142-/NUMPAGES145首鋼工學(xué)院成教學(xué)院（2011屆）本科畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：年產(chǎn)量280萬噸煉鋼生鐵40萬噸鑄造生鐵的煉鐵車間專題：高爐專家系統(tǒng)模型的應(yīng)用及進(jìn)展專業(yè)：班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：講明書68頁，圖紙3張，專題8頁，譯文10頁年產(chǎn)量280萬噸煉鋼生鐵40萬噸鑄造生鐵的煉鐵車間摘要本設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)年產(chǎn)280萬噸煉鋼生鐵，40萬噸鑄造生鐵的高爐煉鐵車間。在設(shè)計(jì)中采納了2022m3在設(shè)計(jì)中，首先做了物料平衡、熱平衡，爐型的設(shè)計(jì)與計(jì)算，以及設(shè)備的選擇；設(shè)計(jì)中應(yīng)用了許多先進(jìn)的工藝，這些工藝在實(shí)行大噴煤技術(shù)提高傳熱效率，節(jié)能，提高生產(chǎn)率方面起了重要的作用。在設(shè)計(jì)中，廣泛汲取前人技術(shù)革新和國內(nèi)外科學(xué)研究成果。依照實(shí)際需要及可能性，盡量采納先進(jìn)設(shè)備、結(jié)構(gòu)、材料及新工藝。做到技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理，又減少環(huán)境污染。車間總體布置形式為半島式。關(guān)鍵詞：高爐，物料平衡，熱平衡，半島式Designofanironmakingworkshopwithannualoutputof2.8milliontonsofsteelmakingironand0.4milliontonsofCastingironAbstractTheassignmentisthedesignofthe2.8milliontonsannualproductioncapacityofsteel-makingpigiron,0.4millionofblastfurnacecastpigironworkshop.Idesigntwo1800m3blastfurnaces，andsetuptwotapholeswithnoslaghole，whichuserectangularfieldofiron.Blastsystem4Nipponexternalcombustionhotstoves，Dustcatchersystemusesgravityprecipitators,venturitubeandelectrostaticprecipitator.ThemethodsofslagironprocessingsystemusewaterquenchingresidueLhasa(RASA),specialcircumstancesusedryslagproductionstodealwith.Thechargingsystemisusingbeltfeedingmachinetoensuringuninterruptingchargingofblastfurnace.Inthedesign，firstofall,calculatingthematerialbalance,heatbalance,andthefurnacestructure,aswellasthechoiceofequipment;thedesignoftheapplicationofanumberofadvancedtechnology,theseprocessesintheimplementationoflargepulverizedcoalinjectiontechnologytoenhanceheattransferefficiency，tosaveenergy，toimproveproductivity,whichplayedanimportantrole.ThedesignhasbroadlyKeywords:blastfurnace,materialbalance,eheatbalance,peninsula目錄24332緒論 1282171高爐冶煉綜合計(jì)算 2295901.1概述 297271.2配料計(jì)算 3144561.2.1原燃料條件 3140671.2.2計(jì)算礦石需要量G礦 4186741.2.3計(jì)算熔劑需要量G熔 5232761.2.4爐渣成分的計(jì)算 7250401.2.5校核生鐵成分 9323811.3物料平衡計(jì)算 930951.3.1風(fēng)量計(jì)算 944371.3.2爐頂煤氣成分及數(shù)量的計(jì)算 11114341.3.3編制物料平衡表 15312181.4熱平衡計(jì)算 1748511.4.1熱量收入q收 17269651.4.2熱量支出q支 18220571.4.3熱平衡表 218162高爐本體設(shè)計(jì) 2359592.1高爐爐型 23267352.2爐型設(shè)計(jì)與計(jì)算 23286342.3高爐爐襯設(shè)計(jì) 27235852.3.1爐底的爐襯設(shè)計(jì)與砌筑 27281052.3.2爐缸設(shè)計(jì)的爐襯設(shè)計(jì) 2890482.3.3爐腹、爐腰和爐身下部的爐襯設(shè)計(jì) 2973022.3.4爐身上部和爐喉的爐襯設(shè)計(jì) 3066112.4高爐冷卻設(shè)備 3129162.4.1冷卻設(shè)備的作用 3156702.4.2冷卻介質(zhì)及水的軟化 32128442.4.3冷卻方式 32228242.4.4高爐冷卻系統(tǒng) 3490162.5高爐送風(fēng)管路 35141852.5.1熱風(fēng)圍管 35218602.5.2送風(fēng)支管 3558172.5.3直吹管 35164092.5.4風(fēng)口裝置 36323362.6高爐鋼結(jié)構(gòu) 37198002.6.1高爐本體鋼結(jié)構(gòu) 37187322.6.2爐殼 3810812.6.3爐體框架 3885692.6.4爐缸爐身支柱、爐腰支圈和支柱坐圈 38203382.7高爐基礎(chǔ) 3985862.7.1高爐基礎(chǔ)的負(fù)荷 3940082.7.2對高爐基礎(chǔ)的要求 40283663高爐煉鐵車間供料系統(tǒng) 4143053.1車間的運(yùn)轉(zhuǎn) 41295103.2貯礦槽、貯焦槽及槽下運(yùn)輸篩分稱量 4250893.2.1貯礦槽與貯焦槽 42298393.2.2槽下運(yùn)輸稱量 42241063.3上料設(shè)備 43130794爐頂裝料設(shè)備 4484494.1無鐘式爐頂裝料設(shè)備 44274894.1.1串罐式無鐘爐頂裝料設(shè)備 443444.1.2無鐘式爐頂?shù)牟剂戏绞?4430384.2探料裝置 45174045送風(fēng)系統(tǒng) 4676175.1高爐用鼓風(fēng)機(jī) 46119115.1.1高爐冶煉對鼓風(fēng)機(jī)的要求 46298615.1.2高爐鼓風(fēng)機(jī)的工作原理和特性 472335.1.3高爐鼓風(fēng)機(jī)的選擇 48103605.2熱風(fēng)爐 4850385.2.1外燃式熱風(fēng)爐 49205595.2.2外燃式熱風(fēng)爐的特點(diǎn) 4981916高爐噴吹煤粉系統(tǒng) 51313956.1煤粉的制備 51159466.2高爐噴煤系統(tǒng) 5198696.2.1三罐單列式高爐噴煤系統(tǒng) 5126376.2.2噴吹罐組有效容積的確定 51249096.3煤粉噴吹的安全措施 5326816.3.1制粉系統(tǒng)的安全措施 53109896.3.2噴吹系統(tǒng)的安全措施 53179427高爐煤氣處理系統(tǒng) 54199037.1煤氣管道 54218437.2粗除塵裝置 5417107.2.1重力除塵器除塵原理 54158287.3半精細(xì)除塵裝置 54178387.4精細(xì)除塵裝置 55147047.4.1文式管 55170687.4.2靜電除塵器 5697587.5脫水器 56144058渣鐵處理系統(tǒng) 58241968.1風(fēng)口平臺(tái)及出鐵場設(shè)計(jì) 58243498.1.1風(fēng)口平臺(tái)及出鐵場 5899868.1.2渣鐵溝和撇渣器 59182278.1.3擺動(dòng)流嘴 59164368.2爐前要緊設(shè)備 60176378.2.1開鐵口機(jī) 60129058.2.2堵鐵口泥炮 60222808.2.3爐前吊車 60168608.3鐵水處理 60222038.3.1魚雷罐車 60147758.3.2鑄鐵機(jī) 6117658.4爐渣處理設(shè)備 61276868.4.1拉薩法水淬渣 6121658.4.2干渣生產(chǎn) 61307219能源回收利用 62104609.1高爐爐頂余壓發(fā)電 62316229.2熱風(fēng)爐煙道廢氣余熱回收 6211387參考文獻(xiàn) 6316306專題研究 6428922外文翻譯 7217605致謝 82前言在近代國家是否發(fā)達(dá)的要緊標(biāo)志是其工業(yè)化及生產(chǎn)自動(dòng)化的水平，即工業(yè)生產(chǎn)在國民經(jīng)濟(jì)中所占的比重以及工業(yè)的機(jī)械化、自動(dòng)化程度。而勞動(dòng)生產(chǎn)率是衡量工業(yè)化水平極為重要的標(biāo)志之一。為達(dá)到較高的勞動(dòng)生產(chǎn)率需要大量的機(jī)械設(shè)備。鋼鐵工業(yè)為制造各種機(jī)械設(shè)備提供最差不多的材料，屬于基礎(chǔ)材料工業(yè)的范疇。鋼鐵還能夠直接為人民的日常生活服務(wù)，如為運(yùn)輸業(yè)、建筑業(yè)及民用品提供差不多材料。一定意義上，一個(gè)國家鋼鐵工業(yè)的進(jìn)展?fàn)顩r也反映其國民經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的程度。衡量鋼鐵工業(yè)的水平應(yīng)考察其產(chǎn)量（人均占有鋼的數(shù)量）、質(zhì).量、品種、經(jīng)濟(jì)效益及勞動(dòng)生產(chǎn)率等各方面?？v觀當(dāng)今世界各國，所有發(fā)達(dá)國家無一不是具有相當(dāng)發(fā)達(dá)的鋼鐵工業(yè)的。鋼鐵工業(yè)的進(jìn)展需要多方面的條件，如穩(wěn)定可靠的原材料資源，包括鐵礦石、煤炭及某些輔助原材料，如錳礦、石灰石及耐火材料等；穩(wěn)定的動(dòng)力資源，如電力、水等。此外，由于鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模大，每天原材料及產(chǎn)品的吞吐量大，需要龐大的運(yùn)輸設(shè)施為其服務(wù)。一般要有鐵路或水運(yùn)干線通過鋼鐵廠。關(guān)于大型鋼鐵企業(yè)來講，還必須有重型機(jī)械的制造及電子工業(yè)為其服務(wù)。此外，建設(shè)鋼鐵企業(yè)需要的投資大，建設(shè)周期長，而回收效益慢。故雄厚的資金是進(jìn)展鋼鐵企業(yè)的重要前提。鋼鐵之因此成為各種機(jī)械裝備及建筑、民用等各部門的基礎(chǔ)材料，是因?yàn)樗邆湟韵聝?yōu)越性能，同時(shí)價(jià)格低廉。1、有較高的強(qiáng)度及韌性。2、容易用鑄、鍛、切削及焊接等多種方式進(jìn)行加工，以得到任何結(jié)構(gòu)的工件。3、所需資源（鐵礦、煤炭等）貯量豐富，可供長期大量采納，成本低廉。4、人類自進(jìn)入鐵器時(shí)代以來，積存了數(shù)千年生產(chǎn)和加工鋼鐵材料的豐富經(jīng)驗(yàn)，已具有成熟的生產(chǎn)技術(shù)。自古至今，與其他工業(yè)相比，鋼鐵工業(yè)相對生產(chǎn)規(guī)模大、效率高、質(zhì)量好和成本低。到目前看不出，有任何其他材料在可預(yù)見的今后，能代替鋼鐵現(xiàn)在的地位。1高爐冶煉綜合計(jì)算1.1概述組建煉鐵車間或新建高爐，都必須依據(jù)產(chǎn)量以及原料和燃料條件作高爐冶煉綜合計(jì)算，包括配料計(jì)算、物料平衡計(jì)算和熱平衡計(jì)算。從計(jì)算中得到原料、燃料消耗量及鼓風(fēng)消耗等，也得到了要緊產(chǎn)品（除生鐵以外）煤氣及爐渣生產(chǎn)量等差不多參數(shù)。以這些參數(shù)為基礎(chǔ)作煉鐵車間或高爐設(shè)計(jì)。計(jì)算之前，首先必須確定要緊工藝技術(shù)參數(shù)。關(guān)于一種新的工業(yè)生產(chǎn)裝置，應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)室研究、半工業(yè)性試驗(yàn)、以致于工業(yè)性試驗(yàn)等一系列研究來確定差不多工藝技術(shù)參數(shù)。高爐煉鐵工業(yè)已有200余年的歷史，技術(shù)差不多成熟，計(jì)算用差不多工藝參數(shù)的確定，除專門礦源應(yīng)做冶煉差不多研究外，一般情況下差不多上結(jié)合地區(qū)條件、地區(qū)高爐冶煉情況予以分析確定。例如冶煉強(qiáng)度、焦比、有效容積利用系數(shù)等。計(jì)算用的各種原料、燃料以及輔助材料等必須做工業(yè)全分析，而且將各種成分之總和換算成100%，元素含量和化合物含量要相吻合。將依據(jù)確定的工藝技術(shù)參數(shù)、原燃料成分計(jì)算出單位產(chǎn)品的原料、燃料以及輔助材料的消耗量，以及主、副產(chǎn)品成分和產(chǎn)量等，供車間設(shè)計(jì)使用。配料計(jì)算也是物料平衡和熱平衡計(jì)算的基礎(chǔ)。依據(jù)質(zhì)量守衡定律，投入高爐物料的質(zhì)量總和應(yīng)等于高爐排出物料的質(zhì)量總和。物料平衡計(jì)算能夠驗(yàn)證配料計(jì)確實(shí)是否準(zhǔn)確無誤，也是熱平衡計(jì)算的基礎(chǔ)。物料平衡計(jì)算結(jié)果的相對誤差不應(yīng)大于0.3%。1.2配料計(jì)算1.2.1原燃料條件1、原料成分（原始成分為燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、天然礦以及爐塵，表中只顯示計(jì)算后的綜合礦）見表1.1；2、燃料成分，見表1.2、表1.3；3、確定冶煉條件；預(yù)定生鐵成分（%），見表1.4。表1.1原料成分（%）原料TFeMnPSFeOCaOMgOSiO2綜合礦59.620.030.0320.0316.107.6331.9855.357爐塵43.390.240.0260.0915.308.301.9913.80原料Al2O3MnOP2O5FeSFe2O3燒損ΣH2OCO2綜合礦1.510.0390.0730.08367.22100.00爐塵1.310.310.060.24344.771.967C=11.95100.00注：綜合礦=70%燒結(jié)礦+20%球團(tuán)礦+10%天然礦表1.2焦炭成分（%）固定炭灰分（13.51）有機(jī)物（1.32）揮發(fā)份（0.43）Σ水SiO2Al2O3CaOMgOFeOH2N2SCO2H2COCH4N284.747.614.560.520.140.670.150.0260.160.0170.0771004.00表1.3噴吹燃料成分（%）品種CHOH2ONS灰分ΣSiO2Al2O3CaOMgOFeO煤粉77.832.352.330.830.460.307.156.830.690.300.93100FeSiMnPSC95.140.650.030.0350.0254.12表1.4生鐵成分（%）其中Si、S由生鐵質(zhì)量要求定分不為0.65、0.03；Mn、P由原料條件定為0.03、0.035。C＝4.3－0.27Si－0.329P－0.032S＋0.3Mn＝4.12Fe＝[100－Si－Mn－P－S－C]%。某元素在生鐵、爐渣、爐氣中的分配率（%），見表1.5。燃料消耗量（kg/t生鐵）；焦炭345煤粉150置換比0.7表1.5元素的分配率FeMnSP生鐵99.750—100爐渣0.350—0爐氣0050鼓風(fēng)濕度12g/m3風(fēng)溫1150爐塵量20kg/t生鐵入爐熟爐料溫度25爐頂煤氣溫度200焦炭冶煉強(qiáng)度0.79t/(d·m3)綜合冶煉強(qiáng)度1.03t/(d·m3)利用系數(shù)2.3t/(d·m3)1.2.2計(jì)算礦石需要量G礦1、燃料帶入的鐵量GFe燃首先計(jì)算20kg爐塵中的焦粉量：kg高爐內(nèi)襯參加反應(yīng)的焦炭量為：kg=85.48+26.04+10.73-13.93=108.32kg2、進(jìn)入爐渣中的鐵量：3、需要由鐵礦石帶入的鐵量為：4、冶煉1噸生鐵的鐵礦石需要量：考慮到爐塵吹出量，入爐鐵礦石量為：1.2.3計(jì)算熔劑需要量G熔1、設(shè)定爐渣堿度制鋼生鐵：R＝1.10－1.2；鑄造生鐵：R＝1.0－1.12、原料、燃料帶有的CaO量鐵礦石帶入的CaO量為：焦炭帶入的CaO量為：煤粉帶入的CaO量為：3、原料、燃料帶入的SiO2量鐵礦石帶入的SiO2量為：焦炭帶入的量為：煤粉帶入的量為：硅素還原消耗的量為：1.2.4爐渣成分的計(jì)算原料、燃料及熔劑的成分見表1.6。表1.6每噸生鐵帶入的有關(guān)物質(zhì)的量原燃料數(shù)量kgCaOMgOSiO2Al2O3MnOS%kg%kg%kg%kg%kg%kg綜合礦1595.727.633121.81.98531.6755.35785.481.5124.090.030.620.030.48焦炭342.180.521.780.140.487.6126.044.5615.60.772.635煤粉1500.691.040.30.457.1510.76.8310.250.300.45Σ124.6232.605122.2549.9450.623.5651、爐渣中CaO的量由表1.6：2、爐渣中SiO2的量式中122.25——原、燃料帶入SiO2的總量，kg（見表1.6）；13.93——還原消耗SiO2的量（），kg。3、爐渣中的量由表1.8：4、爐渣中的量由表1-8：GMgO渣＝32.61kg5、爐渣中MnO的量GMnO渣。由表1.8：GMnO渣＝0.62×50%＝0.31kg式中0.62——原、燃料帶入MnO的總量，kg（見表1.6）；50%——錳元素在爐渣中的分配率（見表1.5）。6、爐渣中FeO的量GFeO渣進(jìn)入渣中的鐵量為：Fe渣＝2.863kg，并以FeO形式存在，故而7、爐渣中S的量，GS渣原、燃料帶入的總硫量為：GS＝3.565kg（見表1.6）進(jìn)入生鐵的硫量為：進(jìn)入煤氣中的硫量為：爐渣成分見表1.7。表1.7爐渣成分組元CaOMgOSiO2Al2O3MnOFeOS/2ΣCaO/SiO2kg124.6232.61108.3249.950.313.681.57321.061.15%38.8210.1633.7415.59100.00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。將CaO、SiO2、Al2O3、MgO四元組成換算成100%，見表1.8。表1.8四種渣成分CaOSiO2Al2O3MgOΣ38.8233.7415.5610.1698.2839.5034.3315.8310.34100.001.2.5校核生鐵成分1、生鐵含磷[P]，按原料帶入的磷全部進(jìn)入生鐵計(jì)算。鐵礦石帶入的磷量為：2、生鐵含錳[Mn]，按原料帶入的錳有50%進(jìn)入生鐵計(jì)算，原料共帶入MnO為0.62kg，見表1.8。3、生鐵含碳。4、生鐵含硅[Si]=0.65%。5、生鐵含硫[S]=0.025%。校核后的生鐵成分（%）見表1.9。表1.9校核后生鐵成分成分[Fe][Si][Mn][P][S][C]含量95.140.650.0240.0510.0254.111.3物料平衡計(jì)算1.3.1風(fēng)量計(jì)算1、風(fēng)口前燃燒的碳量GC燃。燃料帶入的總碳量：溶入生鐵中的碳量為：生成甲烷的碳量為：燃料帶入的總碳量約有1%~1.5%與氧化合生成甲烷，取1%。直接還原消耗的GC直：錳還原消耗的碳量為：硅還原消耗的碳量為：磷還原消耗的碳量為：鐵直接還原消耗的碳量為：rd一般為0.4~0.5，本計(jì)算取0.45。r`d＝0.45－0.06＝0.39式中——?dú)湓诟郀t內(nèi)的利用率，一般為0.3~0.5，本計(jì)算取0.33；α——被利用氫量中，參加還原FeO的半粉量，一般為0.85~1.0，本計(jì)算取0.9；V風(fēng)——設(shè)定的每噸生鐵耗風(fēng)量，本計(jì)算取1200m風(fēng)口前燃燒的碳量為：2、計(jì)算鼓風(fēng)量V風(fēng)=1\*GB3①鼓風(fēng)中氧的濃度為：=2\*GB3②GC燃燃燒需要氧的體積為：=3\*GB3③煤粉帶入氧的體積為：=4\*GB3④需鼓風(fēng)供給氧的體積為：1.3.2爐頂煤氣成分及數(shù)量的計(jì)算1、甲烷的體積=1\*GB3①由燃料碳素生成的甲烷量為:=2\*GB3②焦炭揮發(fā)份中的甲烷量為：2、氫的體積VH2=1\*GB3①由鼓風(fēng)中水分分解產(chǎn)生的氫量為：=2\*GB3②焦炭揮發(fā)份及有機(jī)物中的氫量為：=3\*GB3③煤粉分解產(chǎn)生的氫量為：=4\*GB3④爐缸煤氣中氫的總生產(chǎn)量為：=5\*GB3⑤生成甲烷消耗的氫量為：=6\*GB3⑥參加間接還原消耗的氫量為：3、二氧化碳的體積VCO2=1\*GB3①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：參加還原Fe2O3為FeO的氫氣量為：由氫還原Fe2O3的質(zhì)量為：由CO還原的質(zhì)量為：=2\*GB3②由CO還原FeO為Fe生成的CO2量為：=3\*GB3③焦炭揮發(fā)份中的CO2量為：4、一氧化碳的體積VCO=1\*GB3①風(fēng)口前碳素燃燒生成CO量為：=2\*GB3②直接還原生成CO量為：=3\*GB3③焦炭揮發(fā)份中CO量為：=4\*GB3④間接還原消耗的CO量為：5、氮?dú)獾捏w積N2=1\*GB3①鼓風(fēng)帶入的N2量為：=2\*GB3②焦炭帶入的N2量為=3\*GB3③煤粉帶入的N2量為煤氣成分見表1.10。表1.10煤氣成分CO2CON2H2CH4Σ體積m3357.28318.29924.9530.957.681639.15%21.819.4256.431.890.47100.001.3.3編制物料平衡表1、鼓風(fēng)質(zhì)量的計(jì)算1m3鼓風(fēng)的質(zhì)量為：2、煤氣質(zhì)量計(jì)算1m3煤氣的質(zhì)量為：3、煤氣中的水分=1\*GB3①焦炭帶入的水分為：=2\*GB3②氫氣參加還原生成的水分為：物料平衡列入表中1.11。表1.11物料平衡表入相kg%出相kg%綜合礦1612.9044.31生鐵100027.51焦炭（濕）358.809.86爐渣321.058.83鼓風(fēng)（濕）1518.3441.71煤氣（干）2260.3762.18煤粉150.004.12煤氣中水33.720.93爐塵20.000.55Σ3640.04100Σ3635.14100%1.4熱平衡計(jì)算1.4.1熱量收入q收1、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：式中33436.2——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：式中9804.6——C氧化為CO放熱，kJ/kg2、鼓風(fēng)帶入的熱量q風(fēng)式中q空氣——在1150℃下空氣的熱容量，其值為1643.11kJ/m3q水氣——在1150℃下水氣的熱容量，其值為2030.26kJ/m33、氫氧化為水放熱式中13454.09——H2氧化為水放熱，kJ/kg4、甲烷生成熱式中4709.56——甲烷生成熱，kJ/kg5、爐料物理熱q物80℃冷綜合礦比熱容為0.674kJ/kg·℃。熱量總收入：1.4.2熱量支出q支1、氧化物分解吸熱q氧化物分解（1）鐵氧化物分解吸熱q鐵氧化：能夠考慮其中有20%FeO以硅酸鐵形式存在，其余以Fe3O4形式存在，因此：GFeO磁＝G礦FeO%礦－GFeO硅式中4078.25、4803.33、5156.59——分不為FeSiO3、Fe3O4、Fe2O3分解熱，kJ/kg（2）錳氧化物分解吸熱為:式中7366.02——由MnO分解產(chǎn)生1kg錳汲取的熱量，kJ/kg（3）硅氧化物分解吸熱為:式中31102.37——由SiO2分解產(chǎn)生1kg硅汲取的熱量，kJ/kg（4）磷酸鹽分解吸熱為:式中35782.6——Ca3（PO4）2分解產(chǎn)生1kg磷汲取熱量，kJ/kg2、脫硫吸熱式中8359.05——假定礦中硫以FeS形式存在，脫出1kg硫吸熱量值，kJ/kg3、水分分解吸熱式中13454.1——水分解吸熱，kJ/kg4、爐料游離水蒸發(fā)吸熱式中2682——1kg水由0℃變?yōu)?00℃水汽吸熱，kJ/kg5、鐵水帶走的熱q鐵水式中1173——鐵水熱容量，kJ/kg6、爐渣帶走的熱式中1760——爐渣熱容量，kJ/kg7、噴吹物分解吸熱式中1048——煤粉分解熱，kJ/kg8、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·℃)]如下（表1.12）：表1.12各種氣體的平均比熱容N2CO2COH2CH4H2O汽1.2841.7771.2841.2781.6101.605（1）干煤氣帶走的熱量為（2）煤氣中水汽帶走的熱為9、爐塵帶走的熱量式中0.7542——為爐塵的比熱容，kJ/(kg·℃)10、冷卻水帶走及爐殼散發(fā)熱損失1.4.3熱平衡表見表1.13。表1.13熱平衡表熱收入kJ%熱支出kJ%碳素氧化放熱8011601.9477.42氧化物分解6788136.0965.60熱風(fēng)帶的熱1955464.5018.90脫硫26219.830.25甲烷生成熱25538.930.25游離水蒸發(fā)36709.030.35氫氧化放熱269527.132.60鐵水帶熱117300011.34物料物理熱85581.640.83爐渣帶熱565048.705.46總計(jì)10347714.15100噴吹物分解1572001.52煤氣帶熱460525.624.45水分分解208174.692.01爐塵帶熱3016.80.03熱損失929683.388.98總計(jì)10347714.15100熱量利用系數(shù)KT關(guān)于一般中小型高爐KT值為80%~85%[10]，近代高爐由于大型化和原料條件的改善可達(dá)到近90%碳素利用系數(shù)KKC值關(guān)于中小型高爐為50%~60%，大型而原料條件較好的高爐可達(dá)到65%以上。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。高爐的大小以高爐有效容積表示；高爐有效容積和座數(shù)表明高爐車間的規(guī)模，高爐有效容積和爐型是高爐本體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。近代高爐有效容積向大型化進(jìn)展。目前，世界大型高爐有效容積已達(dá)到5000m3級(jí)，而爐型設(shè)計(jì)則向著大型橫向進(jìn)展，H/D值已近2.0左右。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)。高爐爐襯用耐火材料，已由單一的陶瓷質(zhì)耐火材料，普遍地過渡到陶瓷質(zhì)和碳質(zhì)耐火材料綜合結(jié)構(gòu)，也有采納高純度Al2O3的剛玉磚和碳化硅磚；高爐冷卻設(shè)備期間結(jié)構(gòu)亦在不斷改進(jìn)，軟水冷卻、純水冷卻在逐漸擴(kuò)大其使用范圍。由于高爐綜合設(shè)計(jì)水平的提高，強(qiáng)化高爐爐齡差不多可望達(dá)到十年或更長。高爐本體結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)是高爐車間實(shí)際首要解決的關(guān)鍵所在，必須慎重對待。2.1高爐爐型高爐是豎爐。高爐內(nèi)部工作空間剖面的形狀成為高爐爐型或高爐內(nèi)型。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進(jìn)展。高爐冶煉的實(shí)質(zhì)是上升的煤氣流和下降爐料之間所進(jìn)行的傳熱傳質(zhì)過程，因此必須提供燃料燃燒所必須的空間，提供高溫煤氣流與爐料進(jìn)行傳熱傳質(zhì)的空間。爐型要適應(yīng)爐料燃燒條件，保證冶煉過程的順行。2.2爐型設(shè)計(jì)與計(jì)算高爐爐型設(shè)計(jì)的依據(jù)是單座高爐的生鐵產(chǎn)量，由產(chǎn)量確定高爐有效容積。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)爐型差不多上依產(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，便能夠確定某一合適的數(shù)值，如此做盡管有一定的道理，但并不全面。現(xiàn)在多數(shù)國家差不多上以產(chǎn)量和有效容積利用系數(shù)（ηv）來確定高爐有效容積，再以有效容積為基礎(chǔ)，計(jì)算其他尺寸。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)刻，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)刻性、相對性。高爐冶煉是復(fù)雜的物理化學(xué)過程，設(shè)計(jì)的爐型必須適應(yīng)冶煉過程的需要，設(shè)計(jì)爐型應(yīng)能保證高爐一代獲得穩(wěn)定的較高的產(chǎn)量，優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，較低的能耗和一代長壽。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)。高爐冶煉實(shí)際上是長時(shí)刻在操作爐型內(nèi)進(jìn)行。因此掌握冶煉過程中爐型的變化及其趨勢，對設(shè)計(jì)合理爐型特不重要。高爐大修設(shè)計(jì)，應(yīng)對前一代高爐爐型做詳細(xì)地調(diào)查和分析。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。設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)一個(gè)年產(chǎn)煉鋼生鐵280萬噸，鑄造生鐵40萬噸的高爐車間。計(jì)算時(shí)鑄造生鐵按照煉鋼生鐵計(jì)算。1、確定年工作日：取年日期的95%2、鑄造生鐵換算煉鋼生鐵的折算系數(shù)為：1.0540萬噸×1.05=42萬噸年產(chǎn)煉鋼生鐵總量：280萬噸+42萬噸=322萬噸日產(chǎn)量：3、定容積：選定高爐座數(shù)為2座，利用系數(shù)為ηv=2.3t/(d·m3)每座高爐日產(chǎn)量每座高爐容積為4、爐缸尺寸=1\*GB2⑴爐缸直徑=2\*GB2⑵爐缸高度渣口高度b－生鐵產(chǎn)量波動(dòng)系數(shù)一般取1.2；P－生鐵日產(chǎn)量，t；N－晝夜出鐵次數(shù)，一般2h出一次鐵，本計(jì)算取9；c－渣口以下爐缸容積利用系數(shù)，一般為0.55～0.6，渣量大時(shí)取低值；－鐵水密度，可取值7.1t／;d－爐缸直徑；風(fēng)口高度：因?yàn)槿∠?，選定k=0.60,風(fēng)口數(shù)目：選取風(fēng)口的結(jié)構(gòu)尺寸為：a=0.5m。爐缸高度：h1=hf+a=3.3+0.5=3.8m取=3.8m鐵口的數(shù)目n鐵=2。5、死鐵層厚度h0選取h0=0.2d=0.2×9.8=1.96m。該值在同類高爐中偏大，目的是延長高爐壽命。6、爐腰直徑、爐腹角、爐腹高度選取D/d=1.13，則D=1.13d=1.13×9.8=11.07m取D=11m。選取α=81°，則7、爐喉直徑、爐喉高度選取d1/D=0.7，則d1=11×0.7=7.7m。選取=2.0m。8、爐身角、爐身高度選取β=84°，則9、爐腰高度選取/D=2.5，則=2.5×11=27.5m，取=27.5m。=27.5－3.8－3.8－15.7－2.0=2.2m10、校核爐容=1\*GB2⑴爐缸體積：=2\*GB2⑵爐腹體積：=3\*GB2⑶爐腰體積：=4\*GB2⑷爐軀體積：=5\*GB2⑸爐喉體積：2002.01m誤差：爐型設(shè)計(jì)合理，符合要求。11、繪制高爐爐型圖。高爐爐型圖見圖2.1。圖2.1高爐爐型及尺寸2.3高爐爐襯設(shè)計(jì)按照設(shè)計(jì)爐型，以耐火材料砌筑的實(shí)體稱為高爐爐襯。高爐爐襯的作用在于構(gòu)成高爐的工作空間，減少熱損失，并愛護(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。2.3.1爐底的爐襯設(shè)計(jì)與砌筑1、破壞機(jī)理：爐底破損分兩個(gè)時(shí)期，初期是鐵水滲入將磚漂移而成鍋底深坑；在1400～1600℃2、使用的耐火材料：采納滿鋪碳磚砌筑，用泥漿為黏土火泥—水泥泥料填充料。3、砌筑方式：滿鋪碳磚爐底砌筑，碳磚砌筑在水冷管的碳搗層上，有厚縫和薄縫兩種連接形式，薄縫連接時(shí)，各列賺砌縫不大于2.5mm，厚縫連接時(shí)，磚縫為35～45mm，縫中以碳素?fù)v料搗固。目前的砌法是碳磚的短縫用薄縫連接，兩側(cè)的長縫用厚縫連接。相鄰兩行碳磚磚縫必須錯(cuò)縫200mm以上。兩成碳磚磚縫成90°。4、計(jì)算：（1）所選炭磚型號(hào)：。（2）計(jì)算塊數(shù)：由于d=9800m、h0=1960mm，要求薄縫不大于1.5mm、厚縫不大于2.5mm，因此：≈50塊。厚層數(shù)=1960/400≈5層，總磚數(shù)。2.3.2爐缸設(shè)計(jì)的爐襯設(shè)計(jì)1、破壞機(jī)理：爐缸下部是盛渣鐵夜的地點(diǎn)，周期地進(jìn)行聚攏和排出，因此渣鐵的流淌、爐內(nèi)渣鐵液面的升降，大量的煤氣流等高溫氣體對爐襯的沖刷是要緊的破壞因素，特不是鐵口、鐵口附近的爐襯是沖刷最厲害的地點(diǎn)；高爐爐渣偏堿性而常用的耐火磚偏酸性，故在高溫下化學(xué)性渣化，對爐缸磚襯是一個(gè)重要的破壞因素；風(fēng)口帶是爐內(nèi)最高溫度區(qū)域，爐襯經(jīng)常承受1800～2400℃2、使用的耐火磚：采納熱壓碳磚，用炭質(zhì)填料及熱固性炭膠粘結(jié)。3、計(jì)算：（1）熱壓炭磚的型號(hào)：磚縫：2mm.砌磚與冷卻壁：100～150mm（2）爐鋼高度h1=3900mm縱層數(shù)：h1/c=3900/64=61層。橫層數(shù)：1150/229=5層。第一內(nèi)層所需磚數(shù)為：。即第二內(nèi)層總數(shù)：同理：第三內(nèi)層磚數(shù)為：154塊第四內(nèi)層磚數(shù)為：158塊第五內(nèi)層磚數(shù)為：161塊因此最底層磚數(shù)為：，總磚塊數(shù)為：。2.3.3爐腹、爐腰和爐身下部的爐襯設(shè)計(jì)1、爐腹部位內(nèi)襯破損機(jī)理：爐腹距風(fēng)口最近，受強(qiáng)烈熱作用力，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，或稱熱震破壞力專門大；由于爐腹傾斜，受料柱壓力和崩料、坐料時(shí)沖擊力的阻礙；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)侵蝕和氧化作用。2、爐腹?fàn)t襯設(shè)計(jì)：耐火磚的選擇：采納高鋁磚砌筑。（1）砌筑方式：由于開爐后爐腹部位的砌磚專門快被侵蝕掉，靠渣皮工作，一般砌一層高鋁磚或黏土磚，厚度為345mm左右，爐腰有3種結(jié)構(gòu)，采納薄壁式爐腰，爐身砌磚厚度通常為690～805mm（選取690mm）用鑲磚冷卻壁冷卻爐腹、爐腰及爐身下部，砌磚緊靠冷卻壁，縫隙填濃泥漿。也有的后墻爐身，采納冷卻水箱冷卻，這時(shí)砌磚與冷卻水箱之間側(cè)面和上面縫隙為5～20mm，下面為10～15mm，爐腹、爐腰砌磚磚縫應(yīng)不大于1.5mm，上下層砌縫和環(huán)縫均勻錯(cuò)開，爐身傾斜部分按3層磚依次砌筑。（2）選用的高鋁磚型號(hào)：（3）爐腹高度：h2=3400mm厚度為345mmα=80°48′40″縱層數(shù)：橫層數(shù)：1層計(jì)算磚數(shù)：第一層：由于傾斜部分接三層磚錯(cuò)臺(tái)砌筑.即向外延伸24.3mm，因此第二層與第三層均為（87+150）塊磚。第四層為（87+151）塊磚；……同理：第45層為（87+164）塊；第46層為（87+165）塊；即楔形磚總數(shù)為：。直形磚總數(shù)：。3、爐腰、爐身下部內(nèi)襯破損機(jī)理：高溫煤氣沖刷和熱沖擊；堿金屬、鋅蒸汽和沉積碳的侵蝕；初渣氧化亞鐵、氧化錳的侵蝕，爐腰部比爐腹的更高。采納剛玉磚砌筑，剛玉型號(hào)：GAZ—98。取h3=2000mm，D=11700mm，且采納薄壁式爐腰，厚度為345mm。2.3.4爐身上部和爐喉的爐襯設(shè)計(jì)1、砌筑方式：選用高鋁磚砌筑，h5=2400mm，厚度690mm，按三層錯(cuò)臺(tái)一次砌筑。爐身上部砌磚與爐殼間隙為100～150mm，填以水渣-石棉隔熱材料。2、耐材種類：高鋁磚：G-2：G-4：3、計(jì)算（損耗5%）：縱層數(shù)：；截面橫層數(shù)：；設(shè)每三層為一階，則爐身總階數(shù)為每階減少內(nèi)徑：73.3mm?？倢訑?shù)?！瓑K楔形磚總塊數(shù)：。直形磚總塊數(shù)：。4、爐喉爐喉襯板以鑄鋼件制成，在爐喉的鋼殼上裝有吊掛座，座下裝有橫的擋板。其爐喉鋼磚如圖2.2所示。2.4高爐冷卻設(shè)備2.4.1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：圖2.2爐喉鋼磚1—爐喉鋼磚；2—鋼軌形吊掛；3—爐殼1、愛護(hù)爐殼。在正常生產(chǎn)時(shí)，高爐爐殼只能在低于80℃2、對耐火材料的冷卻和支撐。3、維持合理的操作爐型。4、當(dāng)耐火材料大部分侵蝕后，能靠冷卻設(shè)備上的渣皮接著維持高爐生產(chǎn)。2.4.2冷卻介質(zhì)及水的軟化高爐冷卻用冷卻介質(zhì)是水，因?yàn)樗臒崛萘看?、熱?dǎo)率大、便于輸送，成本低廉。水的軟化要緊是將鈉離子通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。2.4.3冷卻方式1、爐缸、爐腹及爐腰的冷卻本設(shè)計(jì)采納爐體砌磚與冷卻壁（銅冷卻壁）一體化，立即氮化物結(jié)合的碳化硅磚（相當(dāng)于爐體砌磚）與冷卻壁合注在一起，如此較好的解決了磚襯的支承問題，縮短了施工工期。其優(yōu)點(diǎn)是：冷卻壁安裝在爐殼內(nèi)部，爐殼不開口，因此密封性好；由于均布于爐襯之外，因此冷卻均勻，侵蝕后爐襯內(nèi)壁光滑。2、爐身冷卻為了提高高爐爐身壽命，本設(shè)計(jì)采納爐身冷卻模塊技術(shù)，將冷卻水管直接焊接在爐殼上，并澆鑄耐熱混凝土，是由爐殼—厚壁鋼管—耐熱混凝土構(gòu)成的大型冷卻模塊組成。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。將厚壁（15mm）把手型無縫鋼管作為冷卻元件直接焊在爐殼鋼甲上，在爐殼及鋼管見澆注耐熱混凝土，混凝土層高出水管110～130mm，構(gòu)成大型預(yù)制冷卻模塊。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。要緊技術(shù)優(yōu)點(diǎn)如下：⑴與傳統(tǒng)的“爐殼—鑄鐵冷卻壁—爐襯”相比，爐身壽命提高近1倍。⑵明顯降低爐身造價(jià)。新型冷卻模塊結(jié)構(gòu)以鋼管代替鑄鐵冷卻壁使冷卻設(shè)備重量大大降低，而以耐熱混凝土代替耐火磚，不論價(jià)格或數(shù)量都大為減少，使高爐爐身造價(jià)成倍降低。⑶縮短大修時(shí)刻，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。⑷高爐大修初始即形成操作爐型，有力高爐順行，同時(shí)由于爐襯減薄，也擴(kuò)大了爐容，在供排水方面無專門要求，利用原有系統(tǒng)即可正常進(jìn)行。3、爐底冷卻本設(shè)計(jì)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)行冷卻則爐體底部侵蝕嚴(yán)峻，因此，高爐爐底中心部位要冷卻，高爐水冷爐底結(jié)構(gòu)如圖2.5所示。圖2.5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φ40mm×10mm，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50～100mm.爐殼開孔后加墊板加固，開孔處應(yīng)避開爐殼折點(diǎn)150mm以上。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)排水口要高于水冷管水平面，保證管內(nèi)充滿水。2.4.4高爐冷卻系統(tǒng)采納軟（純）水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)，工作原理見圖2.6所示，這是一個(gè)完全密閉的系統(tǒng)，用軟水作為冷卻介質(zhì)。軟水由循環(huán)泵送往冷卻設(shè)備，冷卻設(shè)備排出的冷卻水經(jīng)膨脹罐送往空氣冷卻器，經(jīng)空氣冷卻器散發(fā)于大氣中，然后再經(jīng)循環(huán)泵送往冷卻設(shè)備。圖2.6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—充氮膨脹罐為一圓柱形密閉容器，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(shí)際溫度之差，即提高冷卻水的欠冷度。膨脹罐具有補(bǔ)償由于溫度的變化和水的泄露而引起的系統(tǒng)冷卻水體積的變化，穩(wěn)定冷卻系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)通過罐內(nèi)水位的變化，推斷系統(tǒng)泄露情況和合理補(bǔ)充軟水?？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。軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)的特點(diǎn)有：1、工作穩(wěn)定可靠：由于冷卻系統(tǒng)內(nèi)具有一定的壓力，因此冷卻介質(zhì)具有較大的欠冷度。2、冷卻效果好，高爐壽命長。它使用的冷卻介質(zhì)是軟（純）水，是通過化學(xué)處理即除去水中硬度和部分鹽類的水。這就從全然上解決了在冷卻水管或冷卻設(shè)備內(nèi)壁結(jié)垢的問題，保證有效冷卻并能延長冷卻設(shè)備的壽命。3、節(jié)水。因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)完全處于密閉狀態(tài)，因此沒有水的蒸發(fā)損失，而流失也專門少。4、電能耗量低。閉路系統(tǒng)循環(huán)水泵的揚(yáng)程僅取決于系統(tǒng)的阻力損失。2.5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]。2.5.1熱風(fēng)圍管熱風(fēng)圍管的作用是將熱風(fēng)總管送來的熱風(fēng)均勻地分配到各送風(fēng)支管中去。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。為了不阻礙爐前作業(yè)，熱風(fēng)圍管都采納吊掛式，大框架熱風(fēng)圍管吊掛在橫梁上，熱風(fēng)總管與熱風(fēng)圍管的直徑相同，其直徑由下式計(jì)算：D===1.4m式中D——熱風(fēng)總管或熱風(fēng)圍管內(nèi)徑，mQ——?dú)怏w實(shí)際狀態(tài)下的體積流量，m3/sv——?dú)怏w實(shí)際狀態(tài)下的流速，m/s。本計(jì)算取30m/s2.5.2送風(fēng)支管送風(fēng)支管的作用是將熱風(fēng)圍管供來的熱風(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)支管長期處于高溫、多塵的環(huán)境中，工作條件專門惡劣，因此要求送風(fēng)支管密封性好，壓損小，熱量損失小，在熱脹冷縮的條件下由自動(dòng)調(diào)節(jié)位移的功能。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。2.5.3直吹管直吹管是高爐送風(fēng)支管的一部分，尾部與彎管相連，端頭與風(fēng)口緊密相連。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。直吹管由端頭、管體噴吹管、尾部法蘭和端頭水冷管路五部分組成，如圖2.8所示。圖2.8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2.5.4風(fēng)口裝置1、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(gè)部件。它位于高爐爐缸上部，成一定角度探出爐壁。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，其結(jié)構(gòu)見圖2.9所示。圖2.9風(fēng)口裝置結(jié)構(gòu)示意圖1—風(fēng)口中套冷水管；2—風(fēng)口大套密封罩；3—爐殼；4—抽氣孔；5—風(fēng)口大套；6—灌泥漿孔；7—風(fēng)口小套冷水管；8—風(fēng)口小套；9—風(fēng)口小套壓緊裝置；10—灌泥漿孔；11—風(fēng)口法蘭；12—風(fēng)口中套壓緊裝置；13—風(fēng)口中套2、風(fēng)口中套風(fēng)口中套的作用是支撐風(fēng)口小套，其前端內(nèi)孔的錐面與風(fēng)口小套的外錐面配合，上端的外錐面與大套配合，用鑄造紫銅制作。3、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)口大套的前端錐面與風(fēng)口中套上端錐面配合，上端通過風(fēng)口法蘭與爐體裝配連接在一起。風(fēng)口導(dǎo)套為鑄鋼件。2.6高爐鋼結(jié)構(gòu)高爐鋼結(jié)構(gòu)包括爐殼、爐體框架、爐頂框架、平臺(tái)和梯子等。高爐鋼結(jié)構(gòu)是保證高爐正常生產(chǎn)的重要設(shè)施。2.6.1高爐本體鋼結(jié)構(gòu)本設(shè)計(jì)采納爐體框架式，其結(jié)構(gòu)如圖2.10所示。其特點(diǎn)是由4根支柱連接成框架，而框架是一個(gè)與高爐本體不相連接的獨(dú)立結(jié)構(gòu)。框架下部固定在高爐基礎(chǔ)上，頂端則支撐在爐頂平臺(tái)。因此爐頂框架的重量、煤氣上升管的重量、各層平臺(tái)及水管重量，完全由大框架直接傳給基礎(chǔ)。只由裝料設(shè)備重量經(jīng)爐殼傳給基礎(chǔ)。圖2.10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，因此風(fēng)口平臺(tái)寬敞，爐前操作方便，還有利于大修時(shí)高爐容積的擴(kuò)大。2.6.2爐殼爐殼是高爐的外殼，里面有冷卻設(shè)備和爐襯，頂部是裝料設(shè)備和煤氣上升管，下部坐落在高爐基礎(chǔ)上，是不等截面的圓筒體。爐殼的要緊作用是固定冷卻設(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。爐殼厚度應(yīng)與工作條件相適應(yīng)，各部位厚度可由下式計(jì)算；δ=kD式中δ——計(jì)算部位爐殼厚度，mm；D——計(jì)算部位爐殼外弦?guī)е睆剑琺；K——系數(shù)，mm/m；與弦?guī)恢糜嘘P(guān)。圖2.11高爐爐體各弦?guī)Х纸缡疽鈭D2.6.3爐體框架爐體框架由四根支柱組成，上至爐頂平臺(tái)，下至高爐基礎(chǔ)，與高爐中心成對稱布置，在風(fēng)口平臺(tái)以上部分用鋼結(jié)構(gòu)。風(fēng)口平臺(tái)以下是采納鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。保證支柱與熱風(fēng)圍管的250mm間距。2.6.4爐缸爐身支柱、爐腰支圈和支柱坐圈爐缸支柱是用來承擔(dān)爐腹或爐腰以上，經(jīng)爐腰支圈傳遞下來的全部負(fù)荷。它的上端與爐腰支圈連接，下端則伸到高爐基座的坐圈上。大中型高爐一般差不多上用24～40mm的鋼板，焊成工字形斷面的支柱，為了增加支柱的剛度，常加焊水平筋板。支柱外傾斜角6°左右，以使?fàn)t缸周圍寬敞。支柱的數(shù)目為12個(gè)（風(fēng)口數(shù)目的一半），同時(shí)均勻地分布在爐缸周圍，其位置不能阻礙風(fēng)口、鐵口、渣口的操作，其強(qiáng)度則應(yīng)考慮到個(gè)不支柱損壞時(shí)，其它相鄰支柱仍能承擔(dān)全部負(fù)荷。為了防止發(fā)生爐缸燒穿時(shí)，渣鐵水燒壞爐缸支柱，應(yīng)從高爐基座的坐圈直到鐵口以上1m處的支柱表面，用耐火磚襯愛護(hù)。爐身支柱的作用是支撐爐頂框架及爐頂平臺(tái)上的載荷、爐身部分的平臺(tái)走梯、給排水管道等。爐腰支圈的作用是把它承托的上部均布荷載變成幾個(gè)集中載荷傳給爐缸支柱，同時(shí)也起著密封作用。其結(jié)構(gòu)如圖2.12所示：圖2.12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。在每個(gè)支柱下面都由鑄鐵或型鋼做成的單片墊板，同時(shí)彼此用拉桿或整環(huán)連接起來，以防止支柱在推力作用下或基礎(chǔ)損壞時(shí)發(fā)生位移。2.7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)由埋在地下的基座部分和地面上的基頓部分組成。其結(jié)構(gòu)如圖2.13所示。2.7.1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(dòng)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(xiǎn)。圖2.13高爐基礎(chǔ)1—冷卻壁；2—水冷管；3—耐火磚；4—爐底磚；5耐熱混凝土基墩；6—鋼筋混凝土基座1、靜負(fù)荷高爐基礎(chǔ)承受的靜負(fù)荷包括高爐內(nèi)部的爐料重量、渣、鐵液重量、爐體本身的砌磚重量、金屬結(jié)構(gòu)的重量、冷卻設(shè)備及冷卻水重量、爐頂設(shè)備重量等，另外還有爐下建筑物、斜橋、卷揚(yáng)機(jī)等分布在爐身周圍的設(shè)備重量。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。2、動(dòng)負(fù)荷生產(chǎn)中常由崩料、坐料等，加給爐基的動(dòng)負(fù)荷是相當(dāng)大的。3、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。由于高爐基礎(chǔ)內(nèi)溫度分布不均勻，采納里高外低，上高下低，這就在高爐基礎(chǔ)內(nèi)部產(chǎn)生了熱應(yīng)力。2.7.2對高爐基礎(chǔ)的要求對高爐基礎(chǔ)的要求如下：1、高爐基礎(chǔ)應(yīng)把高爐全部載荷均勻地傳給地基，不同意發(fā)生沉陷和不均勻的沉陷。2、具有一定的耐熱能力?；諗嗝鏋閳A形，直徑與爐底相同，高度一般為2.5~3.0m。3高爐煉鐵車間供料系統(tǒng)現(xiàn)代鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中，煉鐵原料供應(yīng)系統(tǒng)以高爐貯礦槽為界分為兩部分。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)；依照要求還需進(jìn)行破裂、篩分、混勻和分級(jí)等作業(yè)，起到貯存、處理供應(yīng)原料作用[7]。從高爐貯礦槽頂部到高爐爐頂裝料設(shè)備屬于煉鐵廠管轄范圍，它負(fù)責(zé)向高爐按規(guī)定的原料品種、數(shù)量、分批地及時(shí)供應(yīng)?，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、破裂、篩分等。焦炭運(yùn)輸過程中應(yīng)盡量減少破裂率。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(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，提高配料、稱量的準(zhǔn)確度。4、原料供應(yīng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)和落料點(diǎn)都有灰塵產(chǎn)生，應(yīng)有通風(fēng)除塵設(shè)施。3.1車間的運(yùn)轉(zhuǎn)新建的煉鐵車間，多采納人造富礦——燒結(jié)礦和球團(tuán)礦為原料，運(yùn)輸設(shè)備均采納皮帶機(jī)。本設(shè)計(jì)的上料系統(tǒng)也采納皮帶式上料機(jī)，皮帶機(jī)運(yùn)輸作業(yè)率高，原料破裂率低，同時(shí)輕便，大大簡化了礦槽結(jié)構(gòu)。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(shí)還應(yīng)該考慮物料的特性如粒度、堆比重、動(dòng)堆積角等因素。皮帶機(jī)的要緊技術(shù)參數(shù)能夠計(jì)算，也能夠從手冊查出。本設(shè)計(jì)的高爐容積是2022m3表3.1上料皮帶機(jī)的要緊技術(shù)參數(shù)容積/m3寬度/mm速度/m·min-1水平長度/m傾角能力/t·h-1電機(jī)功率×臺(tái)/kW20221600120236.3613°2600250×33.2貯礦槽、貯焦槽及槽下運(yùn)輸篩分稱量3.2.1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。當(dāng)貯礦槽之前的供料系統(tǒng)設(shè)備檢修或因事故造成短期間斷供料時(shí)，可依靠貯礦槽內(nèi)的存量，維持高爐生產(chǎn)。由于貯礦槽差不多上高架式的，能夠利用原料的自重下滑進(jìn)入下一工序，有利于實(shí)現(xiàn)配料等作業(yè)的機(jī)械化和自動(dòng)化。采納皮帶機(jī)上料時(shí)，貯礦槽與上料機(jī)中心線應(yīng)互成直角，以縮短貯礦槽與高爐間距。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)，一般可參照表3.2選用，也可依照貯存量進(jìn)行計(jì)算，貯礦槽貯存12～18h的礦石量，貯焦槽貯存6～8h的焦炭量。表3.2貯礦槽、貯焦槽容積與高爐容積的關(guān)系項(xiàng)目高爐有效容積/m32556001000150020002500貯礦槽容積與高爐容積之比>3.01.61.6貯焦槽容積與高爐容積之比>0.7～0.5焦槽個(gè)數(shù)/個(gè)2222≥2≥2貯礦槽總?cè)莘eV總=1.6Vu=1.6×2022=3235.2m3燒結(jié)礦V燒=3235.2×70%=2264.64m3，則燒結(jié)礦倉為754.67×3m球團(tuán)礦V球=3235.2×20%=647.04m3，則球團(tuán)礦倉為647.04×1m天然礦V天=3235.2×10%=323.52m3，則天然礦倉為323.52×1貯焦槽總?cè)莘e：V總=0.6Vu=0.6×2022=1213.2m3，則貯焦槽為606.6×經(jīng)計(jì)算得到單個(gè)礦槽的尺寸如下：燒結(jié)礦貯礦槽上面高度5.3m，邊長9m，錐臺(tái)高度4m，錐臺(tái)下邊長2.7m。球團(tuán)礦天然礦貯礦槽高度4.3m，邊長9m，錐臺(tái)高度4m，錐臺(tái)下邊長2.7m。天然礦貯礦槽高度1.2m，邊長9m，錐臺(tái)高度4m，錐臺(tái)下邊長2.7m。貯焦槽貯礦槽高度3.9m，邊長9m，錐臺(tái)高度4m，錐臺(tái)下邊長2.7m。3.2.2槽下運(yùn)輸稱量在貯礦槽下，將原料按品種和數(shù)量稱量運(yùn)到上料皮帶機(jī)的方法有兩種：一種是用稱量車完成稱量、運(yùn)輸、卸料等工序；一種是用皮帶機(jī)運(yùn)輸，用稱量漏斗稱量。我國新建的300m3槽下采納皮帶機(jī)運(yùn)輸和稱量漏斗稱量槽下運(yùn)輸稱量系統(tǒng)，焦倉下設(shè)有振動(dòng)篩，合格的焦炭經(jīng)焦炭輸送機(jī)送到焦炭稱量漏斗，小顆粒的焦粉經(jīng)粉焦輸出皮帶機(jī)運(yùn)至粉焦倉。燒結(jié)礦倉下也設(shè)有振動(dòng)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。球團(tuán)礦直接經(jīng)給料機(jī)、礦石輸出皮帶機(jī)送至礦石集中漏斗。3.3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)。對上料機(jī)的要求是：要有足夠的上料能力，不僅能滿足正常生產(chǎn)的需要，還能在低料線的情況下專門快趕上料線。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(dòng)化。上料機(jī)要緊有料車式和皮帶機(jī)上料兩種方式。本設(shè)計(jì)采納皮帶機(jī)上料。其優(yōu)點(diǎn)是：1、工藝布置合理。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(gè)出鐵口。2、上料能力強(qiáng)。滿足了高爐大型化以后大批量的上料要求。3、上料均勻，對爐料的破裂作用較小。4、設(shè)備簡單、投資較小。5、工作可靠、維修方便、便于自動(dòng)化操作。上料皮帶機(jī)的傾角最小11°，最大14°。皮帶機(jī)寬度隨高爐容積而異，保證皮帶機(jī)運(yùn)行安全特不重要。因此，在設(shè)計(jì)上采取了專門多措施：如皮帶機(jī)能夠兩個(gè)方向驅(qū)動(dòng)，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；設(shè)4臺(tái)電機(jī)，兩臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)兩臺(tái)備用；為預(yù)防反轉(zhuǎn)用兩臺(tái)電機(jī)做制動(dòng)；用液壓缸拉緊皮帶；設(shè)有觀看皮帶機(jī)運(yùn)行情況的裝置等等。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(shí)起爐頂密封作用的設(shè)備。目前國內(nèi)使用最多的裝料設(shè)備是雙鐘式爐頂和無鐘式爐頂。本設(shè)計(jì)采納無鐘式爐頂裝料設(shè)備。4.1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，依照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)。本設(shè)計(jì)采納串罐式結(jié)構(gòu)。4.1.1串罐式無鐘爐頂裝料設(shè)備串罐式無鐘爐頂與并罐式無鐘爐頂相比具有以下特點(diǎn)：1、投資較低，和并罐式無鐘爐頂相比可減少投資10%。2、在上部結(jié)構(gòu)中所需空間小，從而使得維修操作具有專門大空間。3、設(shè)備高度與并罐式爐頂差不多一致。4、極大的保證了爐料在爐內(nèi)分布的對稱性，減小了爐料偏析，這一點(diǎn)關(guān)于保證高爐的穩(wěn)定順行是極為重要的。5、絕對的中心排料，從而減小了料罐以及中心喉管的磨損，然而旋轉(zhuǎn)溜槽所受爐料沖擊有多增大，從而對溜槽的有用壽命有一定的阻礙。不管何種爐頂裝料設(shè)備均應(yīng)能夠滿足以下差不多要求：⑴要適應(yīng)高爐生產(chǎn)能力；⑵能滿足爐喉合理布料的要求，并能按生產(chǎn)要求進(jìn)行爐頂調(diào)劑；⑶保證爐頂可靠密封，使高壓操作順利進(jìn)行；⑷設(shè)備結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單和牢固，制造、運(yùn)輸、安裝方便，能抵抗急劇的溫度變化及高溫作用；⑸易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。4.1.2無鐘式爐頂?shù)牟剂戏绞綗o鐘式爐頂?shù)男D(zhuǎn)溜槽能夠?qū)崿F(xiàn)多種布料方式，依照生產(chǎn)對爐喉布料的要求，常用的有以下4種方式，見圖4.1。1、環(huán)形布料，傾角固定的旋轉(zhuǎn)布料稱為環(huán)形布料。這種布料方式與料鐘布料相似，改變旋轉(zhuǎn)溜槽的傾角相當(dāng)于改變料鐘直徑。由于旋轉(zhuǎn)溜槽的傾角可任意調(diào)節(jié)，因此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。圖4.1無鐘式爐頂?shù)牟剂闲问?、螺旋形布料，傾角變化的旋轉(zhuǎn)布料稱為螺旋形布料。布料時(shí)溜槽做等速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，每轉(zhuǎn)一圈跳變一個(gè)傾角這種布料法能把爐料布到爐喉截面任意部位，同時(shí)能夠依照生產(chǎn)要求調(diào)整料層厚度，也能獲得較平坦的料面。3、定點(diǎn)布料，方位角固定的布料形式稱為定點(diǎn)布料。當(dāng)爐內(nèi)某部位發(fā)生“管道”或“過吹”時(shí)，需用定點(diǎn)布料。4、扇形布料，方位角在規(guī)定范圍內(nèi)反復(fù)變化的布料形式稱為扇形布料。當(dāng)爐內(nèi)產(chǎn)生偏析或局部崩料時(shí)，采納該布料方式。布料時(shí)旋轉(zhuǎn)溜槽在指定的弧段內(nèi)慢速來回?cái)[動(dòng)。4.2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(shí)上料。防止低料線操作時(shí)爐頂溫度過高，燒壞爐頂設(shè)備等，特不是高爐大型化、自動(dòng)化、爐頂設(shè)備也不斷進(jìn)展的今天，料面情況是上部布料作業(yè)的重要依據(jù)。目前使用最廣泛的是機(jī)械傳動(dòng)的探料尺、微波式料面計(jì)和激光料面計(jì)，本設(shè)計(jì)選用激光料面計(jì)。它是利用光學(xué)三角法測量原理設(shè)計(jì)的，如圖4.3所示。激光測面計(jì)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(jì)的25～40倍。5送風(fēng)系統(tǒng)高爐送風(fēng)系統(tǒng)包括鼓風(fēng)機(jī)、冷風(fēng)管路、熱風(fēng)爐、熱風(fēng)管路以及管路上的各種閥門等。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。熱風(fēng)帶入高爐的熱量約占總熱量的四分之一，目前鼓風(fēng)溫度一般為1000～1200℃，最高可達(dá)1400℃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。5.1高爐用鼓風(fēng)機(jī)5.1.1高爐冶煉對鼓風(fēng)機(jī)的要求高爐冶煉時(shí)對鼓風(fēng)機(jī)的要求：1、要有足夠的鼓風(fēng)量。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。入爐風(fēng)量通過物料平衡計(jì)算得到，采納公式近似計(jì)算：q0===2884m3/min式中q0—標(biāo)態(tài)入爐風(fēng)量（以下簡稱風(fēng)量），即在高爐風(fēng)口處進(jìn)入高爐內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的鼓風(fēng)流量，m3/min；Vu—高爐有效容積，2022m3I—高爐冶煉強(qiáng)度，0.79t/(d·m3)V—每噸干焦消耗標(biāo)態(tài)風(fēng)量，m3/t。每噸干焦消耗標(biāo)態(tài)風(fēng)量要緊與焦炭灰分和鼓風(fēng)濕度有關(guān)，一般在2450～2800m3/t之間。2、要有足夠的鼓風(fēng)壓力。高爐鼓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓應(yīng)能克服送風(fēng)系統(tǒng)的阻力損失、克服料柱的阻力損失、保證高爐爐頂壓力符合要求。鼓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓可用下式表示：p=pt+ΔpLS+ΔpFS=0.3×106+1.6×105+0.2×105=0.48MPa式中p——鼓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓，Pa；pt——高爐爐頂壓力，一般0.25～0.40MPa；ΔpLS——高爐料柱阻力損失，一般1.5～1.7×105Pa；ΔpFS——高爐送風(fēng)系統(tǒng)阻力損失，一般0.1～0.2×105Pa。3、既能均勻、穩(wěn)定地送風(fēng)，又要有良好的調(diào)節(jié)性能和一定的調(diào)節(jié)范圍。當(dāng)高爐要求固定風(fēng)量操作時(shí)，風(fēng)量應(yīng)不受風(fēng)壓波動(dòng)的阻礙，即當(dāng)風(fēng)壓波動(dòng)時(shí)，風(fēng)量不應(yīng)受風(fēng)壓波動(dòng)的阻礙。也有定風(fēng)壓操作的，如解決路礦不順或熱風(fēng)爐換爐時(shí)，它要求變動(dòng)風(fēng)量時(shí)保證風(fēng)壓的穩(wěn)定。此外，高爐操作常要加風(fēng)或減風(fēng)，當(dāng)采納不同的爐頂壓力操作，爐內(nèi)料柱透氣性變化時(shí)，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(dòng)。在不同氣候條件下，例如在夏季和冬季，由于大氣溫度、壓力和濕度的變化，風(fēng)機(jī)的實(shí)際出口風(fēng)量和風(fēng)壓必定有相應(yīng)的變化。5.1.2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。我國新建的1000m軸流式鼓風(fēng)機(jī)的工作原理軸流式鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)見圖5.1，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淌，達(dá)到一定的風(fēng)量和風(fēng)壓。轉(zhuǎn)子上的一列工作葉子與機(jī)殼上的一列導(dǎo)流葉片構(gòu)成軸流式鼓風(fēng)機(jī)的一個(gè)級(jí)。級(jí)數(shù)越多，空氣的壓縮比越大，出口風(fēng)壓也越高。軸流式鼓風(fēng)機(jī)的特性1、氣體在風(fēng)機(jī)中沿軸向流淌，轉(zhuǎn)折少，風(fēng)機(jī)效率高，可達(dá)