一座年产100万吨炼钢生铁的高炉炉型设计

一座年产100万吨炼钢生铁的高炉炉型设计1. 摘要高炉炉型是指高炉内部耐火材料构成的几何空间，近代高炉炉型由炉缸、炉腹、炉腰、炉身和炉喉五部分组成。炉型的设计要适应原燃料条件，保证冶炼过程的顺行。高炉炉型设计的依据是单座高炉的生铁产量，由产量确定高炉有效容积，以高炉有效容积为基础，计算其它尺寸。本设计主要从高炉炉型设计、炉衬设计、高炉冷却设备的选择、风口及出铁口的设计。高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸五部分。高炉的横断面为圆形的炼铁竖炉，用钢板作炉壳，高炉的壳内砌耐火砖内衬。同时为了实现优质、低耗、高产、长寿炉龄和对环境污染小的方针设计高炉，高炉本体结构和辅助系统必须满足耐高温，耐高压，耐腐蚀，密封性好，工作可靠，寿命长，产品优质，产量高，消耗低等要求。在设计高炉炉体时，根据技术经济指标对高炉炉体尺寸进行计算确定炉型。对耐火砖进行合理的配置，对高炉冷却设备进行合理的选择、对风口及出铁口进行合理的设计。2. 高炉高炉炉型设计与计算 （一）、确定容积1、确定年工作日高炉的工作日是指高炉一代寿命中，扣除大、中、小修时间后，平均每年的实际生产时间。根据国内经验，不分炉容大小，年工作日均可定为355天。利用系数v=2.0t/(m3 d)。2、确定高炉日出铁量 = 1000000/355=2816 t/d3、确定高炉的有效容积Vu= 2816/2=1408 （二）、高炉缸尺寸1、炉缸直径d炉缸直径的计算可参考下述经验公式：大型高炉 =0.3214080.458 m2、炉缸高度A渣口高度h渣 = (1.271.22816)/(90.557.182) 1.91m 式中：b生铁产量波动函数，一般取值1.2 N昼夜出铁次数，取9铁水密度，取值7.1t/ C渣口以下炉缸容积利用系数，取值055一般小高炉设一个渣口，大中型高炉设两个渣口，高低渣口标高差一般为100200mm，2000m3以上高炉渣口数目应和铁口数目一起考虑，如有两个铁口，可以设二个渣口。B、风口高度h风 =1.91/0.5=3.82 m 渣口高度与风口高度的比，一般二0.50.6（渣量大取低值）。C、炉缸高度h1h1=h风+a =3.82+0.5=4.32 m式中a风口结构尺寸，一般a=0.350.5m，中小高炉取下限，大高炉取上限。（三）、死铁层厚度h0 死铁层的作用在于防止炉底炉渣，煤气侵蚀和冲刷，使炉底温度均匀稳定。通常死铁层厚度为450600mm，新设计的大型高炉多在1000mm左右或更高。（四）、炉腰直径D 1、炉腰直径D 大型高炉D/d=1.101.15 D=1.158=9.2m 中型高炉D/d=1.151.25 小型高炉D/d=1.251.5 2、炉腹角炉腹角一般为7982。 炉腹角为80 3、炉腹高度炉腰直径和炉腹角确定后，炉腹高度就已经确定了。 =0.5（9.28）5.7=3.4 m近代大中型高炉炉腹高度度接近，一般为3.03.6m，小高炉低些。（五）、炉喉直径d1 ，炉喉高度h5,炉身角，炉身高h4，炉腰高h31、炉喉直径d1目前d1/D常在0.650.72之间，大中型高炉可取0.7，小型高炉可取0.67。9.20.7=6.44 m2、炉身角目前设计炉型均在8284之间，大型高炉炉身角小些，小型高炉炉身角大些炉身角取843、炉身高h4炉喉直径d，和炉身角确定，炉腰直径D也确定了，炉身高h4实际就随之而定。 =（9.26.44）0.59.5=13.1m4、炉喉高一般在2米左右。=25、炉腰高h3炉腰高度大小对高炉冶炼过程影响不很显著，在设计时常用炉腰高度来调整炉容积，一般为0.53m，可按以下步骤计算：（1）先确定高炉有效高度Hu大型高炉 =6.4414080.2=27.5 m620m3以下高炉（2）确定炉腰高h3 =27.39(4.32+3.4+13.1+2)=4.57 m（六）、校核炉容炉缸容积 = (3.14*8*8*4.32/4)217.03m3炉腹容积 197.82 m3炉腰容积 303.80 m3炉身容积 =3.1413.1(84.64+59.25+41.47)12635.71m3炉喉容积 =3.1441.472465.15 m3高炉实际有效容积 =217.03+197.82+303.80+635.71+65.15=1419.51m3其相对误差 =(1419.511408) 14081008.17*10-3要求小于1%，否则必须重新调整计算。 符合要求！（七）、其它尺寸1、 大钟直径d0大钟直径决定了炉喉与大钟的间隙，即（d1d0）/2,它的大小决定着炉料堆类的位置。不同炉容炉喉间隙见下表：不同炉容的炉喉间隙高炉有效容积（米3）55100250600100015002000炉喉间隙（毫米）5005506007008009009501000d0=6.44(0.92)=4.64 m2、风口数目n中小型高炉常用n=2(d+1)大型高炉可用n=2(d+2) =n=2(d+1)=2(8+2)=20个3、铁口数目日产生铁量在25003000吨以下的高炉可只设置一个铁口，大型高炉可设置23个铁口。4、渣口数目 一般小高炉设一个渣口，大中型高炉设两个渣口，高低渣口标高差一般为100200mm，2000m3以上高炉渣口数目应和铁口数目一起考虑，如有两个铁口，可以设二个渣口。故高炉只设置一个铁口5、炉顶法兰盘至大钟下降位置的底面高度h6h6的值可参照相近炉容的高炉选取。 h6=4.6 m3. 总结与体会通过对高炉炉型的大量研究和计算，我对逐步认识到高炉炉型与原燃料和鼓风制度的适应性关系，即炉型与炉料运动和煤气流运动规律的适应性。炉型是随着原燃料条件的改善，操作水平的提高，科学技术的进步而不断发展变化的。作为冶金人，更应该学好用好冶金知识。 4.