1、第一章 緒論51概述51.2 高爐生產主要經濟技術指標51.3高爐冶煉現狀及其發展51.4本設計采用的新技術。6第二章 高爐車間設計62.1廠址的選擇62.2 高爐煉鐵車間平面布置應遵循的原則62.3 車間布置形式7第三章 高爐本體設計73.1高爐數目及總容積的確定73.2 爐型設計83.3參數103.4爐襯設計103.4.1爐底爐缸的爐襯設計103.4.2爐腹,爐腰和爐身下部的爐襯設計103.4.3爐身上部和爐喉砌筑113.5高爐冷卻113.5.1高爐冷卻設備的作用及冷卻介質113.5.2高爐冷卻設備設計113.5.3冷卻設備工作制度123.6高爐鋼結構及高爐基礎123.6.1高爐鋼結構12

2、3.6.2高爐基礎13第4章 高爐車間原料系統134.1貯礦槽及貯焦槽的設計134.1.1貯礦槽的設計134.1.2副礦槽144.1.3貯焦槽設計144.1.4礦槽的結構形式144.2給料器，槽下篩分與稱量設計144.2.1給料器144.2.2槽下篩分154.2.3槽下稱量154.3膠帶機的設計164.4爐頂裝料設備164.5探料裝置17第5章 高爐送風系統175.1高爐鼓風機175.1.1高爐冶煉對鼓風機的要求:175.1.2鼓風機出口風量的計算175.1.3鼓風機出口風壓的計算185.1.4鼓風機的選擇185.2高爐熱風爐設計195.2.1熱風爐基本結構形式195.3燃燒器及閥門205.3

3、.1燃燒器205.3.2熱風爐閥門215.4提高風溫途徑215.5余熱回收裝置21第6章 高爐噴煤系統216.1煤粉的制備226.1.1原煤的貯存226.1.2煤的干燥226.1.3磨煤機226.1.4粗粉分離器226.1.5旋風分離器226.1.6鎖氣器236.1.7布袋收集器236.2煤粉噴吹系統236.2.1噴吹設備的確定236.3安全措施246.3.1煤粉爆炸條件246.3.2采取的安全措施25第7章 高爐煤氣除塵系統257.1概述257.1.1高爐煤氣除塵的目的257.1.2評價煤氣除塵裝置的主要指標257.2高爐煤氣除塵設備267.2.1荒煤氣管道267.3重力除塵器267.3.1

4、重力除塵器原理：267.3.2主要尺寸圓筒部分直徑和高度267.4文氏管277.4.1文氏管除塵原理：277.4.2半精細除塵設計277.4.3精細除塵設計277.5布袋除塵277.6煤氣除塵系統附屬設備287.6.1煤氣遮斷閥287.6.2煤氣放散閥287.6.3煤氣切斷閥287.6.4調壓閥組287.7爐頂余壓發電28第8章 渣鐵處理系統298.1 概述298.2 風口平臺和出鐵場298.2.1 風口平臺298.2.2 出鐵場298.3 渣鐵溝和撇渣器298.3.1 主鐵溝298.3.2 撇渣器308.3.3 支鐵溝和支溝308.3.4 擺動流嘴308.4 爐前主要設備308.4.1 開鐵

5、口機308.4.2 堵鐵口泥炮308.4.4 堵渣口機318.5 鐵水處理設備318.5.1 鐵水罐車318.5.2 鑄鐵機318.6 爐渣處理32第一章 緒論1概述高爐冶煉是獲得生鐵的主要手段，它以鐵礦石（天然富礦，燒結礦，球團礦）為原料，焦碳，煤粉，重油，天然氣等為燃料和還原劑，以石灰石等為溶劑，在高爐內通過燃料燃燒，氧化物中鐵元素的還原以及非氧化物造渣等一系列復雜的物理化學過程，獲得生鐵。其主要副產品有高爐爐渣和高爐煤氣。為了實現優質，低耗，高產和延長爐齡，高爐本體結構及輔助系統必須滿足冶煉過程的要求，即耐高溫，耐高壓，耐磨，耐侵蝕密封性好，工作可靠，壽命長，而且具有足夠的生產能力。1.

6、2 高爐生產主要經濟技術指標高爐生產效果以其技術經濟指標衡量，主要技術經濟指標如下：（1） 高爐有效容積利用系數（）：高爐有效容積利用系數即晝夜生鐵的產量P（t）與高爐有效容積V（m）之比。是高爐冶煉的一個重要指標，越大，其高爐生產率越高。本設計取2.2（2） 焦比（k）：焦比即每晝夜焦碳消耗量Q（t或kg）與每晝夜生鐵產量P（t）之比，噴吹燃料可以有效地降低焦比，從而降低生鐵成本。（3） 煤比（Y），油比（M），燃氣比（G）：指每噸生鐵消耗的煤粉或油量或燃氣量。從風口向爐內噴吹煤粉，重油以及天然氣，焦爐煤氣等燃料，可降低焦碳的消耗量。（4） 冶煉強度（I）：高爐冶煉強度是每晝夜1m有效容積燃

7、燒的焦碳量。冶煉強度表示高爐的主業強度，它與鼓入高爐的風涼成正比，在焦比不變的情況下，冶煉強度越高，高爐產量越大。本設計取0.95 。（5） 休風率：休風率指休風時間占日歷時間的百分數。（6） 生鐵合格率：高爐生產的化學成分符合國家的規定的合格生鐵占生鐵量的百分數為生鐵合格率。（7） 高爐一代壽命：指高爐從點火開始到停爐大修之間的冶煉時間或相鄰兩次大修之間的時間稱為高爐一帶壽命。1.3高爐冶煉現狀及其發展（1） 容大型化及其空間尺寸的橫向發展。近年來，大型鋼鐵企業大多采用V4000m以上巨型高爐。（2） 料：精料包括提高入爐礦石品位，改善入爐原料的還原性能，提高熟料率，穩定入爐原料成分和整粒，

8、精練是改善高爐冶煉的基礎。（3） 提高休風溫度：提高休風溫度可以大幅度的降低焦比，特別是鼓風溫度較低時效果更為顯著。（4） 高壓操作：高壓操作可以延長煤氣在爐內的停留時間，改善煤氣性能及化學能利用，有利于穩定操作，為強化冶煉創造條件。（5） 副氧大噴吹：副氧大噴吹可達到優質，低耗，高產，長壽的冶煉效果。（6） 電子計算機的采用：計算機目前已可以控制配料，裝料和熱風爐操作。1.4本設計采用的新技術。（1）料鐘爐頂和皮帶上料 ，布料旋轉溜槽可以實現多種布料方式。（2）熱風爐采用錐球形爐頂，有利用拱頂氣流分布和熱風溫度的提高，隔墻間加耐熱鋼板防止蓄熱室氣流短路。（3） 體冷卻采用軟水密封循環系統。（

9、4） 有高爐噴煤設備。（5） 有余熱回收和余壓發電裝置。（6） 前水渣系統采用過濾式。（7）采用計算機自動控制系統對各個環節進行監控。第二章 高爐車間設計2.1廠址的選擇（1） 工業布局要合理。即要考慮地區工業的綜合平衡，也要考慮鋼鐵生產對原料的以賴性，以節省投資，降低應運費用。 （2） 合理利用地形設計工藝流程。（3） 接近原料產地，減少原料運輸。（4） 地質條件要好，耐壓力大于2.0kg/cm.（5） 水電資源豐富，供水供電不能間斷，供電雙電源。（6） 少占良田。（7） 位于城市居民區主導風向的下風向或側風向。（8） 不受洪水及大雨的淹沒。2.2 高爐煉鐵車間平面布置應遵循的原則（1） 在

10、工藝合理，操作安全，滿足生產的條件下，應盡量緊湊并合理地公用一些設備與建筑物，以求少占土地和縮短運輸線。網管線的距離。（2） 有足夠的運輸距離，保證原料及時入廠和產品及時運處。（3） 車間內部鐵路，道路布置要暢通。（4） 要考慮擴建的可能性，在可能的條件下留一座高爐的位置。在高爐大修擴建時施工安裝作業。2.3 車間布置形式（1） 一列式布置：高爐與熱風爐在一列線上，出鐵場也布置在高爐列線上成為一列，并且與車間鐵路線平行。優點：可以公用出鐵場和起重機，公用熱風爐值班室和煙囪，節省投資。熱風爐距高爐近，熱損失小缺點：運輸能力低，在高爐數目多，產量高時，運輸不方便，特別是在一座檢修時車間調度復雜。（

11、2） 并列式布置：高爐與熱風爐分設在兩條列線上，出鐵場布置在高爐列線，車間鐵路線與高爐列線平行優點：高爐間距離近，可以公用一些設備。缺點：熱風爐距高爐近，熱損失大，并且熱風爐靠近重力除塵器，勞動條件不好。（3） 島式布置：每座高爐和它的熱風爐，出鐵場，鐵水罐車，停放線等組成一個獨立的體系。鐵水罐車停放線與車間兩側的調度線成一定角度，一般為1113度島式布置的鐵路線為貫通式，空鐵水罐車從一端進入爐旁，裝滿鐵水的鐵水罐車從一端駛出，運輸量大，并且設有專用輔助材料線。缺點：高爐間距大，管線長，設備不能公用，投資高。（4） 半島式布置：高爐與熱風爐列線與車間調度線交角可以大到45度，因此高爐距離近，并

12、且在高爐兩側各有三條獨立的有盡頭的鐵水罐車停放線和一條輔助材料運輸線，出鐵場和鐵水罐車停放線垂直。縮短了出鐵場長度，設有擺動流嘴，出一次鐵可以放置幾個鐵水罐車。本設計采用一列式車間布置。第三章 高爐本體設計3.1高爐數目及總容積的確定 設計一年產270萬噸的高爐車間。高爐一代壽命為10年，作業率為95%。（1） 確定年工作日：36595%=347天日產量：P總=27010000/347=7780.98t（2） 定容積：選定高爐座數為2，高爐利用系數v=2.0t/(m.d)每座高爐日產量：P= P總/2=3891t每座高爐容積：Vu=P/v=3891/2.0=1946m3.2 爐型設計（1） 爐

13、缸直徑（d）：選定冶煉強度I=0.95t/(m.d)爐缸截面燃燒強度：i燃=1.05t/(m.h)則 d=0.23sqr(I. Vu/ i燃)=0.23sqr(0.951946/1.05)=9.65m取d=9.7m校核：Vu/A=1946/（9.7/4）=26.35設計符合要求。（2） 爐缸高度： 渣口高度：hz=1.27bP/(N.C.d.鐵)=1.271.23891/（100.557.19.7）=1.61m 取 hz=1.6m 式中：N晝夜出鐵次數，10次；鐵鐵水比重，7.1t/ m；b生鐵波動系數，1.2；C渣口以下爐缸利用系數，0.55。 風口高度：K取0.55hf= hz/K=1.6

14、/0.55=2.91m取 hf=3.0m 風口數目：n=2(d+2)=2(9.7+2)=23.4取n=24個 風口結構尺寸：選取a=0.5則爐缸高度：h1=hf+a=3.0+0.5=3.5m(3)死鐵層厚度： 選取h0=1.5m(4)爐腰直徑、爐腹角、爐腰高度： 選取 D/d=1.11則 D=1.119.7=10.77 m取 D= 11m選取 =80則 h2=(D-d)tg80/2 =(11-9.7)tg80/2=3.68m取 h2=3.6m校核：tg=2 h2/(D-d)=23.6/(11-9.7)=5.54 =794612(5)爐喉直徑、爐喉高度的確定：選取d1/D=0.65則 d1=0.

15、6511=7.15 m取 d1=7.2m選取h5=2.0 m（6）爐身角、爐身高度、爐腰高度：選取=8430則 h4=(D- d1)tg/2 =(11-7.2) tg8430/2 =16.67 m取 h4=17 m校核：tg=2 h4/(D- d1) =217/(11-7.2) =8.95 =833716選取Hu/D=2.56則Hu=2.56D=2.5611=28.16 m取 Hu=28.2m求得：h3=Hu-h1-h2-h4-h5 =28.2-3.5-3.6-17.0-2.0 =2.1 m(7) 校核爐容：爐缸體積：V1=d h1/4=3.149.73.5/4=258.51 m爐腹體積：V2

16、= h2（D+Dd+d）/12 =3.143.6(11+119.7+9.7 )/12 =303.13 m爐腰體積：V3=D h3/4 =3.14112.1/4 =199.47 m爐身體積：V4= h4（D+Dd1+d1）/12 =3.1417（11+117.2+7.2）/12 =1121.16 m 爐喉體積：V5=d1 h5/4 =3.147.22.0/4 =81.39 m高爐容積：Vu= V1+V2+V3+V4+V5 =258.51+303.13+199.47+1121.16+81.39=1963.66 m誤差： V= （Vu- Vu）/ Vu=（1210.2-1946）100%/1946=

17、0.89%1%在允許范圍內，故爐型設計符合要求。3.3參數（1） 爐缸截面積：A=d/4=3.149.7/4=73.86mVu/A=1946/73.86=26.34本設計中高爐屬于大型高爐，Vu/A的范圍為2228。（2） D/d=1.11，一般大高爐的D/d=1.091.15。（3） d1/D=0.65，一般大高爐的d1/D=0.640.73。（4） Hu/D=2.56，一般大高爐的Hu/D=2.53.1。3.4爐襯設計3.4.1爐底爐缸的爐襯設計爐底爐缸是高爐的重要部位,其被侵蝕破壞程度是決定高爐大修的關鍵。它們的破壞機理是: 液態鐵、重金屬及堿金屬滲入砌體縫隙后凝固,體積膨脹,進而擴大裂

18、縫使磚襯脫落浮起。 受14001600(風口前端達1800)以上的高溫作用,與同時受到的壓力結合,破壞作用強。由于溫度不均,產生的熱應力使耐火砌體軟化變形,開裂。 受到爐料,渣鐵的物理化學侵蝕及凈壓力作用和鼓風,崩料及坐料的沖擊。 渣,鐵,煤氣流的機械作用,特別是在開爐初期對爐底的機械作用尤為嚴重。 鼓風中的氧氣,水分和煤氣中的二氧化碳等氧化性氣氛對碳磚的氧化作用,還原劑對襯磚中的三氧化二鐵和二氧化硅的還原作用,侵蝕爐襯。爐缸爐底砌筑:本設計采用熱壓小碳磚陶瓷杯爐缸爐底結構。3.4.2爐腹,爐腰和爐身下部的爐襯設計從爐腰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,爐

19、腰以下還要受到高氧化亞鐵初渣侵蝕,以及由于溫度波動所產生的熱震破壞作用.高爐冶煉過程中部分煤氣流沿爐腹斜面上升,在爐腹與爐腰交界出轉彎,對爐腰下部沖刷嚴重,使這部分爐襯侵蝕較快,使爐腹段上升,徑向尺寸也有所增大,使得設計爐型向操作爐型轉化.厚墻爐腰有利于這種轉化,薄墻爐腰不利于這種轉化,而有利于固定爐型的作用.本設計采用過渡式爐腰結構。爐腹砌一層厚度為345mm粘土磚或高鋁磚,爐身下部砌磚厚度為575mm,傾斜部分砌三層磚錯一次臺,砌體與爐殼間隙為130mm,填以水渣_石棉隔熱材料.爐腹,爐腰砌磚緊靠冷卻壁,其縫隙用與磚相同成分的泥漿灌滿,磚縫為1mm.3.4.3爐身上部和爐喉砌筑爐身上部溫度

20、較低,主要受煤氣流沖刷與爐料摩擦而破損.爐喉除受煤氣沖刷,爐料摩擦外,還承受裝煤時溫度急劇波動的影響,有時受到爐料的直接沖擊作用.本設計中, 采用爐身冷卻模塊技術，爐身取消了磚襯和冷卻壁，將冷卻水管直接焊接到爐殼上，并澆注耐熱混凝土，是由爐殼厚壁鋼管耐熱混凝土構成的大型冷卻模塊組成。主要技術優點有：爐身壽命可提高近一倍，明顯降低爐身造價，縮短大修時間，另外高爐大修初始即形成操作爐型，有利于高爐順行，同時由于爐襯減薄，也擴大了爐容，在供排水方面無特殊要求，利用原有系統即可正常進行。3.5高爐冷卻3.5.1高爐冷卻設備的作用及冷卻介質高爐爐襯侵蝕機理是復雜的和多因素的,高溫軟融是主要因素之一.而且

21、諸多破損因素都與溫度有關,所以爐襯的溫度狀態是爐襯破損的主要原因.因此對爐襯冷卻是非常重要的.冷卻設備的作用是: 保護爐殼. 對耐火材料的冷卻和支承. 維持合理的操作爐型. 促成爐襯內表面形成渣皮代替爐襯工作,延長爐襯壽命.冷卻介質有水、空氣、汽水混合物三種.本設計中采用軟水作為冷卻介質.3.5.2高爐冷卻設備設計(1) 爐底、爐缸:均采用光面冷卻壁冷卻.冷卻壁設置于爐殼爐襯之間.其優點是:不損壞爐殼強度,密封性好,冷卻均勻,爐襯表面光滑平整.光面冷卻壁厚100mm,寬1000mm,光面冷卻壁與爐殼間留20mm縫隙,用稀泥漿填滿,光面冷卻壁與磚襯間留120mm縫隙,填以炭素料.(2) 爐腹、爐

22、腰和爐身下部:采用鑲磚冷卻壁,其厚度為250mm, 磚厚150mm,且爐腹部位用不帶凸臺的鑲磚冷卻壁.其凸臺部位可支承爐磚,延長爐襯壽命,安裝時緊靠砌磚.與爐殼間距130mm,中間填以水渣_石棉材料,同段冷卻壁之間垂直縫為20mm,水平縫30mm.中間填以鐵屑填料.冷卻壁寬度為7001500mm,高度不大于3000mm,(3) 水冷爐底:水冷爐底的冷卻強度大,耗電低,為軟水冷卻,冷卻水管為909,共36根.在爐底耐火磚砌體底面與基礅面之間安裝通水的無縫鋼管,無縫鋼管埋在炭搗層中,水冷管道中心線以下采用200mm耐火水泥,以上采用200mm炭搗料.爐底水冷管中心間距200mm,邊緣間距250mm

23、.(4) 風口:風口由小套、中套和大套三個套組成.風口小套和中套由青銅制成,空腔式結構,內通水冷卻;大套由鑄鐵制成,內部鑄有蛇形管,通水冷卻.三個水套緊密接觸,以防漏氣;風口伸入爐缸內,距爐缸內襯表面150mm.3.5.3冷卻設備工作制度冷卻水進水溫度35,懸浮物200kg/t,輻射時硬度10,允許水溫差:爐身上部10,爐身下部10,爐腰9,爐腹8,風口帶4,風口大套56,風口二套78.供水壓力:全管水壓3.74.0kg/cm,爐體上部1.651.80 kg/cm,爐體下部2.32.5 kg/cm.提高水溫差途徑:降低水流速,增加冷卻器串聯個數.3.6高爐鋼結構及高爐基礎3.6.1高爐鋼結構(

24、1) 爐體支柱:設計中采用大框架結構,使爐頂框架的全部載荷由四根大支柱組成的大框架直接傳遞到爐基,爐頂法蘭盤上的載荷,裝料設備和煤氣上升管等載荷由爐殼傳遞到基礎,煤氣上升管和爐頂平臺裝有座圈和托座.取消爐腰托圈,爐缸支柱,爐身支柱.(2) 爐頂框架:爐頂大框架支柱的上部頂端用橫跨鋼梁將支柱連接為整體,并在橫跨鋼梁上面鋪滿花紋鋼板作為爐頂平臺.爐頂框架采用門字型結構,使用30mm厚的鋼板焊接而成.(3) 爐殼:爐殼形狀要與高爐內型,爐襯厚度,冷卻設備結構形式相適應.爐缸下部爐殼轉折點在風口大套,法蘭盤邊緣以上不小于100mm處.爐殼厚度值應與工作條件相適應,各部分的厚度為:=KD式中: 計算部位

25、爐殼厚度,mm. K系數,mm/m. D計算部位爐殼外弦帶直徑,m. 爐身下弦帶高度一般不超過爐身高度的1/41/3.5.爐殼一般由碳素鋼板或低合金鋼板焊成,厚度大于10mm的鋼板要鏟坡,豎縫采用”V”或”X”坡口焊接,橫縫采用”V”或”K”坡口焊接.（4）圍管和送風管: 熱風圍管采用吊掛式,吊掛在橫梁上,爐體框架間距為18mm.保證熱風圍管與支柱有250mm間距.（5）爐體平臺及走梯 高爐爐體凡是在設有人孔、探測孔、冷卻設施及機械設備的部位，均應設置工作平臺以便于檢修和操作。各層平臺之間用走梯連接。設計如下：1、各層平臺寬度為1200毫米，過道平臺及走梯寬800毫米，欄桿高度為1100毫米；

26、2、平臺及走梯與殼之間的距離為3000毫米；3、各層平臺應錯開，坡度不應太大，設置100毫米腳板。3.6.2高爐基礎高爐基礎 是高爐下部的承重結構,它的作用是將高爐全部載荷均勻的傳遞到地基.高爐基礎由埋在地下的基座和地面上的基礅組成.對高爐基礎的要求是: 高爐基礎應把高爐的全部載荷均勻的傳遞給地基,不發生沉陷和不均勻的沉陷.具有一定的耐熱能力.采用水冷爐底及耐熱基礅,以保證高爐基礎很好工作.基礅斷面為圓形,高度一般為2.53.0mm;基座直徑與載荷和地基土質有關,A=P/KSm.本高爐的基礎為八角型,對角線長度為30mm.第4章 高爐車間原料系統現代高爐對原料系統的要求： 保證連續的 、均衡的

27、供應高爐冶煉所需的原料，并為進一步強化冶煉留有余地。 在貯運過程中應考慮為改善高爐冶煉所必須的處理環節，如混勻，破碎，篩分等。焦碳在運輸過程中盡量減少破碎率。 應該盡量實現自動化和機械化，提高混勻，配料，稱量的準確度。 原料系統各轉運環節和漏料點都有灰塵產生，在設計時應考慮足夠的通風除塵設施。4.1貯礦槽及貯焦槽的設計4.1.1貯礦槽的設計（1） 貯礦槽的作用： 起原燃料的儲備作用。 有利于實現配料等作業的機械化和自動化。（2） 礦槽的設計 礦槽總長度決定于車間的長度，后者決定于高爐中心線的距離。單個礦槽長度隨溝下運輸形式而定，采用帶式運輸機時一般為5m；當用稱量車時，長度應隨閉鎖器的形式而定

28、。 礦槽寬度取決于高爐容積和槽上槽下的運輸設備形式。大中型高爐一般為1011m。當槽上用火車，槽下用稱量車運輸時，一般成雙排礦槽。當槽上槽下都采用皮帶運輸時，一般都做成單排。 礦槽的高度取決于礦槽上部運輸形式。當采用火車運輸時，因受鐵路坡度限制（0.015，一般軌面標高為910m，如礦槽上部用膠帶運輸時，礦槽上表面可適當高些。（3） 本設計設六個貯礦槽，槽上槽下都采用皮帶機運輸。 取貯礦槽總容積為高爐總容積的1.6倍，則貯礦槽容積為：V槽=1.6Vu=2.01964=3142m 每個貯礦槽容積為：V礦=3142/6=523.6m，取524 m。 礦槽儲存能力為 ：245246/（19642）=

29、19.21小時4.1.2副礦槽（1） 雜礦槽：300 m2（2） 塊礦槽：300 m24.1.3貯焦槽設計（1） 設兩個貯焦槽，貯存能力為：247002/（19642）=8.55小時。（2） 取V焦/Vu=0.7，則焦槽總容積為：V焦=0.71964=1374.8 m（3） 每個焦槽容積為：1374.8/2=687.4m，取 700 m。（4） 另外準備一個200m的碎焦槽。4.1.4礦槽的結構形式（1） 本設計中貯礦槽的底壁和周壁都采用鋼筋混凝土澆灌而成，為防止磨損及高溫（熱燒結礦）的破壞作用，應靠礦焦壁襯砌一層粘土磚。（2） 本設計中貯礦槽設置為單排。方式為皮帶機供料，寬度為10m。貯礦槽

30、高度為10m，貯礦槽寬度在槽下用膠帶機時為5m，礦槽壁的傾角為54。4.2給料器，槽下篩分與稱量設計4.2.1給料器本設計中采用電磁震動給料器。主要有槽體、激震器、減震器三部分組成。激震器與槽體用彈簧連接在一起，塊礦、雜礦均設槽下震動給料器。槽下設防料閥門，為電動裝置，同時也設手動裝置。4.2.2槽下篩分槽下篩分是爐料在入爐前的最后一次篩分，其目的是進一步篩除爐料中的粉末，以改善爐內爐料柱的透氣性。將給料機地板底板換成篩網，給料的同時起篩分的作用。4.2.3槽下稱量 本設計中采用電子式稱量漏斗。（1） 焦碳稱量漏斗其主要安裝在貯焦槽的下面用來稱量經過篩分的焦碳，然后將焦碳卸入膠帶上料機運往高爐

31、爐頂。技術性能如下所示：有效容積：12m3漏斗上口尺寸：23341414排料口尺寸：900900漏斗斜壁角度：45漏斗安裝形式：吊裝閘門行程： 900毫米重量： 9200千克秤的形式：電子秤礦石稱量漏斗其主要安裝在貯焦槽的下面，通過漏斗及閘門把經過篩分的礦石卸入膠帶機。礦石采用分散篩粉分散稱量，爐料再經膠帶機運至中央稱量室，經集中漏斗送到上料皮帶機運往高爐。技術性能如下所示：有效容積：15m3漏斗上口尺寸：35003300排料口尺寸：1262808漏斗斜壁角度：53漏斗安裝形式：吊裝閘門行程： 1275毫米重量： 12276千克秤的形式：電子秤（2） 稱量漏斗的工藝要求： 為防止料斗內積料，漏

32、斗及留料槽底板與側壁的交線與水平的實際夾角應大于45。 稱量漏斗的上口尺寸應與有關設備相適應。 設置在膠帶機上的稱量漏斗的排料口及溜槽應與膠帶機的寬度相適應，防止卸料時把料濺在膠帶機的外側。4.3膠帶機的設計（1） 本設計采用的上料膠帶機的傾角為12，寬1054mm。B=(Q/KVKKv)1/2式中B膠帶機寬度m Q膠帶運輸量,t K斷面系數，K=320 V輸送帶速度，取V=1.2m/s 物料堆比重， K傾角系數，K=0.92Kv速度系數，Kv=1.0帶入數據B=（19642/（203201.20.50.921.0）1/2=1.054m取B=1054mm（2） 采取的措施：膠帶機有兩個方向驅動

33、，連續運轉；一般設三個電機，兩個運轉一個備用；為預防爐頂高溫，在裝料設備上設有噴水裝置；設有觀察膠帶爬行的裝置，預防膠帶斷裂設備和預防停運時的偶然啟動的設備。4.4爐頂裝料設備 本設計采用串罐式無料鐘爐頂旋轉溜槽布料。（1） 串罐式無料鐘爐頂特點：其由布置在高爐中心線兩側的旋轉料罐和和其下面的密封料罐串聯組成，密封貯料罐卸料支管中心線與波紋管中心線以及高爐中心線一致。這樣就避免了下料和布料過程中的如并罐式的粒度和體積的偏析。它與密封閥是硬連接在一起的，料罐的沖壓和卸壓均不會影響稱量值的準確性。（2） 串罐式無料鐘爐頂的優點：串罐式無料鐘爐頂投資省（比并罐在相同條件下約節省1520%），質量小，

34、高度低，拆裝靈活，運輸方便。（3） 主要參數：料罐容積：30 m；溜槽長度：3m；溜槽回轉速度：8r/min,3r/min（扇形和定點布料時）；溜槽傾動速度：0.030.3rad/min；溜槽傾動角度：正常工作時為1055，更換溜槽時為75；上下密封閥公稱直徑：600mm；各閥傳動方式：液壓傳動。氣密箱冷卻及料罐二次均壓使用加壓凈煤氣。（4） 爐頂結構：爐頂主要由受料漏斗,料倉,中心喉管，氣密箱和旋轉溜槽五部分組成。4.5探料裝置 本設計采用直接傳動垂直軟探尺2臺，互成180，探尺深1.5m ,最大為2m，位于斜橋兩側。 自動化鏈條式軟探尺，鐘錘用鐵鏈吊掛，鐘錘的升降借助于密封箱內的卷筒窗洞，

35、卷筒的軸承為耐高溫高壓的軸承。在箱外的鏈軸上，設一鋼繩卷筒，鋼繩與探尺卷揚機卷筒相連，探尺卷揚機設在爐頂。 第5章 高爐送風系統 高爐送風系統包括鼓風機,冷風管路,熱風爐,熱風管路以及管路上的各種閥門等.準確選擇送風系統鼓風機,合理布置管路系統,閥門工作可靠,熱風爐工作效率高,是保證高爐優質,低耗,高產的重要因素之一.5.1高爐鼓風機5.1.1高爐冶煉對鼓風機的要求:(1) 有足夠的送風能力.即不僅能提供高爐冶煉所需要的風量,而且鼓風機的出口壓力要能夠足以克服送風系統的阻力損失,高爐料柱阻力損失以及保證有足夠高的爐頂煤氣壓力,鼓風機最大的鼓風量應能滿足夏季高爐冶煉強度的要求；冬季應能在經濟區域

36、工作。(2) 風機的風量及風壓要有較寬的調節范圍。即風機的風量和風壓均應適用于爐況的順行與難行、冶煉強度的降低與提高、噴吹燃料與富氧鼓風操作以及其它多種因素變化的影響。對于高壓爐頂高爐，應考慮在常壓冶煉的可行性和合理性。(3) 送風均勻而穩定。即風壓變化時，風量不得自動產生大幅度變化。(4) 能保證長時間連續、安全及高效率運行。5.1.2鼓風機出口風量的計算（1） 爐入爐風量：V0=VuIv/1440=19640.952700/1440=3498m/min式中： V0標態入爐風量，m/min。Vu高爐有效容積，m。I高爐冶煉強度,t/（m.d）。v每噸干焦消耗風量，m/t，取2700。（2）送

37、風系統管路漏風損失量計算： V1= RV0 = 10%3498 =349.8 m/min式中：V1漏風損失風量，m/min。 R送風系統漏風系數，%，本設計大高爐取10%。（3）熱風爐換爐充風量，m/min V2=cV0=103498=349.8 m/min 式中V0熱風爐換爐充風量，m/min 充風量占入爐風量的百分數，取10（4）鼓風機出口風量： Vc=V0+V1+V2=4197.6 m/min5.1.3鼓風機出口風壓的計算P=Pt+PLS+PFS =(2.3+1.4+0.2)105 =3.9105 Pa式中：P鼓風機出口風壓，Pa Pt高爐爐頂壓力，Pa，取2.3105 Pa PLS高爐

38、料柱阻力損失，Pa ，取1.4105 Pa PFS高爐送風系統阻力損失，Pa ，0.2105 Pa5.1.4鼓風機的選擇本設計中采用軸流式風機。（1） 對鼓風機出口風量的修正：風量修正系數：K=0.92；風壓修正系數：K=1.04；實際供風量：V=V/K=4197.6/0.92=4543 m/min（2） 對鼓風機出口風壓的修正：P=P/K=3.9105 /1.04=3.75105 Pa（3） 風機的選擇 風機型號：Z325046風量：6000 m/min風壓：4.5kg/cm轉速：4400rad/min傳動方式：汽動 兩座高爐安裝三臺，一臺備用。5.2高爐熱風爐設計5.2.1熱風爐基本結構形

39、式熱風爐基本結構形式有內燃式、外燃式和頂燃式熱風爐三種。本設計中采用改進型內燃式熱風爐。內燃式熱風爐由爐襯、燃燒室、蓄熱室、爐殼、爐箅子、支柱、管道及閥門等組成。燃燒室和蓄熱室砌在同一爐殼內，之間砌有爐墻。煤氣和空氣由管道經閥門送入燃燒室并在燃燒室內燃燒，煙氣向上運動經拱頂改變方向，向下進入蓄熱室。蓄熱室由格子磚組成，格子磚支撐在爐箅子和支柱上。煙氣將格子磚加熱并自身冷卻，經由爐箅子下面的煙道閥排入煙道經煙囪排入大氣。格子磚被加熱并蓄存一定熱量后，熱風爐停止燃燒，轉入送風，冷風由下部冷風管道和冷風閥進入蓄熱室，空氣通過格子磚被加熱，經拱頂進入燃燒室，并經由熱風閥排入熱風管道送至高爐。5.2.2

40、熱風爐的爐體設計1946 m高爐的熱風爐設計高爐容積1946m，配備四座熱風爐。1. 確定基本參數：（1） 取單位爐容蓄熱面積110 m/ m；（2） 確定熱風爐鋼殼下部外徑為9250mm，爐頂部分爐殼為錐球形，厚度為25mm，爐身部分爐殼為圓筒形，厚度為25mm，爐底鋼板厚度為38 m m；2確定爐墻結構及熱風爐內徑： 下部：（1） 大墻厚345 mm，高鋁磚；（2） 隔熱磚113 mm，輕質黏土磚，緊靠爐殼；（3） 填料層60 mm，水渣石棉填料層；（4） 不定型耐火噴涂料40 mm。 共計 345+113+60+40=558 mm。（5） 熱風爐內徑：d內=9250-5582=8134

41、mm 上部爐墻多增加一層厚度為230的輕質高鋁磚，在兩種隔熱磚間加60隔熱填料層，其材料為水渣石棉粉。火井隔墻結構：上部： 230高鋁磚+345高鋁磚+20滑動縫下部： 230高鋁磚+345高鋁磚+20滑動縫 注： 上部高鋁轉較下部更耐高溫。3選火井面積（包括隔墻）： 根據經驗選火井面積占熱風爐內界面積的25%。 （1）熱風爐內截面積： s內=D2/4=3.148.3142/4=51.937(2 ) 火井面積： s井= s內25%=37.8125%=12.9844. 蓄熱室的截面積： s蓄= s內s井=51.93712.984=38.95315選格子磚： 選擇7孔磚，格孔直徑58mm，厚度30

42、mm查表知：1 m格子磚加熱面積為38.06/ m。6蓄熱室加熱面積：（1） 四座熱風爐總蓄熱面積：1946110=（2） 每座熱風爐蓄熱面積： /4=5351571 m高蓄熱室蓄熱面積： 138.0638.953=1482.558. 蓄熱室高度： h蓄= 一座熱風爐蓄熱面積/1 m高蓄熱室蓄熱面積=53515/1482.55=36.096 m9. 拱頂（錐球形）高度： 熱風爐拱腳內徑： d拱=9250+2230-240 =9630 據經驗： h拱=0.6 d拱=0.69630=5778 拱頂由球冠和圓錐臺組成，具體尺寸如下：據經驗： 球冠弦長：L1=0.45 d拱=0.459630=4334

43、 球冠圓心角120C，圓錐斜邊與水平面夾角60C。10熱風爐全高及高徑比： 支柱及爐篦子厚：2.0m 0.5m大墻比燃燒室厚: 1.2 m拱頂磚襯：400高鋁磚+230輕質高鋁磚+113硅藻土磚+40噴涂層=783隔熱墻比蓄熱室高0.4米則：H全=0.50.41.236.0965.7780.7830.0250.038+2.0=46.82m校核:H全/d外=46.82/(9.2520.025)=5.034高徑比在5.05.5之間,符合要求,故本設計是合理的。5.3燃燒器及閥門5.3.1燃燒器燃燒器是將混合煤氣與空氣送入燃燒室燃燒的裝置。本設計采用套筒式陶瓷燃燒器，其結構簡單，磚型制造方便，但火焰

44、較長，燃燒能力小，適用于內燃式熱風爐。5.3.2熱風爐閥門熱風爐設有復雜的閥門系統，用以控制燃燒和送風過程。其中燃燒系統閥門有：空氣燃燒閥，高爐煤氣燃燒閥，焦爐煤氣燃燒閥，焦爐煤氣閥，吹掃閥，焦爐煤氣放散閥，助燃空氣流量調節閥，高爐煤氣流量調節閥，焦爐煤氣流量調節閥以及煙道閥等。送風系統的閥門有：熱風閥，冷風閥，混風閥，混風流量調節閥，充風閥，廢風閥，以及冷風流量調節閥等。本高爐熱風爐閥門系統采用自動連銷操作。5.4提高風溫途徑（1） 增加蓄熱面積；（2） 采用高效率格子磚；（3） 提高煤氣發熱值； （4）預熱助燃空氣或煤氣；（5）控制最小的空氣過剩系數；（6）氣流均勻分布；（7）熱風爐自動控

45、制。5.5余熱回收裝置本設計采用熱媒式余熱回收裝置。將其安裝在主煙道上。第6章 高爐噴煤系統 從高爐風口裝置吹入粉狀的固體、液體和氣體燃料，代替了部分價格昂貴而且資源日見缺乏的焦碳，降低了成本，改善了高爐操作指標。 高爐噴吹對工藝設備的要求：（1） 能持續穩定的噴入爐內；（2） 各風口的噴入量接近，其誤差不應影響高爐爐缸周圍工作的均勻性；（3） 計量準確，并可按高爐操作的需要調節噴吹量；（4） 設備簡單、安全。高爐噴吹煤粉的工藝流程一般包括兩個系統，即煤粉的制備與煤粉的噴吹。噴吹流程圖如下：供氣（氮氣、空氣、蒸汽）氧氣原煤貯運煤粉制備高 爐煤粉噴吹熱煙氣6.1煤粉的制備煤粉的制備包括原料卸車、

46、貯存、干燥、制粉、粉煤貯存和輸送到噴吹系統等工序。對粉煤的要求：粉煤 -200目80%，H2O1%；粒煤 50mm90%。粒煤噴吹的優點：生產能力是粉煤的二倍，單位功耗是粉煤的一半，熱煙氣量減少，安全不易爆炸。缺點是：煤種要求苛刻，風口處易爆裂。6.1.1原煤的貯存原煤由火車或船運入煤場，按煤種堆放。用膠帶運輸機運至貯煤槽，槽下設給料機。在轉運過程中有的經過一、二次破碎篩分，并依次通過木片捕除器、磁性分離器和鐵礦石捕除器。貯煤槽的容積一般按磨煤機工作兩小時考慮。貯煤槽的形式應避免潮煤卡料和存煤現象。6.1.2煤的干燥 原料經過給料機，按需要均勻的送入磨煤機，利用熱風爐的廢氣和燃燒爐的煙氣混合物

47、作為原煤的干燥劑，由制粉系統中一次風機形成的負壓吸入磨煤機中。煤在磨碎的過程中同時干燥。干燥劑一般不允許超過350。煤粉的允許濕度小于2%，因為濕度大的煤粉粘性大，會降低破碎效率，并且容易堵塞管道和噴槍，也容易使噴吹罐下料不暢。6.1.3磨煤機本設計采用中速磨，處理煤硬度為60300rpn/min。中速磨與高速磨相比有較好的經濟效益，與低速磨相比噪音小、耗電少、煤粉均勻、調節性和防爆性好。6.1.4粗粉分離器粗粉分離器的任務是把磨煤機出來的過粗煤粉分離出來，送回磨煤機再磨。本設計采用離心式粗粉分離器。6.1.5旋風分離器旋風分離器的任務是把粗粉分離器出來的合格煤粉送入煤粉倉。一般采用二級旋風分

48、離器，其下部裝有鎖氣器煤粉收集設備和排粉風機。6.1.6鎖氣器鎖氣器是裝在旋風分離器下的卸粉裝置。6.1.7布袋收集器旋風除塵器出來的氣流經過排粉風機（一次風機）后送入布袋收集器進行精除塵。布袋收集器收集的煤粉直接落入煤粉倉。為了減輕布袋的負荷和調節磨煤機的進口溫度，在一次風機的排風管上有的設有圍風管，使一部分氣體經過布袋而在系統內循環。為了避免布袋收集器正壓情況下漏風排出煤粉污染環境，在布袋收集器后要設置二次風機，用它將氣體由布袋收集器抽出后放到大氣中。6.2煤粉噴吹系統 煤粉噴吹系統是從煤粉倉后面到高爐噴槍的整套設施。它的分類有以下幾種：（1） 按噴吹管路分為單管路噴吹和多管路噴吹。a)

49、單管路噴吹是從噴吹罐中只引出一條噴吹管路，必須與分配器配合使用。其優點是：工藝簡單，設備少，投資低，噴吹管粗，安裝煤粉過濾篩和自動切。b) 多管路噴吹是從噴吹罐中引出多條噴吹管路。本設計采用單管路噴吹。（2） 按平面布置分為直接噴吹和間接噴吹。a) 直接噴吹不設煤粉轉運站，直接將制粉車間噴吹罐里的煤粉通過管道和噴槍噴入高爐。其設備簡單，投資少，一般新建的高爐采用此煤粉噴吹系統。b) 間接噴吹一般在老高爐中還有運用，現在逐步在淘汰。（3） 按噴吹罐的排列方式分為單罐并列式，雙罐重疊雙列式及三罐重疊單列式。本設計采用雙罐重疊雙列式噴吹裝置。雙罐重疊雙列式布置形式的優點是：當其中一個系列的噴吹裝置發

50、生故障檢修時，不影響高爐的噴吹作業。其缺點是：占地面積大，設備復雜。6.2.1噴吹設備的確定（1）噴吹罐有效容積的確定噴吹罐有效容積指最低和最高料面之間的容積。最低料面指在料面以下保留23噸煤粉的料面位置；最高料面指在離罐頂的球形的轉折處8001000mm的料面。可用以下公式確定： Vp=TQ/r=TVuvG/(24r)=0.519642.00.16/（240.9）=15 m3式中：T倒罐周期，h 取0.5h Q一小時煤粉噴吹量，t/h r煤粉堆密度，t/m3噴吹量：Q=VuvG/24式中：G噴煤量，t/t鐵確定噴吹罐有效容積為15 m3（2）貯煤罐的容積為噴吹罐的1.21.3倍。（3）收集罐

51、有效容積的確定 收集罐有效容積應保證其在由貯煤罐向噴吹罐加煤粉時，貯存送來的煤粉。 V=Vpr/r=1513/30=6.5 m3 式中：V收集罐有效容積 m3 r 由貯煤罐向噴吹罐加煤粉所用時間 min r 倒罐周期 min Vp噴吹罐有效容積， m3因此，確定收集罐有效容積為6.5 m3(3) 螺旋泵混合器及噴槍a)螺旋泵是常壓噴吹時向高爐輸送煤粉和系統之間輸送煤粉的設備。工作時螺旋軸轉動，將煤粉排入混合室，借助于壓縮空氣將煤粉疏運走。b)混合器是高壓噴吹時向高爐輸送煤粉和系統之間輸送煤粉的設備。混合器的噴嘴長度很影響噴吹效果，生產中長度一般為135175mm，噴嘴的孔徑取決于風量，一般為3

52、6mm。 c)噴吹煤粉是通過直吹管或風口小套的噴槍進入高爐的。噴槍實際上是一根內徑為1215mm的普通無縫鋼管或耐熱鋼管。6.3安全措施煤粉是易燃易爆物質，在高壓噴吹系統中貯煤罐和噴吹罐都是高壓容器，一旦爆炸，破壞力相當大。因此，采取安全措施非常重要。6.3.1煤粉爆炸條件煤粉爆炸的三要素是：火源、氣氛氧濃度和煤粉的懸浮濃度。空氣中煤粉爆炸的下限濃度范圍為1555g/m3，上限濃度范圍為13002000g/m3。一般煙煤，氣體中含氧低于15%時，煤粉不會爆炸，但有的煤種要求更低。如果火源是1000的大面積火焰，則含氧量需低于10%，才能防止爆炸的傳播。煤粉的著火溫度為300400，一旦燃燒可產生1000以上的火焰溫度。6.3.2采取的安全措施本設計中采取的安全措施為：（1） 中間罐、噴吹罐沖壓、流化用氮氣；（2） 煤粉倉、中間罐、噴吹罐設溫度計；（3） 噴吹管道設自動切斷閥；（4） 避免死角