【正文】 地合并在一起，過(guò)渡到上部的垂直部分，此垂直部分稱(chēng)為煤氣上升管，上升管總面積為爐喉截面積的35% 其總截面積為: ==每根管直徑為 = 煤氣流速為6。 下降管由下降管通向重力除塵器的一段管道為煤氣下降管，為保證下降管內(nèi)不沉積灰塵，為此下降管總截面積應(yīng)為上升管總截面積的80%，同時(shí)應(yīng)保證下降管傾角大于40176。 除塵系統(tǒng)的選擇和主要設(shè)備尺寸的確定本設(shè)計(jì)中高爐煤氣除塵處理采用重力除塵器和一文、二文除塵設(shè)備；高爐出鐵均采用布袋除塵；料斗內(nèi)漏斗、篩分處用布袋除塵。重力除塵器為圓筒形，上下部均為圓錐形，錐面水平夾角53176。 半精細(xì)除塵裝置 半精細(xì)除塵裝置設(shè)在粗除塵裝置之后，用來(lái)除去粗除塵不能沉降的細(xì)顆粒粉塵，以減小精細(xì)除塵裝置的負(fù)荷。半精細(xì)除塵裝置有洗滌塔和文氏管。溢流文氏管結(jié)構(gòu)： 溢流文氏管由煤氣入口管、溢流水箱、收縮管、喉口和擴(kuò)張管等組成。 精細(xì)除塵裝置 高爐煤氣經(jīng)粗除塵器和半精細(xì)除塵器后，尚含有少量顆粒更細(xì)的粉塵，需進(jìn)一步精細(xì)除塵后才可以使用。 布袋除塵器高爐煤氣干法濾袋除塵工藝從70年代開(kāi)始，以其節(jié)水、節(jié)電、投資低、污染少等優(yōu)勢(shì)在中小高爐上得以廣泛應(yīng)用，并逐步發(fā)展用于大型高爐、顯示出明顯的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益[19]。與濕法除塵相比,干法除塵可簡(jiǎn)化工藝系統(tǒng),合理利用煤氣顯熱，提高煤氣熱效率，而且解決了二次水污染及污泥的處理問(wèn)題，還可配套建設(shè)高爐頂壓發(fā)電設(shè)備[20]。新的煤氣除塵系統(tǒng)工藝流程為:高爐爐頂(粗煤氣) →煤氣下降管→重力除塵器(半凈煤氣) →半凈煤氣總管→半凈煤氣支管→手動(dòng)蝶閥→手動(dòng)扇形盲板閥→布袋除塵器(凈煤氣) →手動(dòng)扇形盲板閥→電動(dòng)蝶閥→凈煤氣支管→凈煤氣總管→調(diào)壓閥組→凈煤氣總切斷閥→煤氣降溫裝置→凈煤氣總管。1：重力除塵器； 2：荒煤氣冷卻系統(tǒng)； 3：旋風(fēng)冷卻器；4：干法濾袋箱體；5：二次偏心蝶閥；6：煤氣切斷閥；7：凈煤氣主管；8：反吹清灰凈煤氣管；9：星形撥料閥；10：中間灰倉(cāng)；11：螺旋輸料機(jī)；12：斗式提升機(jī)；13：集灰倉(cāng)；14：卸灰閥；15：反吹清灰系統(tǒng)圖3　干法濾袋除塵工藝流程圖1. 節(jié)能效果干法除塵后凈煤氣溫度為100～150℃,比濕法高。如果按提高100℃風(fēng)溫可降低15kg 焦比計(jì)[21]。瓦礦屬干旱地區(qū), 用水困難, 采用干法濾袋除塵顯得尤為必要。采用濕法除塵后, 周?chē)r(nóng)田、河流受害嚴(yán)重, 每年賠款數(shù)十萬(wàn)元, 環(huán)保部門(mén)罰款數(shù)十萬(wàn)元。高爐正常生產(chǎn)時(shí)處于常通狀態(tài)，高爐休風(fēng)時(shí)用來(lái)切斷高爐爐頂與除塵器之間的管路聯(lián)系。2. 煤氣放散閥煤氣放散閥屬于安全裝置，設(shè)置在煤氣上升管頂端、除塵器的頂端和除塵系統(tǒng)煤氣放散管的頂端，為常關(guān)閥。3. 煤氣壓力調(diào)節(jié)閥組 高壓高爐爐頂煤氣壓力調(diào)節(jié)閥組設(shè)置在煤氣除塵系統(tǒng)二級(jí)文氏管之后，用來(lái)調(diào)節(jié)和控制高爐爐頂壓力。4. 煤氣切斷閥 用來(lái)把煤氣清洗系統(tǒng)與鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的煤氣管閥隔開(kāi)，煤氣切斷閥設(shè)置在精細(xì)除塵設(shè)備后的凈煤氣管道上。2. 濾袋的壽命要延長(zhǎng)。目前，應(yīng)積極開(kāi)發(fā)玻璃纖維針刺氈、合成纖維等濾料的應(yīng)用。目前使用的反吹風(fēng)清灰普遍存在清灰能力弱，因而過(guò)濾負(fù)荷低，阻力高，設(shè)備數(shù)量多，占地面積大，并且反吹時(shí)有嚴(yán)重的荒煤氣和粉塵的二次污染等問(wèn)題。8 噴吹燃料系統(tǒng)它包括原料的儲(chǔ)存、運(yùn)輸、煤粉的制備、收集及煤粉噴吹等系統(tǒng)，主要任務(wù)是均勻穩(wěn)定地向高爐噴吹大量煤粉，以代替焦，降低焦炭消耗。 1. 噴吹工藝 1) 本設(shè)計(jì)采用直接噴吹工藝：在煤粉制備站與高爐之間距離小于300情況下，將噴吹設(shè)施布置在制粉站的煤粉倉(cāng)下面不設(shè)輸粉設(shè)施的工藝稱(chēng)為直接噴吹。不僅降低了工程投資（約降低25%），而且減小了噴吹煤粉的中間環(huán)節(jié)。 2) 本設(shè)計(jì)采用串罐噴吹：即將煤粉倉(cāng)、中間罐與噴吹罐自上而下重疊設(shè)置，串罐式噴吹罐可連續(xù)噴吹，噴吹量穩(wěn)定，設(shè)備利用率高，廠(chǎng)房占地面積小。單管路噴吹可滿(mǎn)足噴吹易爆易揮發(fā)煤種的要求，是目前噴煤高爐廣泛采用的一種噴煤形式。指最低和最高料面間的容積，最低料面指在料面以下保留2～3噸煤粉的料面；最高料面指在離罐頂?shù)那蛐蔚霓D(zhuǎn)折處800～1000的料面。取 = 4。噴嘴長(zhǎng)度在135～17之間，直徑與風(fēng)量相關(guān)，在3～6之間。一座高爐使用兩個(gè)分配器，兩個(gè)分配器對(duì)稱(chēng)布置于高爐兩側(cè)，噴吹主管進(jìn)入分配器前應(yīng)有相當(dāng)長(zhǎng)的垂直段。由耐熱無(wú)縫鋼管制成，直徑15～25之間。 含揮發(fā)分高的煙煤粉是易燃易爆物質(zhì)，在高壓噴吹系統(tǒng)中，貯煤罐和噴煤罐又是高壓容器，一旦爆炸，破壞相當(dāng)大，因此在設(shè)計(jì)與操作中須十分注意安全。假如噴煤量較大，而風(fēng)溫、富氧水平較低,煤粉在高爐風(fēng)口回旋區(qū)內(nèi)的燃燒率較低,就會(huì)有大量的未燃煤粉存在。但當(dāng)滯留在爐內(nèi)的未燃煤粉超過(guò)一定量時(shí)，也會(huì)起到相反的作用，如爐缸內(nèi)未燃煤粉過(guò)多，就會(huì)影響爐缸內(nèi)爐渣的透液性，引起爐缸堆積，渣中帶鐵，大量燒壞風(fēng)口、渣口，爐渣流動(dòng)性變差,不利于高爐出渣出鐵；如高爐上部滯留的未燃煤粉過(guò)多，就會(huì)影響整個(gè)料柱的透氣性、透液性，特別是對(duì)軟熔帶部位的透氣性影響極大，造成高爐風(fēng)壓升高，風(fēng)量降低，總差壓升高，易造成爐況難行；如大量的未燃煤粉粘于爐墻，就容易造成爐墻結(jié)厚，從而影響正常生產(chǎn)[23]。 噴吹的工藝流程見(jiàn)圖4： 供 氣原煤貯運(yùn)煤粉制備 煤粉噴吹熱煙氣高爐 圖4 噴吹的工藝流程圖隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，塑料制品的品種和數(shù)量都大幅度增長(zhǎng)，幾乎占據(jù)了人們生活的方方面面，隨之而來(lái)的是廢塑料量也大大增加，嚴(yán)重污染了環(huán)境,廢塑料已經(jīng)成為世界上主要污染物之一。近幾年德、日等國(guó)的一些鋼鐵廠(chǎng)試驗(yàn)把回收的廢棄塑料進(jìn)行一定的加工處理后，作為高爐煉鐵的還原劑,從風(fēng)口隨熱風(fēng)噴入高爐內(nèi)，取得了良好的效果，為廢棄塑料的回收利用開(kāi)辟了一條嶄新的途徑。這項(xiàng)工作復(fù)雜,涉及面廣,難度很大。第二個(gè)問(wèn)題是廢塑料的加工處理問(wèn)題。當(dāng)然，關(guān)于廢塑料的制粒方法還有待于進(jìn)一步的研究，尋找出更經(jīng)濟(jì)、更合理的制粒方法,以降低加工成本。. 前景作為高爐噴吹燃料技術(shù)的一個(gè)新動(dòng)向，高爐噴吹廢塑料盡管目前處于起步階段，但已顯示出其廣闊的發(fā)展前景。該項(xiàng)技術(shù)與目前其它幾種回利用廢塑料技術(shù)相比投資更省，效益更好，更容易為社會(huì)所接受。9 爐頂設(shè)備本設(shè)計(jì)采用并罐式無(wú)料鐘爐頂——旋轉(zhuǎn)溜槽布料。受料漏斗的作用是接受皮帶機(jī)卸下的爐料，并將爐料卸入到貯料罐。受料斗殼體是由鋼板焊成，內(nèi)壁襯以錳鋼保護(hù)板。其有效容積取決于高爐有效容積和料批組成大小。密封閥為擺動(dòng)盤(pán)式閥，閥座與閥板接觸處采用耐高溫的硬質(zhì)合金硬密封和嵌硅橡膠圈軟密封。卸料閥為直插式扇形閘閥，設(shè)置在貯料罐的下部。中心爐喉的直徑為500～700（本設(shè)計(jì)取600），殼體內(nèi)壁襯以耐磨保護(hù)鋼板。布料溜槽是一個(gè)半圓形的槽體，殼體用鑄鋼作成，槽壁為抗磨鑄鋼襯板，襯板表面堆焊硬質(zhì)合金，料槽作成錐形。氣密箱要加以密封和冷卻。本設(shè)計(jì)采用探料尺,每座高爐設(shè)有兩個(gè)探料尺,互成180176。旋轉(zhuǎn)布料時(shí)溜槽傾角的改變，采用由外向內(nèi)跳變。 基本參數(shù)的計(jì)算 排料口的周邊長(zhǎng)度 排料口的流通面積 排料口的水力半徑 下料速度 排料率 每次布料時(shí)間 每次布料層數(shù) 其中 —排料口直徑，；—重力加速度：9．8 ；—～，焦炭取小值,礦物取大值； —出口料流的軸心線(xiàn)與水平面之間的夾角，本設(shè)計(jì)取50176。無(wú)料鐘爐頂基本參數(shù)計(jì)算表14表14 無(wú)料鐘爐頂基本參數(shù)爐容DLFR012102053810 冷卻設(shè)備選擇、風(fēng)口及鐵口設(shè)計(jì)大型高爐爐缸直徑較大，周?chē)鷱较蚶鋮s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)行冷卻則向下侵蝕嚴(yán)重。 水冷管中心線(xiàn)以下埋置在爐基耐火混凝土基墩上表面中，中心線(xiàn)以上為碳素?fù)v固層，水冷管為4010，爐底中心部位水冷管間距200～300（本設(shè)計(jì)取200），邊緣水冷管間距為300～500（本設(shè)計(jì)取300），水冷管兩端伸出爐殼外50～100。 水冷爐底結(jié)構(gòu)應(yīng)保證切斷給水后，可排出管內(nèi)積水，工作時(shí)排水口要高出水冷管水平面，保證管內(nèi)充滿(mǎn)水。光面冷卻壁與爐殼之間留20的縫隙，并用稀泥漿灌滿(mǎn)。安裝時(shí)，同段冷卻壁間直縫為20，上下段間水平縫為30，上下兩段冷卻壁間垂直縫應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)，縫間用鐵質(zhì)銹接料銹接嚴(yán)密。從外形看，鑲磚冷卻壁一般有三種結(jié)構(gòu)形式：普通型、上部帶凸臺(tái)型和中間帶凸臺(tái)型。爐腹和爐腰采用普通型鑲磚冷卻壁，爐腹部位冷卻壁高度取1600，爐腰部位冷卻壁高度取2000。凸臺(tái)冷卻壁的凸臺(tái)部分起到支撐上部砌磚的作用，可以取消最長(zhǎng)層的支梁水箱，簡(jiǎn)化了冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少了爐殼開(kāi)孔。 高爐供水量、水壓的確定 供水量高爐冷卻水消耗量決定于爐體熱負(fù)荷，爐體熱負(fù)荷是指在單位時(shí)間內(nèi)爐體熱量的損失量?！獱t體總的冷卻水用量，；—冷卻水的比熱容，；—分別為冷卻水的進(jìn)、出水溫度（平均值）。在計(jì)算爐體熱負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮爐役后期的值比中期增加15%。 平均進(jìn)、出水溫差為10， 。 供水水壓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。對(duì)爐體供水壓力的要求是：～；。表15 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：。風(fēng)口裝置設(shè)計(jì)包括熱風(fēng)圍管以下的短管法蘭盤(pán)、鵝頸管、直管、彎管、直吹管，以及風(fēng)口水套等部分。風(fēng)口由風(fēng)口大套、二套和三套組成，是送風(fēng)管路最前端的一個(gè)部件。 鐵口鐵口裝置主要指鐵口套。鐵口套一般用鑄鋼制成，并與爐殼鉚接后焊接。 爐殼及鋼結(jié)構(gòu)確定 高爐鋼結(jié)構(gòu)爐體鋼結(jié)構(gòu)主要包括爐體支柱、爐頂框架、爐殼及平臺(tái)結(jié)構(gòu)等。爐體支柱的結(jié)構(gòu)形式取決于爐體內(nèi)襯結(jié)構(gòu)及爐頂設(shè)備的載荷傳遞到爐基的方式。這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是爐頂框架上的全部載荷由四根大支柱組成的大框架直接傳遞到爐基，爐頂法蘭盤(pán)上的載荷由爐殼傳遞到爐基，取消了爐腰托圈，爐缸支柱及爐身支柱。爐頂平臺(tái)是爐頂最寬敞的工作平臺(tái)。它主要支撐受料漏斗、大小料鐘平衡桿機(jī)構(gòu)及安裝大梁等。門(mén)型結(jié)構(gòu)鋼架一般為2440厚鋼板焊成或槽鋼制成。各層工作平臺(tái)之間用走梯連接?！?5176。爐身上部區(qū)域13830爐身下部區(qū)域13830爐腰及其以下部位10700爐缸及爐底1331011 基礎(chǔ)與內(nèi)襯高爐基礎(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。1. 高爐基礎(chǔ)應(yīng)把高爐全部載荷均勻地傳給地基，不發(fā)生沉陷和不均勻沉陷。高爐總體設(shè)計(jì)，對(duì)基礎(chǔ)的下沉量和傾斜率都有嚴(yán)格要求。一般混凝土只能在150以下工作，250便有開(kāi)裂，400時(shí)失去強(qiáng)度，鋼筋混凝土700時(shí)失去強(qiáng)度。采用風(fēng)冷和水冷爐底及耐火基墩后，可以保證高爐基礎(chǔ)很好工作。高爐基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)主要取決于地質(zhì)條件和高爐的容積。基墩用耐熱混凝土作成。高爐基墩一般都澆注成整體結(jié)構(gòu)，并在周?chē)O(shè)置環(huán)行鋼筋以保證其強(qiáng)度。鋼環(huán)與爐殼之間留100～150空隙，內(nèi)填充碳素材料。 基座的主要作用是將上面?zhèn)鬟f來(lái)的載荷傳遞給地層?；闹睆脚c載荷和地基土質(zhì)有關(guān)，基座用普通鋼筋混凝土制成，其形狀一般為正多邊形，本設(shè)計(jì)選用正八邊形，其對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)為40。地表面積按下式計(jì)算:其中： 總載荷，安全系數(shù)，地基土質(zhì)允許承載能力。爐缸、爐底是高爐重要部分，被侵蝕破壞程度是決定高爐大修的關(guān)鍵。為了防止炭磚在烘爐和開(kāi)爐時(shí)被氧化,砌體與周?chē)鋮s壁之間應(yīng)留100～150縫隙,縫隙內(nèi)填滿(mǎn)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(kāi)裂而泄漏煤氣. 本設(shè)計(jì)采用滿(mǎn)鋪炭磚爐底結(jié)構(gòu)，它是提高爐襯壽命的一項(xiàng)新技術(shù)，且能提高鐵水溫度。 炭磚砌筑在水冷管的炭搗層上。厚縫連接時(shí)，磚縫為35～45 (本設(shè)計(jì)取40)，縫中以炭素料搗固。目前，一般砌法是炭磚兩端的短縫用薄縫相接；兩側(cè)的長(zhǎng)縫用厚縫相接。 爐缸爐缸工作條件與爐底相似，而且裝有鐵口、風(fēng)口。風(fēng)口前邊是燃燒帶，為高爐內(nèi)溫度最高的區(qū)域。爐缸炭磚砌筑以薄縫相連，上下層炭磚的磚縫均砌筑在中間。砌體與冷卻壁之間留有100～150縫隙，本設(shè)計(jì)為150 ，其中填以炭質(zhì)填料。（本設(shè)計(jì)取1760） 爐腹 爐腹位于風(fēng)口之上，此部位受強(qiáng)烈的熱應(yīng)力作用，不僅爐襯內(nèi)表面溫度高，而且由溫度波動(dòng)引起的熱沖擊、破壞力很大；同時(shí)還承受由上部落入爐缸的渣鐵水和高速向上運(yùn)動(dòng)的高溫煤氣的沖刷、化學(xué)侵蝕及氧化作用，再加上爐料的壓力和摩擦力及崩料時(shí)的巨大沖擊力。砌磚磚縫應(yīng)不大于1（本設(shè)計(jì)取1），上下層磚縫和環(huán)縫均應(yīng)錯(cuò)開(kāi)。本設(shè)計(jì)采用過(guò)渡式爐腰結(jié)構(gòu)，該部位砌筑一層345厚的高鋁磚，砌磚緊靠冷卻壁，砌磚磚縫應(yīng)不大于1（本設(shè)計(jì)取1），上下層磚縫和環(huán)縫均應(yīng)錯(cuò)開(kāi)。爐身傾斜部位按3層磚錯(cuò)臺(tái)一次砌筑。 爐喉本設(shè)計(jì)采用長(zhǎng)條式爐喉鋼磚，其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)中不易變形、脫落，且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，拆裝方便。12 煉鐵車(chē)間平面布置 車(chē)間平面布置原則 本設(shè)計(jì)的車(chē)間平面布置遵循了以下原則：1. 在工藝合理，操作安全，滿(mǎn)足生產(chǎn)的條件下，應(yīng)盡量緊湊，并合理共用一些設(shè)備及建筑物，以求少占土地及縮短運(yùn)輸線(xiàn)、管網(wǎng)線(xiàn)的距離。3. 車(chē)間內(nèi)部鐵路、道路布置要暢通。在高爐大修、擴(kuò)建時(shí)，施工安裝作業(yè)及材料設(shè)備堆放等不得影響其他高爐正常生產(chǎn)。本設(shè)計(jì)車(chē)間布置形式采用半島式布置：半島式布置形式的高爐和熱風(fēng)爐列線(xiàn)與車(chē)間調(diào)度線(xiàn)交角增大到45176。出鐵場(chǎng)與鐵水罐車(chē)停放線(xiàn)垂直