畢業(yè)設計--240萬噸的高爐煉鐵車間設計

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文檔簡介

1、　　畢業(yè)設計說明書　　課題： 240萬噸的高爐煉鐵車間設計 　　專業(yè)：冶金技術 　　班級：冶金0631 　　學號：

2、 　　姓名： 　　指導教師： 　　完成時間： 2011年5月30號 　　2011屆畢業(yè)設計（論文）課題任務書</p&

3、gt;　　學院（部）冶金工程學院專業(yè)：冶金技術　　湖南冶金職業(yè)技術學院畢業(yè)設計評閱表　　湖南冶金職業(yè)技術學院畢業(yè)答辯評價表　　畢業(yè)設計評價項目及內容　?。ń處熡茫?lt;/b>

4、　　目錄　　1 高爐煉鐵車間設計　　1.1 240萬噸煉鐵車間高爐有效容積的確定　　2 煉鐵工藝計算　　2.1 配料計算</p&

5、gt;　　4 高爐本體　　4.1高爐爐型設計　　4.2高爐爐襯設計　　4.2.1爐底<b&g

6、t;　　4.2.2爐缸　　4.2.3爐腹　　4.2.4爐腰　　4.2.5爐身　　4.2.6爐喉<

7、;/p>　　4.3磚量計算　　4.4冷卻設備　　4.4.2高爐冷卻的目的及意義　　4.4.3各部位冷卻設備　　4.4.4系統(tǒng)設計&

8、lt;/p>　　4.4.5軟水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)的組成及工作原理　　4.4.6高爐采用將膨脹水箱上置式軟水密閉循環(huán)的冷卻形式　　4.5送風管路及渣鐵口　　4.7高爐鋼結構　　5 高爐供料系統(tǒng)設計</p&

9、gt;　　5.1上料形式；采用傾角為11o—14o的皮帶上料機。　　5.2儲礦（焦）槽及其主要設備　　5.3給料機　　5.4振動篩　　5.5槽下運輸及爐料稱量</p&g

10、t;　　6 高爐爐頂裝料設備　　7 除塵系統(tǒng)　　7.1重力除塵器　　7.2溢流文氏管　　7.4填料式脫水器</b

11、>　　7.5煤氣除塵系統(tǒng)附屬設備　　8 高爐渣鐵處理系統(tǒng) 　　8.1風口平臺及出鐵場設計　　8.1.1渣鐵溝和撤渣器　　8.1.2擺動溜嘴<

12、;b>　　8.2爐前主要設備　　畢業(yè)設計說明書格式要求　　一、字數要求按指導教師要求確定。　　二、打印要求紙張大?。篈4，頁面設置：按默認參數設置。　　三、字體、字號要求

13、　　1．封面　?。?）湖南冶金職業(yè)技術學院（宋體粗，1號字）、畢業(yè)設計說明書（宋體粗、初號字）　?。?）課題、系部、專業(yè)、學號、姓名、完成時間（宋體、3號字）　　2．目錄（黑體、3號字），目錄內容（宋體、4號，行距，固定值25磅）&

14、lt;p>　　3．論文（設計說明書）　?。?）大標題（黑體、小2號字）；中文摘要、關鍵詞（用于論文，宋體、5號字，“摘要”、“關鍵詞”五個字黑體）；英文題目（Times New Noman，小3號字）；英文摘要、關鍵詞（用于論文，Times New Noman，5號字，“Abstract”、“Key words”兩個詞加粗）。　?。?）一級標題（章

15、，黑體、3號字）；二級標題（節(jié)，黑體、4號字）；正文（宋體、小４號字，行距：固定值22磅）；表名、圖名（黑體、5號字），表格內容（宋體，5號字），圖片說明（宋體，小5號字）。　?。?）參考文獻（宋體、5號字）。　　四、論文（設計說明書）編排順序　　1．封面

16、;　　2．畢業(yè)設計任務書、設計評閱表、答辯評價表　　3．目錄　　4．正文　　5．參考文獻　　五、關于參考文獻的說明

17、　　〔1〕圖書著者.書名（版本）.出版地：出版社，出版年：頁次　　〔2〕期刊作者.論文題目.期刊名稱，出版年份，卷號（期）：頁次　　1 高爐煉鐵車間設計　　圖1—1高爐生產流程簡圖　　1.1 240萬噸煉鐵車間高爐有效容積的確定</

18、p>　　選；冶煉強度R=2.8　　(1) 煉鐵車間高爐總容積 =3018 m3　　為了方便生產選取兩座 n =2（座）　　(2) 高爐有效容積==1510 m3　　圖1—2 1510m32高爐平面布置圖

19、　　2 煉鐵工藝計算　　2.1 配料計算　　冶煉條件的確定；　　焦炭 300kg/t鐵利用系數 2.8t/m3*d

20、　　煤粉 180kg/t鐵置換比 0.85　　鼓風濕度 12g/m3 相對濕度 1.493%　　風溫 1250 0c 爐塵量 2

21、0kg/t　　入爐孰料溫度 80 oc 爐頂煤氣溫度 200 0c　　焦炭冶煉強度 0.925 t/(m3*d) 綜合冶煉強度 1.38t/m3*d　　原料成分的確定&

22、lt;p>　　主原料；燒結礦、球團礦、混合礦、爐塵　　主成分；FeO、Fe2O3、siO2、Al2O3、CaO、MgO、MnO、FeS、P2O5　　根據所選原料成份分別求出Fe、Mn、S、P、所占總成份的量并列于（表1——3）中。　　表2—1 焦炭成份

23、;　　表1—2 煤粉成份　　表1—3 鐵礦石成分　　4 高爐本體　　4.1高爐爐型設計（劉P68）　　由于有效容積為1510，所以選取冶煉強度；。&l

24、t;p>　　據； 　　m　　渣口高度 　　1.7 m 　　風口高度

25、 　　m　　爐缸高度 　　m　　風口數目 　?。▊€

26、）　　經參照，選取死鐵層高度、=2.0 m　　爐腹角；爐腰直徑；爐腹高。　　爐腹角取值范圍；（），選取a=。　　據D/d=1.15 則； D=　　m</b&

27、gt;　　m　　爐喉直徑；爐喉高度。　　選則 　　m　　選取， m&

28、lt;p>　　爐身角，爐身高度，爐腰高度。　　爐身角取值范圍；（），選取。　　則； 　　m　　設，求各部位的體積容量。　　爐

29、缸體積； 　　爐腹體積；　　爐身體積；　　爐喉體積； 　　求；爐腰體積為，

30、　　據；得 =1.9 m　　表4—1有效容積1510m3高爐內型尺寸　　圖4—1有效容積1510m3高爐內型/cm　　4.2高爐爐襯設計(高爐砌筑技術手冊P23)　　4.2.1爐底<p

31、>　?。?）爐底結構；采用大塊炭磚，爐底和爐缸設陶瓷杯。　?。?）砌筑方式；在與爐底冷卻壁間隔100—150毫米處，砌筑一層高導熱的NMA炭磚，其上滿鋪3層半石墨化炭磚，再上面有一層微孔炭磚，最上面鋪設兩層陶瓷制大型預制塊?？偤穸葹?800毫米　　注；運用無水碳素膠泥平砌，采用薄縫連接，各列磚砌縫不大于1.5毫米，列與列間的垂直縫和兩層間的水平縫

32、不大于2.5毫米。兩行炭磚必須錯縫200毫米以上，兩層炭磚磚縫成90O，炭磚磚縫與鐵口中心線成90O`。　?。?）爐襯的破損機理；初期是鐵水滲入將磚漂浮而形成鍋底形深坑，第二階段是熔結層形成后的化學侵蝕。　?。?）砌前準備；首先將準備好的炭磚進行預組裝、編號。高爐基礎面必須用碳素搗打料或碳化硅澆注料找平。砌筑時，按編號進行砌筑，且用千斤頂頂實。將膨脹縫分

33、層填搗密實。　　4.2.2爐缸　　為了保持足夠的出鐵口深度，其厚度取1150毫米。　　（1）砌筑方式；熱面為陶瓷杯莫來石磚，冷面為半石墨化SiC磚。渣、鐵口、風口采用異行組合磚砌筑，并且必須緊貼冷卻壁平砌以防燒穿，一般縫隙為1—5毫米。

34、;　?。?）破損機理；爐缸越底部與爐底工作條件越相似，主要是堿性爐渣對偏酸性耐火材料高溫下的化學性渣化，及渣鐵的流動，爐內渣鐵液面的升降，大量煤氣流等高溫流體對爐襯的沖刷，且它要承受難以對付的側向壓力。　　4.2.3爐腹　　（1）由于爐腹部位的工作條件惡劣，主要靠侵蝕形成的渣皮來維持工作，是靠加強冷卻而不是靠增加爐襯

35、的厚度來維持一代爐齡壽命。因此，僅砌筑一層345毫米厚的炭化硅磚。　?。?）破損機理；此處離風口帶近，故高溫熱應力作用很大，由于爐腹傾斜故受著料住壓力和崩料，坐料時沖擊力的影響。另外還承受初渣的化學侵蝕。由于初渣中FeO.MnO.CaO與磚襯中的SiO2反應，生產出低熔點的化合物、使磚襯表面軟容，在液態(tài)渣鐵和煤氣流的沖刷下而脫落。　　4

36、.2.4爐腰　　采用薄墻爐腰結構，薄墻不僅砌磚薄，而且鑲磚冷卻壁為密排，冷卻均勻，侵蝕深度小，侵蝕后的爐型線與設計爐型差距較小，且較規(guī)整、平滑、冷卻設備一般不會被裸露出來，有利于爐料的順利下降和煤氣流的合理分布。　?。?）砌筑方式；爐腹、爐腰砌磚都為SiC結構，磚縫應不大于1毫米，爐身下部不大于1.5毫米，上下層砌縫和環(huán)縫均應錯開。爐

37、身傾斜部分按3層磚錯臺一次砌筑。　?。?）破損機理；高爐中部分煤氣流沿爐腹斜面上升，在爐腹與爐腰交界處轉彎，對爐腰下部沖刷嚴重，使這部分爐襯侵蝕較快，使爐腹上升，徑向尺寸亦有擴大，使設計爐型向操作爐型轉化。　　4.2.5爐身　?。?）由于此處工作環(huán)境比其它部位都要優(yōu)良，所以可

38、不使用耐火磚。直接在焊接好冷卻水管的爐殼上澆注耐熱混凝土，制成大型模塊。以做到節(jié)省材料的消耗、降低造價、縮短大修時間、大修初期就形成操作爐型，且據經驗，與傳統(tǒng)爐身相比，它是靠冷卻系統(tǒng)形成“自身保護自身”的“不蝕型內襯”，克服以前的缺點，可延長壽命近一倍。　?。?）破損機理；爐身中下部溫度較高，故熱應力的影響較大，同時也受到初渣的化學侵蝕以及堿金屬和鋅的化學侵蝕，使爐襯軟熔并被沖刷而損壞。<

39、/p>　　另外，碳素沉積也是該部位爐襯損壞的一個原因。素沉積到磚縫和裂縫中時，它在長期的高溫影響下，會改變結晶狀態(tài)，體積增大，脹壞磚襯，對強度差的耐材，作用更為明顯。　　爐身上部，由于爐料堅硬，具有棱角，造成上部磨損大和夾帶大量爐塵的高速煤氣流的沖刷是這部位爐襯損壞的主要因素。　　4.2.6爐喉</b&

40、gt;　　由于其處在最上部，主要受爐料的沖擊和煤氣流的沖刷，爐喉內側一般都采用吊掛式金屬板結構。在爐喉上面的爐頭部分，一般都緊靠爐殼砌筑一層高鋁磚，有的可采用耐火泥料澆注，其作用都是為了隔熱和保護金屬爐殼。　　表4—2高爐內襯耐火材料結構　　4.3磚量計算

41、　　4.3.1爐底磚量計算；　　爐底可按砌磚總容積除以每塊磚的容積來計算。求每層的磚數時，可用爐底砌磚水平截面積除以每塊磚的相應表面積來計算。一般還要考慮2%—5%的耗損，如果計算磚的重量，則用每塊磚的重量乘以磚數。　　爐缸、爐腹、爐腰、爐身、爐喉磚量計算；　　因為這些部位都為環(huán)形柱體或圓錐

42、體。不論上下層或里外層都要砌出環(huán)圈來，所以一般都要用直形磚與楔形磚配合使用，如G—1直形磚與G—3或G—5楔形磚配合。由于環(huán)圈直徑不同，故直形磚與楔形磚的配合數目也不同。　　爐缸、爐腹、爐腰、爐身、爐喉的磚量計算；　　因為這些地方都為環(huán)形圈或圓錐體，不論上下層或里外層都要砌出環(huán)圈來，所以一般都是用楔形磚與直形磚相配合使用，如G—1直形磚與G—3或G—5楔

43、形磚的配合，G—2直形磚與G—4或G—6楔形磚相配合。由于環(huán)圈的直徑不同，故直形磚和楔形磚的配合數目也不同。　　表4—3高爐標準型磚的尺寸　　如果單獨使用楔形磚砌筑一個環(huán)圈時，可用計算式；　　—砌一個環(huán)圈的楔形磚數，塊；　　—楔形磚小頭寬度，mm&

44、lt;p>　　—楔形磚大頭寬度，mm　　—磚長度，mm　　當砌筑一個環(huán)圈要直形磚與楔形磚相配合時，直形磚磚數可由下式計算；　　—楔形磚數，轉型確定后，是一常數；　　—直形磚數；</p&

45、gt;　　—楔形磚小頭寬度，mm　　—直形磚寬度，mm　　—環(huán)圈內徑，mm　　為了滿足外徑大小的要求，可采用兩種長度相同的楔形磚配合砌筑，（如G—3與G—5磚），計算公式如下；

46、;　　—該環(huán)砌體外直徑，mm　　—該環(huán)砌體內直徑，mm　　—楔形磚大頭寬度，mm　　—該環(huán)磚砌體總磚數，塊；　　—G—3磚數，塊；　　—G—5磚數，塊；&

47、lt;/p>　　—G—3磚小頭寬度，mm　　—G—5磚小頭寬度，mm　　鐵口套等特殊部位，采用標準磚砌筑，也可據需要使用各種非標準及異形磚砌筑。　　4.4冷卻設備　　4.4.1冷卻設備的種類；</p&

48、gt;　　冷卻壁分為；光面冷卻壁，鑲磚冷卻壁，鑲磚凸臺冷卻壁等。在使用材質上又分為耐熱鑄鐵，球墨鑄鐵，銅和銅冷壁。　　冷卻板型式有鑄銅冷卻板，其中有兩個通道的，四個通道的，還有埋入式鑄鐵冷卻板等。　　其它類型冷卻形式；支梁式水箱冷卻，爐外噴水冷卻，風冷設備等。　　爐底冷卻設備；為了保障爐底1

49、0年以上的壽命，所以采用底部鋪設厚的無縫鋼管通水冷卻，四周布置冷卻強度大的光面冷卻壁。　　4.4.2高爐冷卻的目的及意義　?。?）降低耐火磚的溫度，提高耐火材料的抗侵蝕和抗磨損能力。還可對爐襯起到支撐的作用，增加砌體的穩(wěn)定性。促使侵蝕爐型向操作爐型轉變，對高爐內煤氣流合理分部，爐料的順行起到良好作用。　?。?）使

50、爐襯表面形成保護性渣皮，并靠渣皮來工作。　?。?）保護爐殼及金屬構件，使其不致被熱負荷所破壞。　?。?）不影響爐殼的氣密性和強度。　　4.4.3各部位冷卻設備　　爐底；底部采用在基墩表面與爐底耐火磚砌體底面之間安裝通水的無縫鋼管。爐底四周安裝銅制光面冷卻壁的形式。<

51、/p>　　原因；光面冷卻壁導熱能力強，但抗磨損能力不如鑲磚冷卻壁厲害。并采用銅制以后，其導熱能力更強、溫度波動也減小、形成的渣皮更穩(wěn)定熱損失大幅度降低；整體溫度更換也使得渣皮脫落后重建的時間更短，采用銅冷卻壁部位的熱流強度明顯降低。　　爐缸；采用銅制光面冷卻壁。80—120mm、取100　　爐腹；采用銅制鑲SiC磚冷卻壁。&l

52、t;/p>　　爐腰；采用凸臺鑲磚冷卻壁與冷卻板配合使用。　　爐身上部；采用由爐殼—厚壁鋼管—耐熱混凝土構成的大型冷卻模塊。1510m3表4—4高爐冷卻結構　　4.4.4系統(tǒng)設計　　高爐采用的冷卻系統(tǒng)為，軟水（純水）密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)。</p&g

53、t;　　3.1高爐采用軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)所具有的優(yōu)點；　　冷卻可靠性高，冷卻效率高。　　水量消耗少。由于是密閉式回路，所以沒有水的蒸發(fā)損失流失量也很少。其損失值也應該由經驗來確定，約為1%—5%。　　動力消耗低。因為水泵的揚程等于冷卻水的靜壓頭，工作壓力由膨脹罐內的沖N2壓力來確定，而揚程由系

54、統(tǒng)內的阻力損失來決定，與開路系統(tǒng)相比，不需在增加供水高度、和剩余水頭。　　水處理費用低。采用比較廉價的化學處理。　　冷卻水流管道中以及冷卻元件內無腐蝕、結垢、氧化現象，也不會產生生物污染。　　運用了高靈敏的泄漏檢測系統(tǒng)，對每個冷卻回路都進行了流量、流速、工作壓力以及壓力下降情況的分析。&l

55、t;p>　　4.4.5軟水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)的組成及工作原理　　（1）組成；它是一個完全密閉的系統(tǒng)，用軟水作冷卻介質，冷卻系統(tǒng)主要由循環(huán)泵、熱交換器、膨脹水箱、氮氣罐、軟水制造設施、補水泵和加藥系統(tǒng)組成。　　（2）工作原理；軟水由循環(huán)泵送往冷卻器件組，冷卻器件組排出的冷卻水經膨脹水箱送往空氣冷卻器，冷卻水由冷卻器件組帶來的熱量，經空氣冷卻器散發(fā)于大氣

56、中，然后再經過循環(huán)泵送往冷卻器件組。　　原理圖——　　4.4.6高爐采用將膨脹水箱上置式軟水密閉循環(huán)的冷卻形式　?。?）膨脹水箱；膨脹水箱為一個密閉的圓形容器，其中充以氮氣，用于提高冷卻介質的壓力，提高飽和蒸汽溫度，從而提高冷卻水的欠冷度。它具有補償由于溫度變化或水的泄漏而引

57、起冷卻水體積變化的功能，穩(wěn)定系統(tǒng)的運轉。通過罐內水位的變化，可分析并及時補償泄漏水量。　?。?）上置式相對于下置式的優(yōu)點；　　（1）系統(tǒng)運行安全可靠。當循環(huán)泵停止工作時，它可以從強制循環(huán)轉化為汽化冷卻的自然循環(huán)，膨脹水箱就成了氣泡。　?。?）系統(tǒng)內各回路間相互影響小。系統(tǒng)是根據不同的冷卻部件組成幾個不同的冷卻回路

58、，以便進行熱負荷控制。　?。?）系統(tǒng)內的壓力波動小。系統(tǒng)內的定壓工作以向膨脹水箱沖氮來實現的。由于膨脹水箱處于最高點，所以其內部壓力只要略大于大氣壓力，一般控制在0.01—0.05MPa就可。　　系統(tǒng)圖——　　工作制度（2）</p&

59、gt;　　4.5送風管路及渣鐵口　　一、高爐送風管路由熱風總管、熱風圍管、與各風口相連的送風支管（包括直吹管）及風口組成。　　1；熱風圍管的作用是將熱風總管送來的熱風均勻地分配到各送風支管中去。熱風圍管與熱風總管都是由鋼板焊成，管中有耐火材料砌筑成的內襯。為了不影響爐前作業(yè)，熱風圍管都采用吊掛式。<p&

60、gt;　　熱風圍管與熱風總管的直徑相同，且與高爐容積有關，其直徑由下式來計算。　　—熱風圍管內徑，m　　—氣流實際狀態(tài)下的體積流量，m3/s　　—氣體狀態(tài)方程下的流速，m/s　　一般氣體實際狀態(tài)下的流速取25—35m/s，體積流量可由

61、高爐配料計算得到。　　2；送風支管的作用是將熱風圍管送來的熱風通過風口送入高爐爐缸，還可以通過它向高爐噴吹燃料。送風支管長期處在高溫，多塵的環(huán)境中，工作環(huán)境惡劣，故要求管道密封性能好，壓損小，熱損小，在熱脹冷縮的條件下有自動調節(jié)位移的作用。　　送風支管的組成由送風支管本體、送風支管張緊裝置、送風支管附件等組成。&

62、lt;b>　　送風支管本體；　　連接熱風圍管的支承管由鋼板焊接而成，內側筑耐火磚襯。　　流量測量管也為鋼板焊接而成，內側用不定形耐火材料澆注成文氏管結構，用來測定風量。　　伸縮管用來調節(jié)熱風圍管和爐體因熱膨脹引起的相對位移，其連接方式為法蘭連接。使用壓力為0.51MPa，使用溫度為400

63、oC，使用壽命在5400次以上。其內側襯有不定形耐火材料，下部內襯與伸縮管之間塞有陶瓷纖維棉，并裝有多層墊圈。　　異徑管用來連接不同直徑的管道，上設吊桿和中部拉桿底座，用來安裝張緊裝置。　　彎管起轉變送風支管方向和連接直吹管的作用，它上面設有風口窺視孔和下部拉桿。　　送風支管張緊裝置；</

64、b>　　送風支管張緊裝置用于穩(wěn)定和緊固送風支管的位置，并使直吹管緊壓在風口小套上。　　其組成包括吊掛裝置、拉緊螺絲（中部拉桿）和緊固裝置（下部拉桿）三部分。　　吊掛裝置的作用為固定送風支管，主要承受送風時伸縮管產生的反作用力，可用旋緊螺母調整其位置。　　拉緊螺絲是支

65、承和固定送風支管的兩根可調螺絲，安裝在異徑管兩側，一端與異徑管相連，另一端與爐體環(huán)梁相連。其作用是和緊固裝置一起，用以調節(jié)直吹管與風口球面間的壓緊力，防止漏風。　　緊固裝置安裝在彎管下方兩側，將直吹管緊壓風口球面的一對彈簧拉桿。其拉力可通過手柄調整，兩根拉桿用來調整直吹管端頭與風口球面的壓緊力，以防止風口漏風。　　送風支管附件有環(huán)梁、起吊掛鉤、窺視孔等。

66、環(huán)梁固定在爐殼上，用來固定拉緊螺絲。起吊掛鉤用于更換風口時使彎管和直吹管成振擺狀運動，便于更換風口。窺視孔用以觀察風口的燃燒狀況。　　圖;——　　3；直吹管是高爐送風支管的一部分，尾部與彎管相連，端頭與風口緊密相連。熱風經熱風圍管、彎管傳到直吹管，通過風口進入爐缸。直吹管一般由端頭、管體、噴吹管、端頭水冷管路和尾部法

67、蘭五部分組成。技術上要求直吹管端頭粗糙度要低，使用前要進行水壓和氣密實驗以防泄漏，為了避免噴吹時煤粉對風口內壁的沖刷，要求噴吹管中心線也直吹管本體中心線夾12o—14o的角度。　　圖;——　　4；風口，風口也稱風口小套或風口三套，是送風管路最前端的部件。它位于高爐爐缸上部，成一定角度探出爐壁。風口裝置由風口大套、二套

68、和小套組成。風口大套一般用鑄鐵或鑄銅制成，內有蛇形無縫鋼管通水冷卻，用法蘭盤與爐殼聯(lián)結。高壓高爐的風口大套與爐殼焊接。風口二套和小套常用紫銅鑄成空腔式結構，空腔內通水冷卻。風口二套靠固定在爐殼上的壓板壓緊，小套由直吹管壓緊。風口三個水套之間均以摩擦接觸壓緊固定，因此，接觸面必須精加工，以避免漏氣。　　風口小套的通風道一般為錐狀，其直徑應根據操作風速來確定。有些為了滿足高爐操作的需要，也有設計成向

69、下傾斜的或橢圓形的風口小套通風道。　　直吹管的端頭與風口密合裝配在一起。風口裝置不僅要求密封性好、耐高溫和隔熱，而且要求拆換風口水套方便、迅速，避免影響高爐操作。　　風口的破損機理；風口破損主要是因為渣、鐵對風口的熔蝕作用，其次是風口被磨損和龜裂破壞。部位一般為風口伸入爐內部分的前端上緣和下緣，中部破損占極少數。

70、　　為了提高風口使用壽命，提出如下措施；　?。?）提高材質。采用含銅99.5%的貫流式風口，使導熱能力大為提高，降低了高溫渣鐵對風口的熔蝕作用。　?。?）使用貫流式風口。由于其不同于其它風口的水道結構，使低溫水首先進入高溫區(qū)，而且由于水道前端截面積最小，所以水速最高，加強了前端的換熱能力；而冷卻水到了后端時。由于水道截面積增大、水速減慢、水溫升高、熱交換

71、減弱，從而減弱了由于風口冷卻使風溫降低的作用。　?。?）提高冷卻水質量和增加水速。使用純水密閉冷卻，不產生水垢，保證了風口壁良好的導熱能力。風口壓力提高到1.0—1.4MPa，水速提高到14m/s以上。這些都大大改善了風口的傳熱效果，延長了風口壽命。　　（4）加強風口監(jiān)測。在風口前端焊接熱電偶，以監(jiān)測風口溫度。在每個風口進出水管上各安裝一個雙管式電磁流量

72、計，當排水量低于設定值的下限時，立即報警，保證了風口安全工作。　　圖；128風口——　　二、渣、鐵口　　本高爐只設有一個鐵口，將渣鐵同出。　　圖。132——&

73、lt;/p>　　4.7高爐鋼結構　　高爐鋼結構包括爐殼、爐體框架、平臺和梯子等。高爐鋼結構是保證高爐正常生產的重要設施。　?。?）高爐本體鋼結構；采用爐體框架式。其特點是，由四根支柱聯(lián)結成框架，而框架是一個與高爐本體不相聯(lián)結的獨立結構?？蚣芟虏抗潭ㄔ诟郀t基礎上，頂端則支撐在爐頂平臺。因此，

74、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。只有裝料設備重量經爐殼傳給基礎。　　由于無爐缸支柱，框架離開高爐一定距離，所以風口平臺寬敞，爐前操作方便，還有利于大修時高爐容積的擴大。 　?。?）爐殼；爐殼是高爐的外殼，里面有冷卻設備和爐襯，爐頂有裝料設備和煤氣上升管，下部坐落在高爐基礎上，是不等截面的圓筒體。爐殼的主要

75、作用是固定冷卻設備、保證高爐砌磚的牢固性、承受爐內壓力和起到爐體密封的作用，有的還要承受爐頂載荷和起到冷卻內襯的作用（外部噴水冷卻時）。因此，爐殼必須具有一定強度。　　爐殼采用合金鋼板焊成，并作防銹和防腐蝕處理。　　爐殼外形與爐襯、冷卻設備配置及載荷傳遞方式等要相適應。盡量減少爐殼轉折點，折點處應平滑過渡，以減少應力集中。爐腰以上折點，一般與高爐內型基本

76、一致。　　5 高爐供料系統(tǒng)設計　　5.1上料形式；采用傾角為11o—14o的皮帶上料機。　　皮帶機上料系統(tǒng)的優(yōu)點是；　　（1）大型高爐有兩個以上出鐵口和出鐵場，高爐附近場地不足，要求將儲礦槽等設施離高爐遠些，皮帶機上料系統(tǒng)正好適應這一要求。<

77、p>　?。?）上料能力大，比其它上料機效率高而且靈活，爐料破損率低，改間斷上料為連續(xù)上料。　?。?）節(jié)省投資，節(jié)省鋼材。　　皮帶機的帶寬可以從手冊直接查出，也可按下式計算。　　—皮帶機寬度，m；　　—皮帶機運輸量（t/h）一晝夜

78、按16—20h；　　—原料的堆密度，t/m3；　　—皮帶機速度，m/s；　　—皮帶機斷面系數，與物料的動堆積角有關；　　—皮帶機傾角系數；　　—速度系數。

79、　　皮帶機帶寬可選擇比上式計算結果大一級的規(guī)格，以適應高爐將來提高生產率的需要。　　為了準確檢測原料位置，在膠帶運輸機長度方向上設有原料位置檢測裝置。　　共有4個檢測點，兩個設在中間漏斗和稱量漏斗附近，另兩個設在爐頂附近。4個檢測點的功能如下；　?。?）焦炭料尾檢測點發(fā)出

80、信號是允許下批料中的焦炭開始排放到主膠帶上的信號。　　（2）礦石料尾檢測點發(fā)出信號是允許下批料中的礦石開始排放到主膠帶上的信號。　?。?）爐頂準備檢測點給出的信號是為了檢查在爐料從主膠帶卸下時，爐頂各有關設備是否處于受料的準備狀態(tài)。　?。?）原料到達爐頂的檢測點給出爐料確實已到達爐頂的信號。

81、　　由于提升高度較大，傾角又不能太大，所以膠帶拉得很長，因此采用夾鋼繩芯高強度膠帶。其優(yōu)點如下；　　抗拉強度高；　　壽命比帆布夾層膠帶長2—3倍；　　伸長率只有0.2%左右，比帆布膠帶的1.3%還?。?lt;/p>　　抗沖擊力強

82、，成槽性較好。　　5.2儲礦（焦）槽及其主要設備　　儲礦槽的容積；應保證能儲存12—18h的礦石量、6—8h的焦炭量，燒結礦分級入爐時，可采用上限值，其它的原料儲存時間應大于12h。　　儲礦槽的結構；使用鋼筋混凝土結構。其周壁和底壁都用鋼筋混凝土澆灌而成，并在槽內加耐磨橡膠襯板，儲焦槽內襯以廢耐火磚或厚25—40

83、mm的輝綠巖鑄石板，在皮鐵槽內襯以舊鐵軌。礦槽底板應與水平線成50o—55o，儲焦槽不小于45o，以保證原料能順利下滑流出。儲礦槽寬度取決于槽上供料線和運輸線，這里取2條寬度為1200mm的膠帶運輸機，以便于槽上供料運輸。儲礦槽高度應不小于14m，取12m。　　5.3給料機　　作用；控制料槽物料的排出，調節(jié)料流量。&

84、lt;/p>　　設備選用電磁振動給料機，其由槽體、激振器、減振器三部分組成。減振器與槽體之間通過彈簧連接在一起。　　電磁振動給料機給料能力與槽體前方向下傾斜角度有關。一般從0o加至10o，取10o。礦石最大給料能力可達500t/h。這種給料機的優(yōu)點如下；　　停車準，閉鎖可靠，結料均勻，易于實現自動控制，且由于物料在給料槽上作跳

85、躍式前進，磨損也較小，同時結構簡單，機械加工量少，占用空間位置小，但不宜用于黏性過大的礦石或其它散狀物。　　5.4振動篩　　作用；篩除粒度小于5毫米的粉末以及20—25毫米的小焦塊。　　對振動篩的要求是，應有較高的篩分效率，余振量要小，以減少稱量誤差，結構簡單易維修，耐磨性好

86、，噪聲小，對原料的破碎盡可能小。對篩子的選擇應富于需要大小20%。　　設備選為自定中心振動篩，組成由框架、篩體和傳動部分組成，框架為鋼結構件，內設襯板，篩底選用高錳合金板設在底腳彈簧上。　　工作原理；振動篩篩面應傾角15o—20o。在振動篩上加可調式振動給料機后，礦過篩，先經過漏斗閘門，自流到振動給料機上形成小于40o的休止角。篩分時由電氣控制先啟動振動

87、篩，后啟動振動給料機，礦則從給料機均勻地卸到已經啟動的振動篩上。通過調整振動給料機的安裝角度以改變卸料流量，從而控制篩上料層度。在保證上料速度的前提下，料層越薄，就會顯著提高篩分效率。　　表——　　5.5槽下運輸及爐料稱量　　稱量漏斗&l

88、t;/p>　　作用；稱量原料，使原料組成一定成分的料批。　　要求，每套稱量漏斗安裝一套稱量裝置，稱量精度小于5/1000。漏斗結構一般為錳鋼內襯的鋼板焊接結構。鋼板外殼厚6—15毫米，取10毫米，錳鋼板內襯厚度為20—25毫米，取24毫米。　　設備選用電子式稱量漏斗，設備組成由傳感器1、固定支座2、稱量漏斗本體3及啟閉閘門組成

89、。3個互成120o的傳感器1設置在漏斗外側突圈與固定支座之間，構成穩(wěn)定的受力平面。料重通過傳力滾珠4及傳力桿5作用在傳感器上。　　工作原理；漏斗受載后，傳感元件受壓變形，貼在傳感元件上的電阻應變片也隨之產生相應變形，因此改變了應變片的電阻值，使得原先的電橋失去平衡，從而輸出一個微小的電壓信號，然后將這個信號經儀表放大。　　儲焦槽及其稱量

90、設備　　對焦炭稱量漏斗的工藝要求。　　A、焦炭稱量漏斗的有效容積應等于焦批或焦炭小批的容積。　　b、為了保證焦炭全部缷空，防止漏斗中產生積料，漏斗及溜槽的底板與側板的交線與水平面的夾角（真實角度）應不小于45o。　　c、漏斗的排料口及溜槽應與料車口大小

91、或膠帶運輸機的寬度相適應，以保證焦炭全部漏人料車內或膠帶運輸機上而不致漏到外面。 　　d稱量漏斗的排料設備能力應與焦炭膠帶運輸機的能力相一致，并可進行調節(jié)。　　e、支承稱量漏斗的臺架應單獨設置，以防其他設備的運動部件的振動影響稱量精度。　　f、稱量漏斗的上口寬度應與焦炭篩的寬度相適應。注意，在保證漏斗的容

92、積下，漏斗不宜過高而促使臺架過高。　　6 高爐爐頂裝料設備　　采用結構；串罐式無料鐘爐頂。　　運行方式；采用上下兩料罐串聯(lián)的方式，實現分批向爐內裝料和布料的功能。　　設備組成

93、　　旋轉料槽；　　上部料閥和上密封閥；　　稱量料罐；　　料流調節(jié)閥和下密封閥；　　水冷式傳動齒輪箱；　　均壓設施；&

94、lt;/b>　　布料方式　　使用爐頂旋轉溜槽，可根據爐況，進行環(huán)形布料、螺旋形布料、定點布料、扇形布料。　　裝料制度設置及控制　　首先下達裝料指令，設備均壓放散閥自動打開并對料罐進行缷壓，然

95、后開啟上密封閥以及受料斗閘閥，從而上料罐中的料裝入下料罐。（裝料完成）；　　關掉上料罐閘閥、上密封閥和均壓放散閥并向料罐充壓，至下料罐中的壓力等于或略大于下部爐內壓力，而后將激光料面計就位，開啟布料溜槽，打開下密封閥、料流調節(jié)閥（料流速度由料流調節(jié)閥開度大小來控制）。　　旋轉溜槽開始由外向內每進起始角60o，整個過程的循環(huán)即完成高爐裝料、布料程序。<

96、;/p>　　7 除塵系統(tǒng)（設P138）　　作用；將煤氣含塵量降至5—10mg/m3,溫度降至小于40度。　　除塵設備的選擇；　　7.1重力除塵器　　圖

97、7—1重力除塵器　　目的；用于粗除塵原　　工作原理：煤氣經中心導入管后，由于氣流突然轉向，流速突然降低，煤氣中的灰塵顆粒在慣性力和重力作用下沉降到除塵器底部。注意，煤氣在除塵器內的流速要小于灰塵的沉降速度，從而要考慮灰塵的粒度與爐頂壓力。　　設計重力除塵器

98、的關鍵是確定其主要尺寸；圓筒部分直徑和高度，圓筒部分直徑必須保證煤氣在除塵器內的流速不超過0.6—1.0m/s，圓筒部分高度必須保證煤氣有12—15s的停留時間。計算式如下；　　圓筒部分直徑D（m）　　Q—煤氣流量 　　v—煤氣在圓筒內的速度 <p

99、>　　均0.6—1.0m/s高壓操作取高 m　　圓筒部分高度H（m）　　t—停留時間12—15s大取低 　　F—除塵器截面積m3 　　校核H/D m　　中心導入管

100、；直圓筒狀　　中心導入管以下高度取決于儲灰體積，一般滿足3天的儲灰量，為了提高勞動條件并減少污染，目前多采用螺旋清灰器排灰，改善了清灰條件。　　通?？梢猿ゴ笥?0um的灰塵顆粒，除塵效率可達80%，出口煤氣含塵可除到2—10g/m3，阻力損失較小，一般為50—200pa　　7.2溢流文氏管&l

101、t;/b>　　圖9—2溢流文氏管　　目的；半精細除塵，一般可將煤氣標態(tài)含塵量降至800mg/m3以下，并起到降溫的作用。　　設備組成；它由煤氣入口管、溢流水箱、收縮管、喉口和擴張管等組成。　　工作原理；工作時溢流水箱的水不斷沿溢

102、流口流入收縮段，保持收縮段至端口連續(xù)地存在一層水膜，當高速煤氣流通過端口時與水激烈沖擊，使水霧化，霧化水與煤氣充分接觸，使粉塵顆粒濕潤聚合并隨水排出，并起到降低溫度的作用。其排水機構與洗滌塔相同。　　優(yōu)缺點；它具有結構簡單、體積小的優(yōu)點，可節(jié)省鋼材50%—60%，但阻力損失大，約1500—3000pa。　　其設計參數見表8—2，喉口直徑不大于500毫米，

103、其斷面為圓形，如需擴大斷面，可采用矩形或橢圓形斷面，為了提高除塵效率，也可采用調徑文氏管。　　7.3文氏管 　　圖7—3文氏管　　目的；精細除塵，可將標態(tài)含塵量降至小于10 mg/m3。也起降溫作用。<p&g

104、t;　　設備組成；由收縮管、喉口、擴張管三部分組成。　　工作原理；文氏管除塵原理與溢流文氏管相同，只是其收縮管前設了兩層噴水管，在收縮管中心設了一個噴嘴，且通過喉口部位的煤氣流速更大，氣體對水的沖擊更加激烈，水的霧化更加充分，可以使更細的粉塵顆粒得以濕潤凝聚并與煤氣分離。　　設計參數可見表8—3，在保證耗水量的前提下，除塵效率的高低取決于喉口煤氣流速的高

105、低。但流速不可過分提高，太高阻損也將越高。　　脫水器　　目的；由于清洗除塵后的煤氣含有大量細顆粒水滴，而且水滴吸附有塵泥，這些水滴必須除去，否則會降低凈煤氣的發(fā)熱值，腐蝕和堵塞煤氣管道，降低除塵效率。因此、在煤氣半精細除塵設備與精細除塵設備后面都該設有脫水器。　　常用設備類型

106、；重力式脫水器、擋板式脫水器和填料式脫水器。　　本高爐分別在溢流文氏管和文氏管后面各裝上一套重力脫水器。　　.　　7.4填料式脫水器　　圖9—4填料式脫水器

107、;　　如圖所示，其脫水原理是靠煤氣流中的水流與填料相撞失去功能，從而使水流與氣體流分離。填料設兩層，每層0.8m，填料層內填充塑料環(huán)，每個塑料環(huán)的表面積為0.0261m3,填充密度為3600個/m3，每層塑料環(huán)層壓力損失為0.5kPa。其脫水效率為85%。　　7.5煤氣除塵系統(tǒng)附屬設備　?。?）粗煤氣管道</p

108、>　　高爐煤氣由爐頂封板（爐頭）引出，經導出管、上升管、下降管進入重力除塵器?？梢娤聢D；　　圖7—5高爐爐頂煤氣管道　　從粗除塵設備到半精細除塵設備之間的煤氣管道稱為荒煤氣管道，從半精細除塵設備到精細除塵設備之間的煤氣管道稱為半凈煤氣管道，精細除塵設備以后的煤氣管道稱為凈煤氣管道。

109、煤氣導出管的設置應該使煤氣更加均勻的分布于爐喉截面上，減少爐塵攜出量，大高爐該均勻的在爐頭設置4根導出管，總截面積大于爐喉截面積的40%，煤氣流速3—4m/s，管道傾角大于50o，一般取53o，以防止灰塵沉積堵塞管道。　　煤氣上升管及4根導出管相匯聚的那條管道，其總截面積為爐喉的25%—30%，煤氣流速為5—7m/s。上升管的高度該保證下降管有足夠大的放寬。<p&g

110、t;　　煤氣下降管是指由上升管通向重力除塵器的那段管道，為了防止煤氣灰塵在下降管內沉積堵塞管道，下降管內煤氣流速應大于上升管內煤氣流速，一般為5—9m/s，或按下降管總截面積為上升管總截面積的80%，同時應保證下降管傾角大于40o。　?。?）煤氣斷閥　　煤氣斷閥設置在重力除塵器上部的圓筒形管道內，是一盤式閥。高爐正常

111、生產時處于常開狀態(tài)，煤氣入口與重力除塵器的中心導入管想通。高爐休風時關閉，將高爐與煤氣除塵系統(tǒng)隔開。要求其密封性能良好，開啟時壓力降要小。　?。?）煤氣放散閥　　其屬于安全裝置，設置在爐頂煤氣上升管的頂端、除塵器的頂端和除塵系統(tǒng)煤氣放散管的頂端，為常關閥。當高爐休風時打開放散閥并通入水蒸汽，將煤氣驅入大氣，操作時應注

112、意不同位置的放散閥不能同時開啟。對它的要求是密封性要良好，工作可靠，放散時噪聲小。　　大高爐采用形式為揭蓋式盤式閥，閥蓋與閥座連接處，加焊硬質合金，在閥殼內設有防止料塊飛出的擋帽。　?。?）煤氣切斷閥　　為了把高爐煤氣清洗系統(tǒng)與鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的煤氣管道隔開，在精細除塵設備后的凈

113、煤氣管道上，設有煤氣切斷閥。　?。?）調壓閥組　　又稱減壓閥組，是高壓高爐煤氣清洗系統(tǒng)中的減壓裝置，既控制高爐爐頂壓力，又確保凈煤氣總管壓力為設定值。　　調壓閥組設置在煤氣除塵系統(tǒng)二級文氏管之后，用來調節(jié)和控制高爐爐頂壓力，閥組配置情況與煤氣管道直徑有關，可見表9—1。<

114、;/p>　　本高爐的煤氣主管為mm，其調壓閥組的組成四個調節(jié)閥和一個常通管道。在斷開的凈煤氣管道上用5根支管連通，其中3根內徑為的支管中設有電動蝶式調節(jié)閥。一根內徑為的支管中設有自動控制的電動蝶式調節(jié)閥，另一根內徑為的支管常通。當3個的電動蝶式調節(jié)閥逐次關閉后，高爐進入高壓操作，這時的自動控制電動蝶式調節(jié)閥則不斷變動其開啟程度，來維持穩(wěn)定的爐頂壓力。自動控制蝶式調節(jié)閥用于細調，電動蝶式調節(jié)閥用于粗調成分擋調節(jié)

115、,以實現不同的爐頂壓力和高壓、常壓之間的轉換，的常通管起安全保護作用。調壓閥組后的煤氣壓力為20—35kPa，管道中煤氣流速為15—20m/s。　　表7—1調壓閥組的配置情況　　8 高爐渣鐵處理系統(tǒng) 　　目的；及時處理好生鐵和爐渣，及保證高爐按時正常出鐵、出渣，確保高爐順行，實現高產、優(yōu)質、低耗和改善環(huán)境的重要手

116、段。　　8.1風口平臺及出鐵場設計　　風口平臺　　為了操作方便，風口平臺一般比風口中心線低1150—1250mm，應平坦且留有排水坡度，面積隨爐容大小變動。　　操作人員可在風口平臺觀察爐況，更換風口，檢查冷卻設備，操縱一些閥門等。&l

117、t;/p>　　出鐵場　　出鐵場是布置鐵鉤，安裝爐前設備，進行出鐵放渣操作的爐前工作平臺，高爐設鐵口2個。　　平面布置圖——151　　出鐵場分為主跨和副跨，主跨跨度28米，鐵鉤及擺動溜嘴布置在主跨；副跨跨度為20米，渣溝、殘鐵罐布置在副跨。</

118、p>　　每個出鐵口都有兩條專用的魚雷罐車停放線，并且與出鐵場垂直，這樣可以縮短鐵溝長度，減小鐵溝維修工作量，減小鐵水溫度降。　　出鐵場一般要比風口平臺低1.5米。出鐵場面積的大小，取決于渣鐵溝的布置和爐前操作的需要。出鐵場長度與鐵溝流嘴數目及布置有關，而高度則需要保證鐵溝流嘴下沿不低于4.8米，以便機車能夠通過。　　為了保證爐

119、前操作的需要，出鐵場主鐵溝區(qū)域應保持平坦，其余部分可做成一定的坡度。　　風口平臺和出鐵場的結構為架空的，它是支持在鋼筋混凝土柱子上的預制鋼筋混凝土板。下面可做倉庫和存放溝泥、炮泥，上面填充1.0米厚的砂子。　　出鐵場的布置形式為，雙出鐵口一個矩形出鐵場。實行輪流使用，基本上連續(xù)出鐵。　　8.1.1渣鐵溝和撤渣器&

120、lt;/p>　　采用活動主鐵溝和活動撤渣器，可進行定期更換。　?。?）主鐵溝；一般指從出鐵口到撤渣器之間的一段鐵溝叫主鐵溝。　　其構造；在80mm厚的鑄鐵槽內，砌一層115mm的黏度磚，上面搗以碳素耐火泥。長度取為10—14m，寬度是逐漸擴張的，目的是為了更好的將渣鐵分離。　　一般取鐵

121、口寬度為1m、撤渣器寬度1.4m，坡度取9%—12%。　　大型高壓高爐取，長度為15m，寬度1.2m，深度1.2m，坡度減小至2%。　　撤渣器；由于鐵水與液渣的強度不同，通過擋渣板把下渣擋住，　　只讓鐵水從下面穿過，達到渣鐵分離的目的。　　目前通過適當增大撤渣器的重量，一

122、般為1噸以上，并加焦末保溫，可以在一周至數周后放一次殘鐵。　?。?）支鐵鉤和渣溝　　支鐵溝作用同主鐵溝，坡度一般為5%—6%，在流嘴處可達到10%。渣溝是在80mm厚的鑄鐵槽內搗一層墊溝料，鋪上河沙即可。現在一般都為渣鐵同出，所以不設渣溝與渣口，因此不作介紹。&l

123、t;b>　　8.1.2擺動溜嘴　　作用；把經鐵水溝流來的鐵水注入出鐵場平臺下的任意一個鐵水罐中。設置擺動溜嘴的優(yōu)點是；縮短了鐵水溝長度，簡化了出鐵場布置，減輕了修補鐵溝的作業(yè)。　　擺動溜嘴由驅動裝置，擺動溜嘴本體及支座組成。電動機通過減速機、曲柄帶動連桿，使擺動溜嘴本體擺動。在支座和搖臺上設有限止塊，為減輕工作中出現的沖擊，在連

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