河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院QINGGONGCOLLEGE,HEBEIUNITEDUNIVERSITY畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)一座年產(chǎn)225萬(wàn)噸煉鋼的煉鐵車(chē)間學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：200915090707專(zhuān)業(yè)班級(jí)：09冶金7班學(xué)部：材料化工部指導(dǎo)教師：副教授2013年05月21日摘要PAGEI摘要本次設(shè)計(jì)是根據(jù)唐山地區(qū)原燃料條件設(shè)計(jì)一的座年產(chǎn)225萬(wàn)噸的煉鋼生鐵的煉鐵車(chē)間。整個(gè)車(chē)間的平面布置采用半島式平面布置形式。設(shè)計(jì)的高爐有效容積是1621m3。其中高爐的爐襯設(shè)計(jì)方法采用的是均衡爐襯的方法，根據(jù)不同的冶煉條件砌筑不同的磚。上部采用的磚型有高鋁磚和黏土磚，下部采用的是綜合爐底砌筑。冷卻方式：爐身部位采用板壁結(jié)合的方式，爐腰部位用鑲磚冷卻壁；爐缸和爐底采用光面冷卻壁和水冷爐底結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)的熱風(fēng)爐采用傳統(tǒng)內(nèi)燃式熱風(fēng)爐。蓄熱室和燃燒室在同一爐殼內(nèi)，中間用隔熱墻隔開(kāi)；采用矩形陶瓷燃燒器。這部分同時(shí)包括熱風(fēng)爐各種設(shè)備和閥門(mén)的選取計(jì)算。上料系統(tǒng)采用的是皮帶機(jī)連續(xù)上料，同時(shí)增加了皮帶的寬度和速度，滿(mǎn)足高爐冶煉的要求。爐頂裝料設(shè)備采用并罐式無(wú)料鐘爐頂裝料。噴吹系統(tǒng)增加了煤的數(shù)量，采用了單管路并罐式直接噴吹。煤氣處理采用的是干法除塵設(shè)備。所涉及的計(jì)算有高爐和熱風(fēng)爐尺寸的計(jì)算、高爐的物料平衡和熱平衡計(jì)算以及熱風(fēng)爐風(fēng)機(jī)的選擇等。關(guān)鍵詞：高爐；熱風(fēng)爐；干法除塵；無(wú)鐘爐頂；風(fēng)機(jī)AbstractPAGEVAbstractAblastfurnaceplantof2.25milliongtonsproductannualwasdesignedinthepaperaccordingtoTanggang’soriginalfuelcondition.Thehorizontallayoutofthewholeplantispeninsulatypelayout.ThedischargeablecapacityoftheBFinthisdesignis1621m3.amongit,theBFliningadoptedequalizationliniingmethodandwasmadeofaluninabrickandclaybrickinupperofBFandcomprehensivebottomfurnacestructure.Thecoolingmethodswerebattenwallstyleinshaft,brickwallwithcoolingstaveinbosh,smoothcoolingstaveinhearthandwater-coolingstaveinbottomofhearth.Theair-stovewasmodifiedtraditionstyleofinternalcombustion.Thecheckerchamberandcombustionchamberwereinthesamefurnaceshellanddividedbyheatinsulationwall.Andthecombustionchamberwasrectangularceramicstyle.Turthermorethispartofthepaperincludedtheselectionofvariousequipmentsandvalves.ThechargingequipmentusedthebeltmachinetocontinuingsupplyingchargeandthebeltvelocityandwidthwereincreasedinordertomeettheBFmeltingneeds.Thefurnaceroofequipmentusedparallelpotstyleof“bell-less”furnaceInjectionsystermincreasedamountofcoalandusesinglevalvelinestingpotdirectinjection.Thegastreatingsystemuseddryfilterequipment.ThecomputesinthepaperhavesizeofBFandair-stave,chargebalance,heatbalanceandfanofair-stavechoice,etc.Keyword:blastfurnace;air-stove;dryfilter;non-bellfurnaceroof;fan目錄目錄摘要 IAbstract II1緒論 11.1工藝流程 11.2高爐生產(chǎn)主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 11.3高爐冶煉現(xiàn)狀及其發(fā)展 31.4本設(shè)計(jì)采用的新技術(shù) 42高爐本體設(shè)計(jì) 52.1爐型計(jì)算 52.2高爐各部位爐襯設(shè)計(jì)與砌筑 92.2.1爐底 92.2.2爐缸（h1=3400mmm） 152.2.3爐腹、爐腰、爐身 182.3高爐冷卻設(shè)備 372.3.1高爐冷卻設(shè)備 372.3.2冷卻介質(zhì) 382.3.3爐底冷卻型式 382.3.5高爐各部位冷卻型式 412.4高爐鋼結(jié)構(gòu) 422.4.1爐殼 432.4.2高爐本體鋼結(jié)構(gòu) 452.5高爐基礎(chǔ) 463高爐煉鐵車(chē)間原料供應(yīng)系統(tǒng) 483.1上料機(jī) 483.1.1皮帶機(jī) 483.1.2貯礦槽的用途： 493.1.3貯礦槽 493.2槽下運(yùn)輸設(shè)備 503.3高爐裝料設(shè)備 513.3.1串罐式無(wú)鐘爐頂 513.3.2無(wú)鐘爐頂?shù)牟剂戏绞?533.3.3探料裝置 534送風(fēng)系統(tǒng) 554.1高爐鼓風(fēng)機(jī) 554.1.1高爐冶煉時(shí)對(duì)鼓風(fēng)機(jī)的要求如下： 554.1.2高爐鼓風(fēng)機(jī)工作原理及特性 564.1.3高爐鼓風(fēng)機(jī)的選擇 574.2熱風(fēng)爐 584.2.1工作原理 594.2.2熱風(fēng)爐的參數(shù) 594.2.3熱風(fēng)爐閥門(mén) 614.3高爐送風(fēng)管路 614.3.1熱風(fēng)圍管 614.3.2送風(fēng)支管 624.3.3直吹管 624.3.4風(fēng)口裝置 625高爐煤粉噴吹系統(tǒng) 645.1煤粉制備系統(tǒng) 645.1.1煤粉制備工藝 645.1.2主要設(shè)備 655.2煤粉噴吹系統(tǒng) 675.2.1噴吹方式 675.2.2主要設(shè)備 695.3熱煙氣系統(tǒng) 695.4煙煤噴吹的安全措施 696高爐煤氣處理系統(tǒng) 716.1煤氣除塵設(shè)備及原理 716.1.1粗除塵設(shè)備 716.1.2半精細(xì)除塵設(shè)備 736.1.3精細(xì)除塵設(shè)備 746.2脫水器 756.3煤氣除塵系統(tǒng)附屬設(shè)備 776.3.1粗煤氣管道 776.3.2煤氣遮斷閥 786.3.3煤氣放散閥 786.3.4煤氣切斷閥 786.3.5調(diào)壓閥組 787渣鐵處理系統(tǒng) 797.1風(fēng)口平臺(tái)及出鐵場(chǎng)設(shè)計(jì) 797.1.1風(fēng)口平臺(tái)及出鐵場(chǎng) 797.1.2渣鐵溝和撇渣器 807.1.3擺動(dòng)流嘴 817.2爐前主要設(shè)備 817.2.1開(kāi)鐵口機(jī) 817.2.2堵鐵口泥炮 827.2.3風(fēng)口機(jī) 837.2.4前吊車(chē) 837.3鐵水處理設(shè)備 837.3.1鐵水罐車(chē) 837.3.2鑄鐵機(jī) 837.4爐渣處理設(shè)備 838高爐工藝計(jì)算 858.1原始數(shù)據(jù) 858.2.配料計(jì)算 868.2.1渣量及主要成分的計(jì)算 878.2.2校核生鐵成分 878.3物料平衡的計(jì)算 888.3.1風(fēng)量的計(jì)算 888.3.2爐頂煤氣成分計(jì)算 888.4熱平衡的計(jì)算 908.4.1熱收入項(xiàng) 908.4.2熱支出項(xiàng) 919煉鐵車(chē)間設(shè)計(jì) 949.1高爐座數(shù)及容積的確定 949.1.1高爐煉鐵車(chē)間總?cè)莘e的確定 949.1.2高爐座數(shù)的確定 949.2高爐車(chē)間平面布置 94結(jié)論 96參考文獻(xiàn) 97謝辭 991緒論P(yáng)AGE41緒論1.1工藝流程高爐煉鐵是用還原劑（焦炭、煤等）在高溫下將鐵礦石或含鐵原料還原成液態(tài)生鐵的過(guò)程。高爐本體是冶煉生鐵的主體設(shè)備。煉鐵設(shè)備除包括高爐本體外，還包括其他附屬系統(tǒng)，它們是：⑴供料系統(tǒng)：包括貯礦槽、貯焦槽、稱(chēng)量與篩分等一系列設(shè)備，主要任務(wù)是及時(shí)、準(zhǔn)確、穩(wěn)定的將合格的爐料送往高爐。⑵送風(fēng)系統(tǒng)：包括鼓風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)爐及一系列管道和閥門(mén)等，主要任務(wù)是連續(xù)可靠地供給高爐冶煉所需熱風(fēng)。⑶煤氣除塵系統(tǒng)：包括煤氣管道、重力除塵器、洗滌塔、文氏管、脫水器等，主要任務(wù)是回收高爐煤氣，使其能滿(mǎn)足用戶(hù)要求。⑷渣鐵處理系統(tǒng)：包括出鐵場(chǎng)、開(kāi)鐵口機(jī)、堵渣口機(jī)、爐前吊車(chē)、鐵水罐車(chē)及水沖渣設(shè)備等，主要任務(wù)是及時(shí)處理高爐排出的渣、鐵，保證高爐的正常生產(chǎn)。⑸噴吹燃料系統(tǒng)：包括原煤的儲(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，以煤代焦，降低焦炭消耗量。1.2高爐生產(chǎn)主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)（1）高爐有效容積利用系數(shù)()：高爐有效容積利用系數(shù)即每晝夜生鐵的產(chǎn)量與高爐有效容積之比，即每晝夜1m3有效容積的生鐵產(chǎn)量?？捎孟率奖硎荆海?-1）式中高爐有效容積利用系數(shù)，；高爐每晝夜的生鐵產(chǎn)量，t/d；高爐有效容積，。是高爐冶煉的一個(gè)重要指標(biāo)，本設(shè)計(jì)。（2）焦比（）：焦比即每晝夜焦炭消耗量與每晝夜生鐵產(chǎn)量之比，即冶煉每噸生鐵消耗焦炭量?？捎孟率奖硎荆?/p>

（1.2）式中高爐焦比，kg/t鐵；高爐每晝夜的生鐵產(chǎn)量，t/d；--高爐每晝夜消耗焦炭量，千克/晝夜。焦比可根據(jù)設(shè)計(jì)采用的原燃料、風(fēng)溫、設(shè)備、操作等條件與實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行全面分析比較和計(jì)算確定。當(dāng)高爐采用噴吹燃料時(shí)，計(jì)算時(shí)必須考慮噴吹物的焦炭置換量。本設(shè)計(jì)的焦比為360kg/t。（3）煤比（）：冶煉每噸生鐵消耗的煤粉為煤比。本設(shè)計(jì)煤比為150kg/t。（4）冶煉強(qiáng)度（）和燃燒強(qiáng)度（）：高爐冶煉強(qiáng)度是每晝夜1有效容積燃燒的焦炭量,即高爐每晝夜焦炭消耗量與的比值,本設(shè)計(jì)=1.00。燃燒強(qiáng)度既每小時(shí)每爐缸截面積所燃燒的焦炭數(shù)量。本設(shè)計(jì)=1.05。（5）休風(fēng)率：休風(fēng)率即因故休風(fēng)的休風(fēng)時(shí)間占作業(yè)時(shí)間的百分?jǐn)?shù)。休風(fēng)率反映高爐設(shè)備維護(hù)的水平，先進(jìn)高爐的休風(fēng)率小于1%，實(shí)踐證明，休風(fēng)率降低1%，產(chǎn)量可提高2%。（6）生鐵合格率：高爐生產(chǎn)的生鐵其化學(xué)成分符合國(guó)家規(guī)定的合格生鐵占總產(chǎn)生鐵量的百分?jǐn)?shù)為生鐵合格率。本設(shè)計(jì)為100%。（7）高爐一代壽命：高爐從點(diǎn)火開(kāi)爐到停爐大修之間的冶煉時(shí)間稱(chēng)為高爐一代壽命，即相鄰兩次大修之間的冶煉時(shí)間。大型高爐一代壽命為10～15年。（8）生鐵成本：生產(chǎn)1合格生鐵所需消耗的所有原料、燃料、材料、水電、人工等一切費(fèi)用的總和，單位為元/。1.3高爐冶煉現(xiàn)狀及其發(fā)展（1）現(xiàn)狀近兩年來(lái)中國(guó)生鐵產(chǎn)量高速增長(zhǎng),同時(shí)高爐煉鐵技術(shù)也取得了較大進(jìn)步。2007年全國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)高爐煉鐵焦比達(dá)到392kg/t，熱風(fēng)溫度達(dá)到1125℃，噴煤比達(dá)到137kg/t，利用系數(shù)為2.677t/m3.d。這些指標(biāo)創(chuàng)造出我國(guó)歷史最好水平。寶鋼、武鋼、首鋼、鞍鋼等企業(yè)的大高爐生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)入成熟發(fā)展階段，煉鐵燃料比低于500kg/t。但是,中國(guó)煉鐵產(chǎn)業(yè)集中度低，煉鐵企業(yè)發(fā)展不平，先進(jìn)與落后共存。尚有6000多萬(wàn)噸生產(chǎn)能力屬于淘汰之列，造成中國(guó)煉鐵技術(shù)發(fā)展不平衡。（2）發(fā)展趨勢(shì)1）爐容大型化2）生產(chǎn)高效化①精料；②高溫化；③高壓爐頂操作；④?chē)姶等剂吓c富氧鼓風(fēng)；⑤提高高爐壽命；⑥加強(qiáng)二次能源回收。3）高爐自動(dòng)化①爐頂裝料自動(dòng)化；②熱風(fēng)爐操作自動(dòng)化；③噴煤操作自動(dòng)化；④爐喉煤氣成分溫度檢測(cè)自動(dòng)化。4）工業(yè)環(huán)?；俸F含碳粉塵回收利用；②粉塵煙氣、工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)；③減少高溫直接熱輻射；④減少噪聲污染。1.4本設(shè)計(jì)采用的新技術(shù)（1）無(wú)料鐘爐頂和皮帶上料，布料旋轉(zhuǎn)溜槽可實(shí)現(xiàn)多種方式布料。（2）熱風(fēng)爐采用錐球形，有利于拱頂氣流分布和熱風(fēng)溫度提高。（3）爐前水系統(tǒng)采用過(guò)濾法。（4）爐體冷卻采用軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)。（5）設(shè)有噴吹煤粉設(shè)備。（6）采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)煉鐵生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控。2高爐本體設(shè)計(jì)PAGE472高爐本體設(shè)計(jì)2.1爐型計(jì)算（1）、設(shè)計(jì)年產(chǎn)制鋼生鐵225萬(wàn)噸的高爐車(chē)間（2）、確定年工作日：定容積選定高爐座數(shù)是2座，利用系數(shù)每座高爐日產(chǎn)量每座高爐容積（3）、爐缸尺寸爐缸直徑選定冶煉強(qiáng)度；燃燒強(qiáng)度則取d=8.8m校核合理爐缸高度渣口高度取風(fēng)口高度風(fēng)口數(shù)目風(fēng)口結(jié)構(gòu)尺寸選取則爐缸高度死鐵層厚度：選?。?）、爐腰直徑、爐腹角、爐腹高度選取則則校核(5)、爐喉直徑、爐喉高度：選取則取選取(6)、爐身角、爐身高度、爐腰高度選取則取h4=15.00m校核選取Hu/D=2.95則取Hu=29.5m求得(7)、校核爐容爐缸體積爐腹體積爐腰體積爐身體積爐喉體積高爐容積(8)、誤差2.2高爐各部位爐襯設(shè)計(jì)與砌筑總和分析高爐爐襯的破損機(jī)理發(fā)現(xiàn)，高溫時(shí)爐襯破損的根本條件，其次是渣鐵液、堿金屬的侵蝕，機(jī)械沖刷、滲漏、漲縮開(kāi)裂、磨損等的動(dòng)力作用也不可忽視，但就主次來(lái)說(shuō)，應(yīng)著重從傳熱學(xué)來(lái)分析，其次也要從化學(xué)侵蝕、動(dòng)力學(xué)來(lái)研究，才能得到合理的爐襯結(jié)構(gòu)。2.2.1爐底爐底、爐缸承受高溫、高壓、渣鐵液沖刷侵蝕和滲透作用，工作條件十分惡劣。過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間，爐底爐缸一直采用高鋁磚或粘土磚砌筑，近數(shù)十年來(lái)大中型高爐已改為采用碳磚砌筑。只有中小型高爐依然采用高鋁磚或粘土磚砌筑。此處采用綜合爐底結(jié)構(gòu)，插圖2.1：圖2.2綜合爐底結(jié)構(gòu)它是在風(fēng)冷管搗層上滿(mǎn)鋪3層400mm碳磚，上面環(huán)形碳磚砌至風(fēng)口中心線(xiàn)，中心部位砌6層400mm高鋁磚，環(huán)砌碳磚與中心部位高鋁磚相互錯(cuò)臺(tái)咬合。爐底滿(mǎn)鋪碳磚有厚縫和薄縫兩種連接形式，薄縫連接時(shí)，各列磚砌縫不大于1.5mm（此處取1.4mm），各列間的垂直縫和兩層間的水平縫不大于2.5mm(此處取2mm)。厚縫連接時(shí)，磚縫為35~45mm(此處取40mm)，縫中以碳素?fù)v料固定。爐底滿(mǎn)鋪碳磚側(cè)縫為厚縫連接，端縫為薄縫連接。爐底中心部位的高鋁磚砌筑高度必須與周?chē)h(huán)形碳磚高度一致，高爐磚與環(huán)砌碳磚間的連接為厚縫環(huán)砌碳磚與冷卻壁之間膨脹縫填以碳素填料。環(huán)砌碳磚為混合砌筑，厚度為400毫米。因?yàn)闋t缸要有一定厚度，以防止燒穿，定鐵口水平面處的爐缸厚度為1150mm（230mm×2+345mm×2）mm=1150mm,而爐底滿(mǎn)鋪碳磚直徑取12760mm。如圖2.2：圖2.3爐底滿(mǎn)鋪碳磚(1)碳磚滿(mǎn)鋪部位表2-1磚型塊數(shù)/每層層數(shù)總塊數(shù)1500×400×4007232161700×400×4007632281600×400×4001×2=2362100×400×4002×2=43122780×400×4002×2=43122820×400×4002×2=4312另有四塊弧形磚(2)環(huán)砌碳磚滿(mǎn)鋪碳磚以上第一層最好能蓋上三塊半爐底滿(mǎn)鋪碳磚，因此其長(zhǎng)度一般大于，這里選取1560mm，磚縫取0.5mm。表2-2磚型abb1c15604002504001560400400400內(nèi)徑所用楔形磚數(shù)量直型磚數(shù)量第二層表2-3磚型abb1c17604002504001760400400400內(nèi)徑因?yàn)槊繉犹即u需與高鋁磚交錯(cuò)咬砌200mm，所以第二層砌磚長(zhǎng)度變?yōu)?560+200=1760mm。所用楔形磚數(shù)量直型磚數(shù)量第三、五層同第一層，第四、六層同第二層。(3)爐底中心部位高鋁磚因?yàn)楦咪X磚占空間大小為，每塊磚的體積為，所以用高鋁磚數(shù)量為(4)死鐵層（從下至上）第一層因?yàn)樗黎F層處碳磚要比其下層碳磚長(zhǎng)250～300mm，這里選取250mm。故3所選磚型為表2-4磚型abb1c1760+250=20104002504002010400400400內(nèi)徑所用楔形磚數(shù)量直型磚數(shù)量第二層表2-5磚型abb1c1810-4002504001810400400400內(nèi)徑所用楔形磚數(shù)量直型磚數(shù)量第三層表2-6磚型abb1c16104002504001610400400400內(nèi)徑所用楔形磚數(shù)量直型磚數(shù)量第四、五層表2-7磚型abb1c1380-4002504001380400400400內(nèi)徑即為爐缸內(nèi)徑所用楔形磚數(shù)量直型磚數(shù)量2.2.2爐缸（h1=3400mmm）爐缸工作條件與爐底相似，而且裝有鐵口、渣口、風(fēng)口。鐵口有劇烈的溫度波動(dòng)和機(jī)械振動(dòng)。渣口附近有爐渣的沖刷和侵蝕。風(fēng)口前邊是燃燒帶，為高爐內(nèi)溫度最高的區(qū)域。碳磚砌到風(fēng)口以下，采用單環(huán)砌筑。在爐缸內(nèi)表面砌一層高鋁磚。風(fēng)口、渣口和鐵口磚襯以碳磚砌筑時(shí)，用異型碳磚砌筑。從下至上第一層表2-8磚型abb1c11654002504001165400400400所用楔形磚數(shù)量直型磚數(shù)量第二層表2-9磚型abb1c10954002504001095400400400所用楔形磚數(shù)量直型磚數(shù)量第三層表2-10磚型abb1c917400250400917400400400所用楔形磚數(shù)量直型磚數(shù)量第四層表2-11磚型abb1c792400250400792400400400所用楔形磚數(shù)量直型磚數(shù)量第五層表2-12磚型abb1c668400250400668400400400所用楔形磚數(shù)量直型磚數(shù)量第六層表2-13磚型abb1c544400300400544400400400所用楔形磚數(shù)量直型磚數(shù)量第七層表2-14磚型abb1c420350250400420350350400所用楔形磚數(shù)量直型磚數(shù)量第八層砌一層200mm厚的高鋁磚表2-15磚型abb1c358300150200358300300200所用楔形磚數(shù)量直型磚數(shù)量2.2.3爐腹、爐腰、爐身從爐腹到爐身下部的爐襯要承受煤氣流和爐料的磨損，堿金屬和鋅蒸汽滲透的破壞作用，初渣的化學(xué)侵蝕以及由于溫度波動(dòng)所產(chǎn)生的熱振動(dòng)作用。(1)爐腹開(kāi)爐厚不久，爐腹部位的爐襯很快被侵蝕掉，之后靠渣皮維持工作，此處選取砌一層345mm厚的高鋁磚。爐腹部位砌磚磚縫不應(yīng)大于1mm。表2-16磚型abb1c3451501107534515015075層數(shù)=。第一層內(nèi)徑第二層內(nèi)徑第三層內(nèi)徑第四層內(nèi)徑第五層內(nèi)徑第六層內(nèi)徑第七層內(nèi)徑第八層內(nèi)徑第九層內(nèi)徑第十層內(nèi)徑第十一層內(nèi)徑第十二層內(nèi)徑第十三層內(nèi)徑第十四層內(nèi)徑第十五層內(nèi)徑第十六層內(nèi)徑第十七層內(nèi)徑第十八層內(nèi)徑第十九層內(nèi)徑第二十層內(nèi)徑第二十一層內(nèi)徑第二十二層內(nèi)徑第二十三層內(nèi)徑第二十四層內(nèi)徑第二十五層內(nèi)徑第二十六層內(nèi)徑第二十七層內(nèi)徑第二十八層內(nèi)徑第二十九層內(nèi)徑第三十層內(nèi)徑第三十一層內(nèi)徑第三十二層內(nèi)徑第三十三層內(nèi)徑第三十四層內(nèi)徑第三十五層內(nèi)徑第三十六層內(nèi)徑第三十七層內(nèi)徑第三十八層內(nèi)徑第三十九層表2-17磚型abb1c3451501105034515015050內(nèi)徑(2)爐腰爐腰有三種結(jié)構(gòu)形式，即厚壁爐腰、薄壁爐腰、過(guò)渡爐腰高爐冶煉過(guò)程中部分煤氣流沿爐腹斜面上升，在爐腰與爐腹交界處轉(zhuǎn)彎，對(duì)爐腰下部沖刷嚴(yán)重，使這部分爐襯侵蝕較快，使?fàn)t腹段上升，徑向尺寸亦有擴(kuò)大，使得設(shè)計(jì)爐型向操作爐型轉(zhuǎn)化。厚壁爐腰的優(yōu)點(diǎn)是熱損失小，但侵蝕后操作爐型與設(shè)計(jì)爐型變化大，等于爐腹段向上延伸，對(duì)下料不利。徑向尺寸侵蝕過(guò)多時(shí)會(huì)造成邊緣煤氣流的過(guò)分發(fā)展。薄壁爐腰的熱損失大些，但操作爐型與設(shè)計(jì)爐型近似，可避免厚壁爐腰的缺點(diǎn)。過(guò)渡式爐腰結(jié)構(gòu)處于兩者之間。故此處選取過(guò)渡式爐腰結(jié)構(gòu)。按四層磚錯(cuò)臺(tái)一次砌筑。共第1~4層表2-18磚型abb1c3451501107534515015075第5~8層表2-19磚型abb1c3731501107537315015075（84.620為爐腰爐腹過(guò)渡角）第9~12層表2-20磚型abb1c4021501107540215015075第13~16層表2-21磚型abb1c4301501107543015015075第17~20層表2-22磚型abb1c4581501107545815015075第21~24層表2-23磚型abb1c4861501107548615015075第25~28層表2-24磚型abb1c5151501107551515015075第29~32層表2-25磚型abb1c5431501107554315015075第33層表2-26磚型abb1c4021501104040215015040（與爐身部位同厚）(3)爐身爐身厚度此處取575mm（未計(jì)算環(huán)縫），由345+230組成。爐身傾斜部分按三層磚錯(cuò)臺(tái)一次砌筑。錯(cuò)臺(tái)寬度上下相鄰兩層的垂直縫與環(huán)縫應(yīng)錯(cuò)開(kāi)。爐身下部使用高鋁磚，即從第一段到第十四段全用高鋁磚砌筑。而爐身上部，考慮到溫度的原因，用粘土磚砌筑即可，即從第十五段到二十一段用粘土磚砌筑。從下至上第一段（1～7臺(tái)）G-2188G-654G-2188G-654G-1155G-397G-1140G-397G-2198G-6541011第二段（8臺(tái)）第三段（9～15臺(tái)）G-2180G-2180G-654G-1147G-397G-1132G-397G-2190G-6541011第四段（16臺(tái)）G-1128G-1128G-397G-2176G-654G-1143G-39721第五段（17～23臺(tái)）G-2172G-2172G-654G-1139G-397G-1124G-397G-2182G-6541011第六段（24臺(tái)）G-1120G-1120G-397G-2168G-654G-1135G-39721第七段（25～31臺(tái)）G-2164G-2164G-654G-1131G-397G-1116G-397G-2174G-6541011第八段（32臺(tái)）G-1112G-397G-1112G-397G-2160G-654G-1127G-39721第九段（33～39臺(tái)）G-2156G-2156G-654G-1123G-397G-1109G-397G-2166G-6541011第十段（40臺(tái)）G-1105G-397G-1105G-397G-2152G-654G-1119G-39721第十一段（41～47臺(tái)） G-2148G-2148G-654G-1115G-397G-1101G-397G-2158G-6541011第十二段（48臺(tái)）G-197G-397G-197G-397G-2144G-654G-1111G-39721第十三段（49～55臺(tái)） G-2140G-2140G-654G-1107G-397G-193G-397G-2150G-6541011第十四段（56臺(tái)）G-189G-397G-189G-397G-2136G-654G-1103G-39721第十五段（57～61臺(tái)） G-2133G-2133G-654G-1100G-397G-186G-397G-2143G-65478第十六段（62臺(tái)）abb1cT-1326150-75T-332615013075T-2383150-75T-638315012075G-2131G-2131G-654G-183G-397G-2131G-654G-197G-397T-196T-3102T-2116T-680T-2132T-680T-1110T-3102111第十七段（63～67臺(tái)） G-2128G-2128G-654G-194G-397G-180G-397G-2137G-65478第十八段（68臺(tái)）G-2125G-2125G-654G-177G-397G-2125G-654G-191G-397T-190T-3102T-2110T-680T-2126T-680T-1104T-3102111第十九段（69～73臺(tái)） G-2122G-2122G-654G-188G-397G-174G-397G-2131G-65478第二十段（74臺(tái)）G-2119G-2119G-654G-171G-397G-2119G-654G-19185G-397T-184T-3102T-2104T-680T-2120T-680T-198T-3102111第二十一段（75～78臺(tái)） G-2116G-2116G-654G-183G-397G-169G-397G-2126G-65466砌磚與爐殼間隙為100～150mm，此處取130mm，填以水渣-石棉隔熱材料。為防止填料下沉，每隔16層磚，砌二層帶磚即磚緊靠爐殼砌筑,帶磚與爐殼間隙取10mm。(4)爐喉爐喉襯以爐喉鋼磚或條狀保護(hù)板，厚度取575mm。一般由鑄鐵、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，板之間留20mm間隙，保證保護(hù)板受熱膨脹時(shí)不相互碰擠。爐喉鋼磚見(jiàn)圖2.3：圖2.4爐喉鋼磚2.3高爐冷卻設(shè)備2.3.1高爐冷卻設(shè)備是高爐爐體結(jié)構(gòu)的重要組成部分，對(duì)爐體壽命可起到如下作用：⑴保護(hù)爐殼。在正常工作時(shí)，高爐爐殼只能在低于80℃的溫度下長(zhǎng)期工作，爐內(nèi)傳出的高溫?zé)崃坑衫鋮s設(shè)備帶走85%以上，只有約15%的熱量通過(guò)爐殼散失。⑵對(duì)耐火材料的冷卻和支撐。在高爐內(nèi)耐火材料的表面工作溫度高達(dá)1500℃左右，如果沒(méi)有冷卻設(shè)備，在很短的時(shí)間內(nèi)耐火材料就會(huì)被侵蝕或磨損。通過(guò)冷卻設(shè)備的冷卻可提高耐火材料的抗侵蝕和抗磨損能力。冷卻設(shè)備還可以對(duì)高爐內(nèi)襯起支撐作用，增加砌體的穩(wěn)定性。⑶維持合理的操作爐型。使耐火材料的侵蝕內(nèi)型線(xiàn)接近操作爐型，對(duì)高爐內(nèi)煤氣流的合理分布、爐料的順行起到良好的作用。⑷當(dāng)耐火材料大部分或全部被侵蝕掉后，能靠冷卻設(shè)備上的渣皮繼續(xù)維持高爐生產(chǎn)。2.3.2冷卻介質(zhì)根據(jù)高爐不同部位的工作條件及冷卻要求，所用的冷卻介質(zhì)也不同，一般常用的冷卻介質(zhì)有：水、空氣和汽水混合物，即水冷、風(fēng)冷和氣化冷卻。對(duì)冷卻介質(zhì)的要求是：(1)有較大熱容量及導(dǎo)熱能力；(2)來(lái)源廣、容易獲得、價(jià)格低廉；(3)介質(zhì)本身不會(huì)引起冷卻設(shè)備及高爐的破壞。高爐冷卻用冷卻介質(zhì)是水，本設(shè)計(jì)亦選水。因?yàn)樗臒崛萘看?、熱?dǎo)率高、便于運(yùn)輸，成本低廉。2.3.3爐底冷卻型式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)行冷卻則爐底向下侵蝕嚴(yán)重。因此，大型高爐爐底中心部位要冷卻。本設(shè)計(jì)采用水冷方式，在爐底安放水冷管進(jìn)行冷卻。如圖：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Ф40mm×10mm,爐底中心部位水冷管間距為200～300mm（此處取250mm），邊緣水冷管間距為350～500mm（此處取380mm），水冷管兩端伸出爐殼外50～100mm（此處取80mm）。爐殼開(kāi)孔后加墊板加固，開(kāi)孔處避開(kāi)爐殼折點(diǎn)150mm以上。2.3.4冷卻設(shè)備的工作制度即制定和控制冷卻水的流量、流速、水壓和進(jìn)出水的溫度差等。高爐各部位的熱負(fù)荷不同，冷卻設(shè)備的形式不同，冷卻設(shè)備工作制度也不相同。圖2.5水冷爐底結(jié)構(gòu)圖(1)水的消耗量即高爐某部位需要由冷卻水帶走的熱量稱(chēng)為熱負(fù)荷，冷卻強(qiáng)度為單位表面積爐襯或爐殼的熱負(fù)荷。熱負(fù)荷可寫(xiě)為：（2.1）式中：Q熱負(fù)荷，kJ/hM冷卻水消耗量，t/hc水的比熱容，kJ/（kg·℃）t冷卻水出水溫度，℃t0冷卻水進(jìn)水溫度，℃可知，冷卻水消耗量與熱負(fù)荷、進(jìn)出水溫度差有關(guān)。在高爐冶煉某一過(guò)程中可認(rèn)為熱負(fù)荷為一定值，那么冷卻水的消耗量與進(jìn)出水溫度差成反比，提高冷卻水進(jìn)出溫度差，可以降低冷卻水的消耗量。提高冷卻水的溫度差的方法有兩種：一是降低流速，二是增加冷卻設(shè)備串聯(lián)個(gè)數(shù)。因冷卻水設(shè)備內(nèi)的流速不宜過(guò)低，所以經(jīng)常采用的方法就是增加冷卻設(shè)備的串聯(lián)個(gè)數(shù)。(2)水壓和流速降低冷卻水流速可以提高冷卻水溫度差，減少冷卻水消耗量。但流速過(guò)低會(huì)使機(jī)械混合物沉淀，而且局部冷卻水可能沸騰。冷卻水壓力大于爐內(nèi)靜壓是確定冷卻水壓力的重要原則。水沸騰時(shí)，水中鈣離子和鎂離子會(huì)以氧化物的形式從水中沉淀出來(lái)，變成水垢，降低冷卻效果。因此，應(yīng)避免冷卻設(shè)備內(nèi)局部冷卻水沸騰，控制進(jìn)水溫度和控制進(jìn)出水溫度差是可行的方法。進(jìn)水溫度一般要求應(yīng)低于35℃，由于氣候的原因，也不應(yīng)超過(guò)40℃，本設(shè)計(jì)采用33℃；而出水溫度與水質(zhì)有關(guān)，一般情況下工業(yè)循環(huán)水的穩(wěn)定溫度不超過(guò)50～60℃，即反復(fù)加熱時(shí)水中碳酸鹽沉淀的溫度，此處采取55℃。工作中考慮到熱流的波動(dòng)和侵蝕狀況的變化，實(shí)際的進(jìn)出水溫度差應(yīng)該比允許的進(jìn)出水溫度差適當(dāng)?shù)托鏊疁囟蕊@然僅代表出水的平均溫度，也就是說(shuō)，在冷卻設(shè)備內(nèi)，某局部地區(qū)水溫完全可以大大超過(guò)出水溫度，致使產(chǎn)生局部沸騰現(xiàn)象和硬水沉淀。表2-27高爐爐體供水壓力表部位單位高爐容積，m3供水管（風(fēng)口平臺(tái)處濾水器以上）0.1MPa1.8～2.52.5～3.03.5～4.0爐體上部0.1MPa0.8～1.01.0～1.41.4～1.61.6～1.8爐體下部0.1MPa1.2～2.01.5～2.02.0～2.52.0～2.5本設(shè)計(jì)采用軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)。2.3.5高爐各部位冷卻型式(1)爐缸和爐底部位選用光面冷卻壁光面冷卻壁：在鑄鐵板內(nèi)鑄有無(wú)縫鋼管，本設(shè)計(jì)采用Ф34mm×5mm，中心距為120mm的蛇形管，管外壁距冷卻壁外表面為32mm，所以光面冷卻壁的厚度為34+2×32=100mm，水管進(jìn)出部分需設(shè)保護(hù)套焊在爐殼上，以防開(kāi)爐后冷卻壁上漲，將水管切斷光面冷卻壁設(shè)置于爐襯和爐殼之間，與爐殼留20mm縫隙，并用稀泥漿灌滿(mǎn)，與爐襯間留縫100～150mm，此處取115mm，填以碳素料。風(fēng)口冷卻壁的數(shù)量為風(fēng)口數(shù)目的兩倍，即48個(gè)。渣口周?chē)舷露胃鲀蓧K，有4塊冷卻壁組成。本設(shè)計(jì)冷卻壁寬1000mm,安裝時(shí)同段冷卻壁間垂直縫為20mm；冷卻壁高度一般小于3000mm,視爐殼折點(diǎn)而定，本設(shè)計(jì)折點(diǎn)以下取2600mm，按2塊設(shè)計(jì)，上下段間水平縫為30mm，上下兩端冷卻壁間垂直縫應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)，縫間用鐵質(zhì)銹接料銹接嚴(yán)密。折點(diǎn)以上僅一段。(2)爐腹、爐腰選用鑲磚冷卻壁（銅冷卻壁）鑲磚冷卻壁厚度取300mm，且爐腹部位用不帶凸臺(tái)的鑲磚冷卻壁，而爐腰部位用帶凸臺(tái)的鑲磚冷卻壁，帶凸臺(tái)的冷卻壁凸臺(tái)部分起到支撐上部砌磚的作用。與爐襯間距取115mm,與爐殼留縫20mm。同段冷卻壁間垂直縫為20mm，上下段間水平縫為30mm，上下兩段間垂直縫應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)，縫間用鐵質(zhì)銹接料銹接嚴(yán)密。冷卻壁寬度取1000mm，高度取1420mm。銅冷卻壁的特點(diǎn)有：①銅冷卻壁具有熱導(dǎo)率高，熱損失小的特點(diǎn)。②利于渣皮的形成于重建③銅冷卻壁的投資成本綜合來(lái)看要比其它材質(zhì)的冷卻壁便宜且高爐壽命15到20年。(3)爐身部位使用板壁結(jié)合冷卻結(jié)構(gòu)形式，如圖（例）既實(shí)現(xiàn)了冷卻壁對(duì)整個(gè)爐殼的覆蓋冷卻作用，又實(shí)現(xiàn)了冷卻板對(duì)爐襯的深度方向的冷卻，并對(duì)冷卻壁上下層間接縫冷卻的薄弱部位起到了保護(hù)作用，因而有良好的適應(yīng)性。圖2.6板壁結(jié)合與爐襯間距110mm，與爐殼間縫隙為20mm，冷卻壁厚度為300mm，距離砌磚70mm。冷卻板厚度取110mm，伸入爐內(nèi)的長(zhǎng)度本設(shè)計(jì)取720mm，與砌磚間隙取20mm。冷卻壁與冷卻板間隙取100mm。2.4高爐鋼結(jié)構(gòu)爐殼、爐體框架、爐頂框架、平臺(tái)和梯子等組成了高爐鋼結(jié)構(gòu)。高爐鋼結(jié)構(gòu)是保證高爐正常生產(chǎn)的重要設(shè)施。設(shè)計(jì)高爐鋼結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)考慮的主要因素有：⑴高爐是龐大的豎爐，設(shè)備層層疊疊，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須考慮到各種設(shè)備安裝、檢修、更換的可行性，要考慮到大型設(shè)備的運(yùn)進(jìn)運(yùn)出，吊上吊下，臨時(shí)停放等可能性。⑵高爐是高溫高壓反應(yīng)器，某些鋼結(jié)構(gòu)件應(yīng)具有耐高溫高壓、耐磨和可靠地密封性。⑶運(yùn)動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)軌跡周?chē)?，?yīng)留有足夠的凈空尺寸，并且要考慮到安裝偏差和受力變形等因素。⑷對(duì)于支撐構(gòu)件，要認(rèn)真分析荷載條件，做強(qiáng)度計(jì)算。⑸露天鋼結(jié)構(gòu)和揚(yáng)塵點(diǎn)附近鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)避免積塵和積水。⑹合理設(shè)置走梯、過(guò)橋和平臺(tái)，使操作方便，安全可靠。2.4.1爐殼爐殼是高爐的外殼，里面有冷卻設(shè)備和爐襯，頂部有裝料設(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，有的還要承受爐頂荷載的和起到冷卻內(nèi)襯做用（外部噴水冷卻時(shí)）。因此，爐殼必須具有一定的強(qiáng)度。由于要與爐襯和冷卻設(shè)備配置適應(yīng)，于是爐殼必然存在轉(zhuǎn)折點(diǎn)，轉(zhuǎn)折點(diǎn)減弱爐殼的強(qiáng)度。由于冷卻設(shè)備需要固定，爐殼需要開(kāi)孔爐殼折點(diǎn)和開(kāi)孔應(yīng)避開(kāi)在同一截面上。爐缸下部折點(diǎn)應(yīng)在鐵口框以下100mm以上，此處取260mm。爐腹折點(diǎn)應(yīng)在風(fēng)口大套法蘭邊緣以上大于100mm處，路橋開(kāi)口處需補(bǔ)焊加強(qiáng)板。爐殼厚度視工作條件而定，各部位爐殼厚度計(jì)算公式如下：（2.2）式中：計(jì)算部位爐殼厚度，mm；計(jì)算部位爐殼外弦直徑（對(duì)圓錐殼體采用大端直徑），m；系數(shù)，mm/m；與弦?guī)恢糜嘘P(guān)，其值見(jiàn)表。表2-28高爐各弦?guī)的取值爐頂封板與爐喉4.03.6=31mm高爐爐身2.0=23mm高爐爐身下弦?guī)?.2=27mm爐腰2.7=30mm風(fēng)口帶到爐腹上折點(diǎn)2.7=32mm爐缸及爐底3.0=40mm爐底、爐缸厚度：取40mm爐腹厚度：取32mm爐腰厚度：取30mm爐身下部：取27mm爐身厚度：取23mm（6）爐頂封板及爐喉：取31mm2.4.2高爐本體鋼結(jié)構(gòu)本設(shè)計(jì)高爐本體鋼結(jié)構(gòu)選用爐體框架式（見(jiàn)圖2.5）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)?？蚣芟虏抗潭ㄔ诟郀t基礎(chǔ)上，頂端則支撐在爐頂平臺(tái)。這種結(jié)構(gòu)由于取消了爐缸支柱，框架來(lái)開(kāi)高爐一定距離，所以風(fēng)口平臺(tái)寬敞，爐前操作方圖2.7爐體框架式便，還有利于大修時(shí)高爐容積的擴(kuò)大。（1）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)，與高爐中心線(xiàn)成對(duì)稱(chēng)布置，在風(fēng)口平臺(tái)以上部分采用鋼結(jié)構(gòu)，。（2）爐頂框架爐身支柱或大框架支柱上的部頂端一般都用橫跨鋼梁將支柱連接成整體，并在橫跨鋼梁上面滿(mǎn)鋪花紋鋼板或普通鋼板作為爐頂平臺(tái)。爐頂平臺(tái)是爐頂最寬敞的工作平臺(tái)。爐頂框架是設(shè)置在爐頂平臺(tái)上面的鋼結(jié)構(gòu)支撐架。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。爐頂框架結(jié)構(gòu)形式在A字型和門(mén)型兩種，本設(shè)計(jì)選用門(mén)型結(jié)構(gòu)。門(mén)型結(jié)構(gòu)鋼架一般為24-40厚鋼板焊成或槽鋼制成。（3）平臺(tái)結(jié)構(gòu)高爐爐體凡是在設(shè)置有人孔、探測(cè)孔、冷卻設(shè)施及機(jī)械設(shè)備的部位，均應(yīng)設(shè)置工作平臺(tái)，以便于檢修和操作。各層工作平臺(tái)之間用走梯連接。2.5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荷載均勻地傳遞到地基。高爐基礎(chǔ)由埋在地下的基座部分和地面上的基墩部分組成。如圖2.6：圖2.8爐基高爐基礎(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)。對(duì)高爐基礎(chǔ)的要求：如下：⑴高爐基礎(chǔ)應(yīng)把高爐全部荷載均勻地傳給地基，不允許發(fā)生沉陷和不均勻的沉陷。高爐基礎(chǔ)下會(huì)引起高爐鋼結(jié)構(gòu)變形，管路破裂。不均勻下沉將引起高爐傾斜，破壞爐頂正常布料，嚴(yán)重時(shí)不能正常生產(chǎn)。⑵具有一定的耐熱能力。一般混凝土只能在150℃以下工作，250℃便有開(kāi)裂，400℃是失去強(qiáng)度，鋼筋混凝土700℃是失去強(qiáng)度。過(guò)去由于沒(méi)有耐熱混凝土基墩和爐底冷卻設(shè)施，爐底破損到一定程度后，常引起基礎(chǔ)破壞，甚至爆炸。采用水冷爐底及耐熱基墩后，可以保證高爐基礎(chǔ)很好工作?；諗嗝鏋閳A形，直徑與爐底相同，高度一般為2.5～3.0m，本設(shè)計(jì)取3.0米，設(shè)計(jì)時(shí)可以利用基墩高度調(diào)節(jié)鐵口標(biāo)高?；睆脚c荷載和地基土質(zhì)有關(guān)，基座底表面積可按下式計(jì)算：（2.3）式中A基座底表面積，m2；P包括基礎(chǔ)質(zhì)量在內(nèi)的總荷載，t；K小于1的安全系數(shù)，取值視地基土質(zhì)而定；S允地基土質(zhì)允許的承壓能力，MPa.高爐煉鐵車(chē)間原料供應(yīng)系統(tǒng)PAGE503高爐煉鐵車(chē)間原料供應(yīng)系統(tǒng)煉鐵的供應(yīng)系統(tǒng)以高爐貯礦槽為界分為兩部分。從原料進(jìn)廠到高爐貯礦槽頂屬于原料廠管轄范圍，它完成原料的卸、堆、取、運(yùn)工作，根據(jù)要求還需進(jìn)行破碎、篩分和混勻作業(yè)，起到貯存、處理并供應(yīng)原料的作用。從高爐貯礦槽頂?shù)礁郀t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)。對(duì)原料供應(yīng)系統(tǒng)的要求是：⑴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；⑵在貯運(yùn)過(guò)程中應(yīng)考慮為改善高爐冶煉所必需的處理環(huán)節(jié)。⑶由于貯運(yùn)的原料數(shù)量大、對(duì)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(chēng)量的準(zhǔn)確度。⑷原料系統(tǒng)各轉(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上料機(jī)將爐料直接送到高爐爐頂?shù)脑O(shè)備叫做上料機(jī)。對(duì)上料機(jī)的要求是：（1）要有足夠的上料能力，不僅能滿(mǎn)足正常的生產(chǎn)需要，還能在底料線(xiàn)的情況下很快趕上料線(xiàn)。為滿(mǎn)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(guò)70%；（2）工作穩(wěn)定可靠；（3）最大程度的機(jī)械化和自動(dòng)化上料機(jī)主要有料罐式、料車(chē)式和皮帶機(jī)上料3中方式。因前兩種不同程度的存在缺陷，而皮帶機(jī)較為符合要求，所以新建的大型高爐，多采用皮帶機(jī)上料方式，本設(shè)計(jì)即采用皮帶機(jī)上料。3.1.1皮帶機(jī)現(xiàn)在的煉鐵車(chē)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)備則采用皮帶機(jī)。皮帶機(jī)運(yùn)輸作業(yè)率高，原料破碎率低，而且輕便，大大簡(jiǎn)化了礦槽結(jié)構(gòu)。皮帶機(jī)的運(yùn)輸能力應(yīng)該滿(mǎn)足高爐對(duì)原燃料的需求，同時(shí)還應(yīng)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)的寬度可以從手冊(cè)直接查出，也可按下式計(jì)算：（3.1）式中B—皮帶機(jī)寬度，m；Q—皮帶機(jī)運(yùn)輸量（t/h）一晝夜按16～20h，此處取20h；r—原料的堆密度，t/m3v—皮帶機(jī)速度，m/s；K—皮帶機(jī)斷面系數(shù)，與物料的動(dòng)堆積角有關(guān)；Ka—皮帶機(jī)傾角系數(shù)；—速度系數(shù)。上料皮帶機(jī)的傾角最小110，最大140，本設(shè)計(jì)選取120.皮帶機(jī)的寬度隨高爐容積而異。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)B取1.0m，采用槽型皮帶，皮帶速度2m/s。貯礦槽與貯焦槽及槽下運(yùn)輸設(shè)備3.1.2貯礦槽的用途：貯礦槽為于高爐一側(cè)（1）它起原料的貯存作用，解決高爐連續(xù)上料和車(chē)間間斷供料的矛盾；（2）有利于實(shí)現(xiàn)配料等作業(yè)的機(jī)械化和自動(dòng)化。3.1.3貯礦槽貯礦槽的總?cè)莘e與高爐容積飛、使用的原料性質(zhì)和種類(lèi)、以及車(chē)間的平面布置等因素有關(guān)，可參照下表選用，也可根據(jù)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。高爐的有效容積為1621m3,故貯礦槽的容積取2594m3（1）燒結(jié)礦槽的容積則燒結(jié)礦槽為表3-1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﹥3.02.52.51.81.61.6貯焦槽容積與高爐容積之比﹥1.10.80.70.7～0.50.7～0.50.7～0.5（2）球團(tuán)礦槽的容積則燒結(jié)礦槽為（3）澳礦槽的容積則燒結(jié)礦槽為貯焦槽的容積取973m3則貯焦槽為貯礦槽的結(jié)構(gòu)有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼鋼筋混凝土混合式結(jié)構(gòu)兩種，本設(shè)計(jì)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)式礦槽的周壁和底壁都是用鋼筋混凝土澆灌而成。且為了保護(hù)貯礦槽內(nèi)表面不被磨損，一般要在貯礦槽內(nèi)加襯板，貯焦槽內(nèi)襯以廢耐火磚，在廢鐵槽內(nèi)襯以舊鐵軌，在貯礦槽內(nèi)襯以鐵屑混凝土獲鑄鐵襯板。槽底板與水平線(xiàn)的夾角一般為500～550，此處選取520，貯焦槽不小于450，本設(shè)計(jì)選470，以保證原料能順利下滑流出。3.2槽下運(yùn)輸設(shè)備在貯礦槽下，將原料按品種和數(shù)量稱(chēng)量并運(yùn)到上料皮帶的的方法有兩種：一種是用稱(chēng)量車(chē)完成稱(chēng)量、運(yùn)輸、卸料等工序；一種是用皮帶機(jī)運(yùn)輸，用稱(chēng)量漏斗稱(chēng)量。皮帶機(jī)與稱(chēng)量車(chē)比較具有以下優(yōu)點(diǎn)：⑴設(shè)備簡(jiǎn)單，節(jié)省投資；而稱(chēng)量車(chē)設(shè)備復(fù)雜，投資高，維護(hù)麻煩。另外稱(chēng)量車(chē)的工作環(huán)境惡劣，傳動(dòng)系統(tǒng)和電器設(shè)備經(jīng)常出故障，要經(jīng)常檢修，要求有備用車(chē)，有的高爐甚至要用兩臺(tái)備用車(chē)才能保證正常生產(chǎn)，這就增加了投資。⑵皮帶機(jī)運(yùn)輸容易實(shí)現(xiàn)溝下操作自動(dòng)化，能有效地減輕體力勞動(dòng)和改善勞動(dòng)條件，可利于工人健康。⑶采用皮帶機(jī)運(yùn)輸，可以降低礦槽漏嘴的高度，在貯礦槽頂面高度不變的情況下，可以增大貯礦槽容積?；谏鲜鲈?，本設(shè)計(jì)采用皮帶機(jī)作為槽下運(yùn)輸設(shè)備。3.3高爐裝料設(shè)備高爐爐頂裝料設(shè)備是用來(lái)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。高爐是按逆流原則進(jìn)行冶金過(guò)程的豎爐，爐頂是爐料的入口也是煤氣的出口。爐頂裝料設(shè)備均應(yīng)滿(mǎn)足以下基本要求：⑴要適應(yīng)高爐生產(chǎn)能力；⑵能滿(mǎn)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，是高壓操作順利進(jìn)行；⑷設(shè)備結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單和堅(jiān)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。目前新建的1000m3以上的高爐多數(shù)采用無(wú)鐘爐頂裝料設(shè)備。本設(shè)計(jì)采用無(wú)鐘爐頂裝料設(shè)備。無(wú)鐘爐頂裝料設(shè)備從結(jié)構(gòu)上，根據(jù)受料漏斗和稱(chēng)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)。因?yàn)椴⒐奘浇Y(jié)構(gòu)會(huì)帶來(lái)并罐效應(yīng)故多采用串罐式結(jié)構(gòu)現(xiàn)在，故本設(shè)計(jì)即采取串罐式結(jié)構(gòu)。3.3.1串罐式無(wú)鐘爐頂也稱(chēng)中心排料式無(wú)鐘爐頂，其結(jié)構(gòu)如圖3.1所示：圖3.1串罐式無(wú)鐘爐頂裝置1、上料皮帶機(jī)2、擋板3、受料漏斗4、上閘閥5、上密封閥6、稱(chēng)量漏斗7、下節(jié)流閥8、下密封閥9、中心喉管10、旋轉(zhuǎn)溜槽11、中心導(dǎo)料器受料漏斗的作用是接受和貯存由皮帶機(jī)或料車(chē)卸下的爐料，并將爐料裝入稱(chēng)量漏斗的裝置。稱(chēng)量料罐的作用是接受和貯存爐料，內(nèi)壁有耐磨襯板加以保護(hù)。與并罐式無(wú)鐘爐頂相比，串罐式無(wú)鐘爐頂有一些重大改進(jìn)：⑴密封閥由原先單獨(dú)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作改為傾動(dòng)和旋轉(zhuǎn)兩個(gè)動(dòng)作，最大限度地降低了整個(gè)串罐式爐頂設(shè)備的高度，并使得密封動(dòng)作更加合理。⑵采用密封閥閥座加熱技術(shù)，延長(zhǎng)了密封圈的壽命。⑶在稱(chēng)量料罐內(nèi)設(shè)置中心導(dǎo)料器，使得料罐在排料時(shí)形成質(zhì)量料流，改善了料罐排料時(shí)的料流偏析現(xiàn)象。⑷1988年P(guān)W公司進(jìn)一步又提出了受料漏斗旋轉(zhuǎn)的方案，以避免皮帶上料系統(tǒng)向受料漏斗加料時(shí)由于落料點(diǎn)固定所造成的爐料偏析。概括起來(lái)，串罐式無(wú)鐘爐頂與并罐式無(wú)鐘爐頂相比具有以下特點(diǎn)：⑴投資較低，和并罐式無(wú)鐘爐頂相比可減少投資10%。⑵在上部結(jié)構(gòu)中所需空間小，從而使得維修操作具有較大的空間。⑶設(shè)備高度與并罐式爐頂基本一致。⑷極大地保證了爐料在爐內(nèi)分布的對(duì)稱(chēng)性，減小了爐料偏析，這一點(diǎn)對(duì)于保證高爐的穩(wěn)定順行是極為重要的。⑸絕對(duì)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(duì)旋轉(zhuǎn)溜槽的使用壽命有一定的影響。3.3.2無(wú)鐘爐頂?shù)牟剂戏绞叫D(zhuǎn)溜槽可以實(shí)現(xiàn)多種布料方式，根據(jù)生產(chǎn)對(duì)爐喉布料的要求，常用的有以下4中基本的布料方式環(huán)形布料，傾角固定的旋轉(zhuǎn)布料稱(chēng)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)，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的半徑上以調(diào)整煤氣分布。螺旋形布料，傾角變化的旋轉(zhuǎn)布料稱(chēng)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，這種布料方法能把爐料布到爐喉截面任一部位，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。定點(diǎn)布料，方位角固定的布料形式稱(chēng)為定點(diǎn)布料。當(dāng)爐內(nèi)某部位發(fā)生“管道”或“過(guò)吹”時(shí)，需用定點(diǎn)布料。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(chēng)為扇形布料。當(dāng)爐內(nèi)產(chǎn)生偏析或局部崩料時(shí)，采用該布料方式。布料時(shí)旋轉(zhuǎn)溜槽在指定的弧段內(nèi)慢速來(lái)回?cái)[動(dòng)。3.3.3探料裝置探料裝置的作用是準(zhǔn)確探測(cè)料面下降情況，以便及時(shí)上料，既可防止料滿(mǎn)時(shí)開(kāi)大鐘頂彎鐘桿，又可防止低料操作線(xiàn)時(shí)爐頂溫度過(guò)高，燒壞爐頂設(shè)備，特別是高爐大型化、爐頂設(shè)備也不斷發(fā)展的今天，料面情況是上部布料作業(yè)的重要依據(jù)。目前使用最廣的是機(jī)械傳動(dòng)的探料尺、微波式料面計(jì)和激光式料面計(jì)。本設(shè)計(jì)采用激光料面計(jì)激光料面計(jì)是20世紀(jì)80年代開(kāi)發(fā)出的高爐料面形狀檢測(cè)裝置。它是利用光學(xué)三角法測(cè)量原理設(shè)計(jì)的，如圖3.2：圖3.2激光料面計(jì)它由方向角可調(diào)的旋轉(zhuǎn)光束掃描器向料面投射氬氣激光，在另一側(cè)用攝像機(jī)測(cè)量料面發(fā)光處的光學(xué)圖像得到各光點(diǎn)的二維坐標(biāo)，再根據(jù)光線(xiàn)斷面的水平方位角和攝像機(jī)的幾何位置，進(jìn)行坐標(biāo)變換等處理，找出該點(diǎn)的三維坐標(biāo)，并在圖像字符顯示器（CRT）顯示出整個(gè)料面形狀送風(fēng)系統(tǒng)PAGE594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(mén)等。鼓風(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℃，提高風(fēng)溫是降低焦比的重要手段，也有利于增大噴煤量。準(zhǔn)確選擇送風(fēng)系統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)，合理布置管路系統(tǒng)，閥門(mén)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)的重要因素之一。4.1高爐鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)用來(lái)提供燃料燃燒所必需的氧氣，熱空氣和焦炭在風(fēng)口燃燒所生成的煤氣，又是在鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓下才能克服料柱阻力從爐頂排出。因此沒(méi)有鼓風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行，高爐不可能正常生產(chǎn)。4.1.1高爐冶煉時(shí)對(duì)鼓風(fēng)機(jī)的要求如下：（1）要有足夠的風(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(guò)物料平衡計(jì)算得到，也可按照下式近似計(jì)算：（4.1）式中=2870.52m3/min,標(biāo)態(tài)入爐風(fēng)量；Vu=1621,高爐有效容積；I=1.00t/(·d),高爐冶煉強(qiáng)度；V=2550/t,每噸干焦消耗標(biāo)態(tài)風(fēng)量，V=2450～2800/t。（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：（4.2）式中鼓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓，Pa；高爐爐頂壓力，Pa,大型高爐0.25～0.40Mp，本設(shè)計(jì)取0.30Mp高爐料柱阻力損失，大型高爐為0.11～0.16Mp，本設(shè)計(jì)取0.14Mp高爐送風(fēng)系統(tǒng)阻力損失，Pa，一般為0.01～0.02Mp，本設(shè)計(jì)取0.02Mp。（3）既能均勻、穩(wěn)定的送風(fēng)，又要有良好的調(diào)節(jié)性能和一定的調(diào)節(jié)范圍。高爐冶煉要求固定風(fēng)量操作，以保證爐況穩(wěn)定順行，此時(shí)風(fēng)量不應(yīng)受風(fēng)壓波動(dòng)的影響。但有時(shí)需要定風(fēng)壓操作，如在解決高爐爐況不順或熱風(fēng)爐換爐時(shí)，需要變動(dòng)風(fēng)量但有必須保證風(fēng)壓的穩(wěn)定。此外高爐操作中常需加、減風(fēng)量，如在不同氣象條件下、采用不同爐頂壓力、或料柱阻力損失變化時(shí)，都要求鼓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)量和風(fēng)壓能在較大范圍內(nèi)變化，因此，鼓風(fēng)機(jī)要有良好的調(diào)節(jié)性能和一定的調(diào)節(jié)范圍。4.1.2高爐鼓風(fēng)機(jī)工作原理及特性常用的高爐鼓風(fēng)機(jī)有離心式和軸流式兩種，本設(shè)計(jì)選取軸流式鼓風(fēng)機(jī)。軸流式鼓風(fēng)機(jī)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，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4.1：圖4.1軸流式鼓風(fēng)機(jī)1、機(jī)殼2、轉(zhuǎn)子3、工作葉片4、導(dǎo)流葉片5、吸氣口6、排氣口工作原理是依靠在轉(zhuǎn)子上裝有一定角度的工作葉片隨轉(zhuǎn)子一起高速旋轉(zhuǎn)，由于工作葉片對(duì)氣體做功，使獲得能量的氣體沿軸向流動(dòng)，達(dá)到一定的風(fēng)量和風(fēng)壓。轉(zhuǎn)子上的一列工作葉片與機(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)的特性如下：⑴氣體在風(fēng)機(jī)中沿軸向流動(dòng)，轉(zhuǎn)折少，風(fēng)機(jī)效率高，可達(dá)到90%左右；⑵工作葉輪直徑小