(jié)構(gòu)是保證高爐正常那個生產(chǎn)的重要設(shè)施。其特點：是由4根支柱連接成框架，而框架是一個與高爐本體不相連接的獨(dú)立結(jié)構(gòu)。因此爐頂框架的重量、煤氣上升管的重量、各層平臺及水管重量，完全由大框架直接傳給基礎(chǔ)。 高爐本體鋼結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)由于取消了爐缸支柱，框架離開高爐一定距離，所以風(fēng)口平臺寬敞，爐前操作方便，還有利于大修時高爐容積的擴(kuò)大。爐殼的主要作用是固定冷卻設(shè)備，保證高爐砌磚的牢固性、承受爐內(nèi)壓力和起到爐體密封作用，因此爐殼必須具有一定強(qiáng)度。 高爐爐體各弦?guī)Х纸缡疽鈭D 爐體框架爐體框架由四根支柱組成，上至爐頂平臺，下至高爐基礎(chǔ)，與高爐中心成對稱布置，在風(fēng)口平臺以上部分用鋼結(jié)構(gòu)。保證支柱與熱風(fēng)圍管用250mm間距。它的上端與爐腰支圈連接，下端則伸到高爐基座的坐圈上。支柱外傾斜角6176。支柱的數(shù)目為12個（風(fēng)口數(shù)目的一半），并且均勻地分布在爐缸周圍，其位置不能影響風(fēng)口、鐵口、渣口的操作，其強(qiáng)度則應(yīng)考慮到個別支柱損壞時，其它相鄰支柱仍能承擔(dān)全部負(fù)荷。爐身支柱的作用是支撐爐頂框架及爐頂平臺上的載荷、爐身部分的平臺走梯、給排水管道等。： 爐腰支圈支柱坐圈是為了使支柱作用于爐基上的力比較均勻。 高爐基礎(chǔ)高爐基礎(chǔ)是高爐下部的承重結(jié)構(gòu)，它的作用是將高爐全部載荷均勻地傳遞到地基。： 高爐基礎(chǔ)的負(fù)荷高爐基礎(chǔ)承受的荷載有：靜負(fù)荷、動負(fù)荷、熱應(yīng)力的作用，其中溫度造成的熱應(yīng)力的作用最危險。就力的作用情況來看，前者是對稱的，作用在爐基上，后者則常常是不對稱的，是引起力矩的因素，可能產(chǎn)生不均勻下沉。熱應(yīng)力的作用爐缸中貯存著高溫的鐵液和渣液，爐基處于一定的溫度下。 對高爐基礎(chǔ)的要求對高爐基礎(chǔ)的要求如下：高爐基礎(chǔ)應(yīng)把高爐全部載荷均勻地傳給地基，不允許發(fā)生沉陷和不均勻的沉陷?；諗嗝鏋閳A形，直徑與爐底相同，~。從原料進(jìn)廠到高爐貯礦槽頂部屬于原料廠管轄范圍，它完成原料的卸、堆、取、運(yùn)作業(yè)；根據(jù)要求還需進(jìn)行破碎、篩分、混勻和分級等作業(yè)，起到貯存、處理供應(yīng)原料作用［7］?，F(xiàn)代高爐對原料供應(yīng)系統(tǒng)的要求是：（1）保證連續(xù)地、均衡地供應(yīng)高爐冶煉所需的原料，并為進(jìn)一步強(qiáng)化冶煉留有余地；（2）在貯運(yùn)過程中應(yīng)考慮為改善高爐冶煉所需的處理環(huán)節(jié)，如混勻、破碎、篩分等。（3）由于貯運(yùn)的原料數(shù)量大，對大、中型高爐應(yīng)該盡可能實現(xiàn)機(jī)械化和自動化，提高配料、稱量的準(zhǔn)確度。 車間的運(yùn)轉(zhuǎn) 新建的煉鐵車間，多采用人造富礦——燒結(jié)礦和球團(tuán)礦為原料，運(yùn)輸設(shè)備均采用皮帶機(jī)。皮帶機(jī)的運(yùn)輸能力應(yīng)該滿足高爐對燃料的需求，同時還應(yīng)該考慮物料的特性如粒度、堆比重、動堆積角等因素。本設(shè)計的高爐容積是4038 m3。min1水平長度/m傾角能力/t22162。35002504 貯礦槽和貯焦槽及槽下運(yùn)輸篩分稱量 貯礦槽與貯焦槽 貯礦槽位于高爐一側(cè)，它起原料貯存作用，解決高爐連續(xù)上料和車間間斷供料的矛盾。由于貯礦槽都是高架式的，可以利用原料的自重下滑進(jìn)入下一工序，有利于實現(xiàn)配料等作業(yè)的機(jī)械化和自動化。貯礦槽的總?cè)莘e與高爐容積、使用的原料性質(zhì)和種類、以及車間的平面布置等因素有關(guān)，也可根據(jù)貯存量進(jìn)行計算，貯礦槽貯存12～18h的礦石量， 貯焦槽貯存6～8h的焦炭量。， 邊長9m，下面錐臺高度4 m， m。， 邊長9m，下面錐臺高度4 m， m。我國新建的300 m3以上的高爐基本上都選用皮帶機(jī)作為槽下運(yùn)輸設(shè)備。燒結(jié)礦倉下也設(shè)有振動篩，合格燒結(jié)礦運(yùn)至礦石稱量漏斗，粉狀燒結(jié)礦經(jīng)礦粉輸出皮帶機(jī)輸送至粉礦倉。 上料設(shè)備 將爐料直接送到高爐爐頂?shù)脑O(shè)備稱為上料機(jī)。為滿足這一要求，在正常情況下上料機(jī)的作業(yè)率一般不應(yīng)超過70%；工作穩(wěn)妥可靠；最大程度的機(jī)械化和自動化。本設(shè)計采用皮帶機(jī)上料。料倉離高爐遠(yuǎn)，使高爐周圍空間自由度大，有利于高爐爐前布置多個出鐵口。滿足了高爐大型化以后大批量的上料要求。設(shè)備簡單、投資較小。上料皮帶機(jī)的傾角最小11176。皮帶機(jī)寬度隨高爐容積而異，保證皮帶機(jī)運(yùn)行安全非常重要。4 爐頂裝料設(shè)備高爐爐頂裝料設(shè)備是用來將爐料裝入高爐并使之合理分布，同時起爐頂密封作用的設(shè)備。本設(shè)計采用無鐘式爐頂爐頂裝料設(shè)備。 無鐘式爐頂裝料設(shè)備無鐘式爐頂裝料設(shè)備從結(jié)構(gòu)上，根據(jù)受料漏斗和稱量料罐的布置情況可劃分為兩種，并罐式結(jié)構(gòu)和串罐式結(jié)構(gòu)。 串罐式無鐘爐頂裝料設(shè)備串罐式無鐘爐頂也稱中心排料式無鐘爐頂，與并罐式無鐘爐頂相比，串罐式無鐘爐頂有一些重大的改進(jìn)：投資較低，和并罐式無鐘爐頂相比可減少投資10%。設(shè)備高度與并罐式爐頂基本一致。絕對的中心排料，從而減小了料罐以及中心喉管的磨損，但是，旋轉(zhuǎn)溜槽所受爐料的沖擊有所增大，從而對溜槽的使用壽命有一定的影響。環(huán)形布料，傾角固定的旋轉(zhuǎn)布料稱為環(huán)形布料。由于旋轉(zhuǎn)溜槽的傾角可任意調(diào)節(jié)，所以可在爐喉的任一半徑做單環(huán)、雙環(huán)和多環(huán)布料，將焦炭和礦石布在不同半徑上以調(diào)整煤氣分布。布料時溜槽做等速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，每轉(zhuǎn)一圈跳變一個傾角這種布料法能把爐料布到爐喉截面任意部位，并且可以根據(jù)生產(chǎn)要求調(diào)整料層厚度，也能獲得較平坦的料面。當(dāng)爐內(nèi)某部位發(fā)生“管道”或“過吹”時，需用定點布料。當(dāng)爐內(nèi)產(chǎn)生偏析或局部崩料時，采用該布料方式。 探料裝置 探料裝置的作用是準(zhǔn)確探測料面下降情況，以便及時上料。 目前使用最廣泛的是機(jī)械傳動的探料尺、微波式料面計和激光料面計，本設(shè)計選用激光料面計。激光測面計檢測精度高、在煤氣粉塵濃度相同檢測距離相等的條件下，其分辨率是微波料面計的25～40倍。高爐冶煉首先要使?fàn)t內(nèi)的燃料燃燒才能進(jìn)行生產(chǎn)，而燃料燃燒所需的氧，要靠鼓風(fēng)機(jī)供給足夠的風(fēng)，鼓風(fēng)機(jī)供給的風(fēng)還必須克服高爐內(nèi)料柱的阻力，才能使燃燒生成的煤氣上升和合理分布，才能使?fàn)t料順利下降，由此可知鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓對高爐生產(chǎn)的重要性。 準(zhǔn)確選擇鼓風(fēng)機(jī)，合理布置管路系統(tǒng)，閥門工作可靠，熱風(fēng)爐工作效率高，是保證高爐優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)的重要因素。高爐鼓風(fēng)機(jī)要保證向高爐提供足夠的空氣，以保證焦炭的燃燒。m3)V—每噸干焦消耗標(biāo)態(tài)風(fēng)量，m3/ t。要有足夠的鼓風(fēng)壓力。鼓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓可用下式表示：p=pt+ΔpLS+ΔpFS=106+105+105= MPa式中 p——鼓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓，Pa； pt——高爐爐頂壓力，～；ΔpLS——高爐料柱阻力損失，～105Pa；ΔpFS——高爐送風(fēng)系統(tǒng)阻力損失，～105Pa。當(dāng)高爐要求固定風(fēng)量操作時，風(fēng)量應(yīng)不受風(fēng)壓波動的影響，即當(dāng)風(fēng)壓波動時，風(fēng)量不應(yīng)受風(fēng)壓波動的影響。此外，高爐操作常要加風(fēng)或減風(fēng)，當(dāng)采用不同的爐頂壓力操作，爐內(nèi)料柱透氣性變化時，都需要風(fēng)機(jī)出口風(fēng)量和風(fēng)壓能在較大范圍內(nèi)變動。 高爐鼓風(fēng)機(jī)的工作原理和特性常用的高爐鼓風(fēng)機(jī)有離心式和軸流式兩種。 軸流式鼓風(fēng)機(jī)的工作原理，是由裝有工作葉片的轉(zhuǎn)子和裝有導(dǎo)流葉片的定子以及吸氣口、排氣口組成，其工作原理是依靠在轉(zhuǎn)子上裝有扭轉(zhuǎn)一定角度的工作葉片隨轉(zhuǎn)子一起高速旋轉(zhuǎn)，工作葉片對氣體做功，使獲得能量的氣體沿軸向流動，達(dá)到一定的風(fēng)量和風(fēng)壓。級數(shù)越多，空氣的壓縮比越大，出口風(fēng)壓也越高。 高爐鼓風(fēng)機(jī)的選擇 設(shè)計高爐車間，合理選擇風(fēng)機(jī)是一項重要的工作，選擇風(fēng)機(jī)的主要依據(jù)是 高爐容積與鼓風(fēng)機(jī)配置容積/ m3鼓風(fēng)機(jī)型號風(fēng)量/ m3/min風(fēng)壓/ MPa轉(zhuǎn)速/ r例如：高爐鼓風(fēng)機(jī)最大質(zhì)量鼓風(fēng)量應(yīng)能滿足夏季高爐最高冶煉強(qiáng)度的要求；冬季，風(fēng)機(jī)應(yīng)能在經(jīng)濟(jì)區(qū)域工作，不放風(fēng)，不飛動?，F(xiàn)代高爐普遍采用蓄熱式熱風(fēng)爐。由于燃燒和送風(fēng)交替進(jìn)行，為保證向高爐連續(xù)供風(fēng)，通常每座高爐配置3座或4座熱風(fēng)爐。熱風(fēng)爐的加熱能力用每立方米高爐有效容積所具有的加熱面積表示，一般80～100m3更高。 外燃式熱風(fēng)爐外燃式熱風(fēng)爐由內(nèi)燃式熱風(fēng)爐演變而來，其工作原理與內(nèi)燃式熱風(fēng)爐完全相同，只是燃燒室和蓄熱室分別在兩個圓柱形殼體內(nèi)，兩個室的頂部以一定的方式連接起來。本設(shè)計采用新日鐵式的熱風(fēng)爐，新日鐵式外燃熱風(fēng)爐是在拷貝式和馬琴式外燃熱風(fēng)爐的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的，其特點是：蓄熱室上部有一個椎體段，使蓄熱室拱頂直徑縮小到和燃燒室直徑相同，拱頂下部耐火磚承受的荷重減小，提高了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；對稱的拱頂有利于煙氣在蓄熱室中的均勻分布，提高傳熱效率。 燃燒室、蓄熱室、拱頂?shù)炔课淮u襯可以單獨(dú)膨脹和收縮，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較內(nèi)燃式熱風(fēng)爐好，可以承受高溫作用。氣流在蓄熱室格子磚內(nèi)分布均勻，提高了格子磚的有效利用率和熱效率。 6 高爐噴吹煤粉系統(tǒng)從高爐風(fēng)口裝置吹入粉狀的煤粉，代替了部分價格昂貴而且資源日益缺乏的焦炭，降低了成本，改善了高爐操作指標(biāo)［4］。高爐噴吹煤粉工藝流程包括兩個系統(tǒng)，即煤粉的制備與煤粉的噴吹。我設(shè)計的是采用MPS中速磨煤機(jī)。 高爐噴煤系統(tǒng) 單管路串罐噴吹系統(tǒng)噴吹罐下只設(shè)一條噴吹管路的噴吹形式稱為單管路噴吹。各風(fēng)口噴煤量的均勻程度取決于多頭分配器的結(jié)構(gòu)形式和支管補(bǔ)氣調(diào)節(jié)的可靠性。在噴吹高揮發(fā)分的煤煙時，采用單管路噴吹，可以較好的解決由于死角處的煤粉自然和因回火而引起爆炸的可能性。串罐噴吹工藝是將3個罐重疊布置的，從上到下3個罐依次為煤粉倉、中間罐和噴吹罐。當(dāng)噴吹罐內(nèi)煤粉下降到底料位時，中間罐開始充壓，向罐內(nèi)充入氮?dú)猓怪虚g罐壓力與噴吹罐壓力相等，依次打開均壓閥、下鐘閥和中鐘閥，待中間罐煤粉放空時，依次關(guān)閉中鐘閥、下鐘閥和均壓閥，開啟放散閥直到中間罐壓力為零。 噴吹罐組有效容積的確定噴吹罐組包括噴吹罐、貯煤罐和收集罐，它的有效容積與高爐的噴煤量、噴吹系統(tǒng)的工藝流程和工作制度有關(guān)。噴吹罐有效容積按向高爐持續(xù)噴吹半小時左右的噴吹量來考慮。單位時間吹入高爐的煤粉量（Q）可以用下式求出：Q=VuηvG247。24 =式中Vu—高爐有效容積，4038m3； ηv—高爐利用系數(shù)， t/(dρ =22247。貯煤罐有效容積的確定。貯煤罐最低料面是鐘閥，最高料面距該罐球面交接處留800～1000mm，最低與最高料面間的容積即為該罐的有效容積。三灌單列式的噴吹罐組在貯煤罐之上裝有收集罐，它的有效容積應(yīng)該保證在上鐘閥關(guān)閉時，即由貯煤罐向噴吹罐加煤粉時，貯存送來的煤粉，即Vs=Vpt1247。30 =5 m3式中Vs—收集罐的有效容積，m3。 t2 —倒灌周期，取30m