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课程设计指导书(火法) （1）绪言 （2）炉子结构 （3）炉子供热 （4）炉子送风和排烟 （5）炉子热效率 （6）炉子总体图 （7）.其它要求.在论文工作期间要努力工作，勤于思考，认真观察和分析试验过程的现象和问题。 .论文必须认真编写，字迹清楚、图表规范、所有表格一律用三线表。 主要参考资料1.冶金设备系列教材，唐谟堂主编，中南大学出版社，xxxx年2.有色冶金炉，孟柏廷编中南大学出版社1989年3.铜、铅、锌、冶炼设计参考资料，上、下册4.反射炉炼铜，大冶编5.有色冶金炉设计与计算，中南矿冶编6.筑炉工手册，冶金工业出版社，1973年设计进度安排2周阶段阶段内容专业班级起止时间设计计算设备选型及主体设备结构设计计算，物料平衡和热平衡计算，送风和排烟系统的选择计算1周说明书编写进行数据、流程选择和论文编写0.5周绘图绘制主体设备图2张（要求手工绘图）0.5周指导教师（签名）_时间_教研室(所)主任(签名)_时间_22.设计内容第1章炉子结构反射炉在有色冶炼中应用十分广泛。 铜、镍、锑精矿或焙烧矿的熔炼，铜、铅、锑等金属的精炼，以及金属的熔化铸锭等生产过程，一般都采用反射炉。 生产工艺不同，反射炉分为连续作业的和周期作业的两类。 1.1反射炉的炉型炉型即炉膛内部的形状。 反射炉的炉型为卧式长方形空间。 确定反射炉的炉型时必须根据生产工艺过程、炉温制度及炉气、溶体运动等情况进行综合考虑。 反射炉的纵断面形状及其特点和应用见表1。 表1反射炉不同纵断面形状、特点和应用纵断面形状特点应用炉顶平直，炉气对炉顶冲刷作用小。 多用于铜精矿或熔砂的冰铜熔炼。 炉尾炉顶倾斜下压，有利于传热及炉压的分布。 多用于炉气含尘量少及要求炉温分布均匀固体燃料供热，炉顶前端为驼峰。 用于炼锑及处理铅浮渣。 反射炉水平断面型式平面图如图1所示。 图1反射炉水平断面形状示意图1.2炉膛基本尺寸的确定反射炉炉膛基本尺寸包括炉床面积、炉膛的长度、宽度和高度。 这些尺寸，有的是根据生产实践经验数据选用的，有的是通过理论计算的。 1.2.1炉床面积F床冰铜反射炉炉床面积一般为200250m2，最大350m2。 反射炉炉床面积F床按下式计算a b32AaFm?床 （1）式中F床炉床面积，m2；A炉子日处理量，t/d；a炉子的单位生产率，即床能力，t/(m2d)。 反射炉的床能力a与炉子结构、原料、燃料性质及操作技术水平有关。 它可根据经验系数或工业实验结果而定。 周期作业反射炉的单位生产率a见表2，铜熔炼反射炉的床能力见表3。 表2周期作业反射炉单位生产率a一般指标先进指标炉子用途炉料种类操作炉时/h炉-1a/t(m2d)-1操作炉时/h炉-1a/t(m2d)-1炼锡锡精矿8100.81.281.41.8炼铋铋精矿16181.01.5161.8炼锑粉状氧化锑721000.590.62720.62处理铅浮渣块状铅浮渣1418约412.756粗铜火冷铜锭121457129法精炼液体粗铜1112798101011表3铜炼反射炉床能力床能力/t(m2d)-1炉料种类一般最高*熔炼铜精矿或铜镍精矿2.64.556.7熔炼铜及铜镍的焙烧矿4.579熔炼氧化铜离析矿（粗铜）注*采用富氧鼓风，若炉顶安装燃烧器分散供热，床能力可进一步提高。 1.11.31.2.2炉膛长度L和宽度B确定反射炉炉膛长度L应考虑炉子生产工艺特点、燃料的种类及其燃烧方法等因素，一般取经验数据。 周期作业、固体燃料室供热的反射炉炉膛长度一般不超过8m，有料坡熔炼的反射炉炉长一般在2835m。 反射炉炉膛宽度B可按下式计算FBmn L?床 （2）式中B炉膛宽度，m；F床炉床面积，m2；L炉膛长度，m；n系数，考虑炉膛水平投影面积与矩形面积的差别。 根据炉子横断面形状，一般n=0.700.90，冰铜反射炉n=1。 4目前，大型反射炉炉膛宽度趋向增大，使炉子热量集中，以提高炉子生产率，有料坡熔炼的反射炉炉膛宽度一般为711.5m。 反射炉炉膛长宽比L/B可大体反映炉温分布、操作条件及炉体辅助设备的配备条件等方面的特点。 固体燃料供热的反射炉长宽比L/B约为22.5左右，火矩式燃烧供热的反射炉长宽比为2.53.7左右。 确定炉膛宽度还应满足安装燃烧器所需宽度，安装端烧咀需要的炉膛宽度可按下式计算。 B=(n-1)S+2d m （3）式中B要求的炉膛宽度，m；n燃料器个数，个；S两个相邻燃烧的中心距，m；d外侧燃烧器垂直中心线离侧墙内侧的距离，m。 表4为燃烧粉煤的冰铜反射炉炉膛宽度（根据安装燃烧器的需要）。 表4粉煤燃烧反射炉炉膛宽度厂别燃烧器外径/mm燃烧器中心距S/mm燃烧器个数n/个侧燃烧咀中心线离侧墙距离d/mm炉膛宽度B/mm16208706187581002720902.55208578001.2.3炉膛高度H冰铜反射炉炉膛高度（有料坡的）的组成如图2所示。 图2冰铜反射炉高度组成H=h1+h2+h3+h4m （4）式中H炉膛高，m，一般为3.54.5m bh1h2h3h45h1炉顶拱顶高，m；炉顶中心角一般为5060，其拱高)10171(1?hB，梯形吊挂炉顶h1=0.1B；h2料坡至拱脚高，m；熔炼精矿h2为0.20.4m，熔炼焙烧h2为0.30.5m；h3料坡高，m，可按正式计算31 (2)hB btg?m? （5）其中B炉膛宽，m；b熔化裸露表面的宽度，一般为B的4050%；实际中b一般为34.5m；料坡角，一般为炉料的自然堆角，生精矿为4045；h4熔池的深度，m。 一般为0.81.2m，大型冰铜反射炉为1.2m，生产粗铜的反射炉为0.50.6m。 确定熔池深度时，应考虑以下问题底层金属熔点高时，要求过热温度高，则熔池深度不能太厚，否则反之；对于精炼炉，若金属中含杂质较多时，则溶池可浅些，以利氧化操作。 一般铜阳极炉（粗铜火法精炼）的熔池深度，根据炉子容量的大小，一般为0.450.95m；锡、锑、铋反射炉熔池深度为0.30.5m。 周期作业的反射炉炉膛的高度包括熔池深度和炉气空间的高度，它们可进行理论或选择经验数据。 国内某些厂反射炉主要尺寸见表 5、表6及表7。 表5国内连续作业熔炼反射的主要尺寸厂名白银大冶石录炉子用途炉床面积/m2造冰铜造冰铜炼粗铜21021753长(L)313153131515400宽(B)395092505160外形尺寸/mm高(H)585060674317长(L)295902993514020宽(B)780081004000高(H)427041003354净高307029002754炉项拱高h18501140斜坡至拱脚h2405200400料坡高h313001600130015001000最大熔池深h41xxxx00600炉顶中心角4910623062炉膛尺寸/mm排烟断面4930250045002910163021346表6国内铜精矿反射炉的主要尺寸厂名炉膛面积/m2白银上冶株冶武冶广州扎延厂2019.4137.56装入量/t13514090553020外形/mm LBH100156060389090604000480075903590355080003000580024802800炉膛/mm LB7600307072703000560025004600190044501500净高/mm133011401015990熔池深/mm950680600500640炉顶中心角4536525036炉顶拱高/mm320250315210120反拱中心角2930181245504932反拱拱高/mm250180250210240排烟口断面/mm100013505501xx0010008001000800600表7国内周期作业熔炼反射炉主要尺寸厂名云锡广冶株冶锡矿山炉子用途炉床面积/m2炼锡炼锡炼铋处理铅浮渣炼锑3518109.611长(L)1500011220818085488400宽(B)47003670330029843210外形尺寸/mm高(H)270023xx6021901695长(L)12720800048904xx540宽(B)34702750284022802400高(H)1490138011371830846净空高800548346炉项拱高400300240318140拱顶中心角48192455226反拱中心角333860476熔池深300400400410600500炉膛尺寸/mm排烟口断面10001xx20527501001001201403孔1401402孔1.3冰铜反射炉炉体结构反射炉炉体包括炉基、炉底、炉墙、炉顶及附属设备等。 71.3.1炉基炉基承受炉体的重量15003000t，炉料的重量1000t左右。 因此要求炉基能承受一定的压力，并防止受力不均产生裂纹。 炉基的长和宽，应大于炉子外形的长和宽，并留有发展的余地。 一般炉基的长和宽比炉子外形长和宽大11.5mm。 炉基的厚度一般为23m。 炉基的标高，应考虑放渣形式、地下水位及冰冻线等因素。 建筑炉基的材料，应根据炉子大小和炉子工作条件不同确定。 常用的材料有混凝土的、钢筋耐热混凝土的、炉渣的和石块的等。 炉基内留有孔道和装有下部拉杆及测温装置。 1.3.2炉底反射炉炉底有架空炉底和实炉底两种。 架空炉底是在炉基上用钢结构将炉底架空，高度0.35mm，常用于精炼炉等。 实底炉是在炉基上直接砌筑炉底，常用于连续作业的炉子，例如冰铜反射炉。 炉底的厚度一般为0.61.2m。 炉底结构有砖砌的和烧结的两种。 砖砌炉底一般采用反拱砌筑，反拱角为2045，铅精炼炉为180，以防止熔体渗透而使砖块上浮。 砖砌炉底的材料，由下至上铸铁板或钢板1050mm（用于架空炉低），石棉板1020mm，粘土砖230或340mm，捣打层60150mm，镁砖或镁铝砖380或460mm。 烧结炉底使炉底上部烧结成一个整体。 它具有坚固性好、耐侵蚀、使用寿命长等优点。 炉底烧结材料有石英的和镁铁的。 石英烧结炉底是用石英砂烧结而成，使用时由于耐侵蚀性差，使用寿命短，现已不采用了。 镁铁烧结炉底的结构由下至上一般为铸铁板或钢板1030mm（用于架空炉底），石棉板10mm，石英砂40mm，轻质粘土砖115mm，粘土砖345mm或460mm，镁砖或镁铝砖380mm，镁铁烧结200350mm（大型冰铜反射炉可达500mm）。 镁铁烧结层各种材料的配比及要求分别见表8和表9。 烧结温度为15001600，烧结时间3648小时。 表8镁铁烧结炉底所用材料的配比配比（%）中层54406材料上层54406下层68287料坡52426镁砂氧化铁粉卤水表9对镁铁烧结材料的要求成份/%MgO78，CaO3.5，H2O0.5氧化铁粉FeO+Fe2O395，Fe2O4少，SiO24卤水密度130014000kg/L原料粒度/mm粗砂36，中砂13，细砂01备注冶金镁砂使用前烘干120150100150网目烘干，熔点1400MgCl55%81.3.3炉墙炉墙直接砌在炉基上。 砌砖前，先铺1520mm石英砂。 炉墙厚度为0.51.5mm，下部薄，外表面垂直。 大型冰铜反射炉渣线以上为690mm，渣线以下逐渐加厚到1000mm左右，以增加对熔体的侵蚀。 砌筑炉墙的材料，内衬用镁砖或镁铝（铬）砖，外部用粘土砖。 1.3.4炉顶炉顶的形式有拱形炉顶和吊挂炉顶两种。 拱形炉顶用于炉膛宽度小于68m的炉子。 拱形炉顶使用的耐火材料有硅砖、高铝砖或镁铝砖，其厚度，高温区为480或510mm，低温区为380mm（厚度为一块砖长）。 拱顶的曲率半径为炉膛宽度的1.21.3倍。 拱形炉顶的结构如图3所示。 拱脚梁3焊接在立柱上，炉顶的重力及热应力通过拱脚砖和顶脚梁作用于立柱上。 B炉膛宽度；B炉顶跨度；拱顶角；h拱高；1拱顶；2拱脚砖；3拱脚梁；4炉子侧墙内衬；5绝热层；6绝热散料；7立柱；8上部拉杆图3拱形炉顶的结构吊挂炉顶用于炉膛宽度大于8m的炉子。 护顶材料一般采用高铝砖或镁铝砖。 厚度为 380、460或多或多或520mm。 吊挂炉顶的形式很多，图4是某厂冰铜反射炉使用的压梁式止推吊挂炉顶。 8632x1754B B9图4压梁式止推式吊顶砖组结构1.3.5其他装置 （1）加料口冰铜反射炉的加料口设在炉顶的两侧，孔中心距侧墙200300mm，孔口尺寸为150250（200300）mm，两个加料口的中心距为11.5m。 倾斜角一般为60。 为了避免高温炉气的破坏作用，有的加料口进行冷却，冰铜反射炉炉顶加料装置如图5所示。 1加料装置；2炉顶；3拱脚梁；4炉墙；5窥视孔图5冰铜反射炉加料装置 （2）转炉渣注入口冰铜反射炉转炉渣注入口一般设在炉头的端墙或侧墙处。 断面尺寸一般为300300mm，液体转炉渣通过溜槽注入炉内，溜槽倾斜角为35，注入口周围用镁铬砖砌筑。 （3）冰铜放出口冰铜放出口的形式有虹吸式和洞眼式的；正常生产冰铜放出口多采用虹吸式，其结构如图6所示。 冰铜放出口一般设在炉尾的侧墙。 生产实践表明，反射炉炉顶加料口示意10虹吸式冰铜放出口易于操作，劳动强度小。 洞眼式的冰铜放出口如图7所示，洞口尺寸为5565mm），用于停炉时排放炉底的残留物。 1炉墙；2铁护板；3独立砖组；4活动铸铁压板；5出铜口；6压板；7楔子；8立柱图7护板洞眼放侧口结构示意图 （4）炉渣放出口冰铜反射炉的炉渣放出口一般设在跨炉尾端墙3m左右的侧墙处，距炉底0.61.2m，其断面尺寸为0.40.70.9m。 为了抵抗炉渣的侵蚀，渣口周围用镁铬砖砌筑。 （5）工作炉门冰铜反射炉在炉子的侧墙上设有备用工作炉门，在炉子正常生产时，炉门用耐火砖砌死，只是在处理事故和修炉时打开。 炉门数量为36个，断面尺寸宽高为520630mm或460920mm。 （某厂的为4601683mm）。 （6）加固支架反射炉的加固支架由立柱和上、下拉杆组成，拱形炉顶还有拱脚梁。 炉子的加固支架可通过炉体受力计算确定。 大型反射炉立柱用45#工字钢，拉杆用30mm园钢，拱脚梁可用大型槽钢，立柱图611间的中心距为1.21.8m。 （7）炉子热工参数的检测根据生产工艺要求确定炉体上的热工检测点，主要有温度、压力、炉气成分等，测温孔尺寸为8075mm，测压孔130mm。 对检测仪表应提出要求测量范围、测量精度、是否记录或实现自动控制等。 冰铜反射炉炉顶后部还设有加铁球的孔，其尺寸为160150mm。 1.4筑炉要求对砌筑炉子的基本要求包括砌砖方法、砖缝、膨胀缝和尺寸允许的误差等。 1.4.1砌砖方法按耐火砖在砌体中的位置不同，砌砖方法分为平砌、侧砌和立砌。 炉墙和炉底下部一般采用平砌，炉底上部和跨度较小的炉顶可采用侧砌；熔炼炉炉底上部和跨度较大的炉顶采用立砌。 立砌时，同一层砖之间接面积最大，炉体较坚固。 根据耐火泥的调制不同，砌砖方法分为干砌和湿砌。 镁质耐火砖应采用干砌，其他耐火砖采用湿砌。 镁砖干砌时用镁质耐火粉或铁片填充砖缝，或用卤水与镁质耐火粉调制砌筑。 1.4.2砖缝对砖缝大小的要求主要取决于砌体工作条件，在有液态炉渣和金属的地方，砖缝应小，一般要求在12mm以下，炉墙、炉顶要求不超过2mm。 1.4.3膨胀缝为了防止炉体受热膨胀的破坏作用，砌砖时应留有一定的膨胀缝。 膨胀缝的大小取决于耐火砖的种类和炉膛的温度。 高温炉每米长砌体应留的膨胀缝为粘土砖的56mm，硅砖的为12mm，镁砖的1214mm。 膨胀缝的位置在有炉渣和金属的地方，膨胀缝应均匀分散，即每隔23块砖夹易燃物纸片或木片；炉顶每隔23m集中设置，并用石棉绳填充。 1.4.4砌筑尺寸允许误差砌筑炉体时，其尺寸误差不应超过以下规定值 （1）垂直误差墙每米高3mm墙全高15mm基础砖墩每米高3mm基础砖墩全高10mm （2）表面平整误差（用2米长的水平靠尺检查）墙面5mm12挂砖墙面7mm拱脚砖下炉墙上表面5mm底部5mm （3）线性尺寸误差矩形或方形炉膛长度、宽度10mm矩形或方形炉膛对角线长度15mm圆形炉膛内半径误差内半径2m15mm内半径2m10mm拱和拱跨顶跨度10mm烟道的高度和宽度14mm1.5烘炉曲线冶金炉砌筑好后，在投入生产前，应进行烘烤和加热，使砌体中的水分蒸发，并达到一定的温度后才能正式投入生产。 炉子在烘烤和加热前，应制订烘炉和加热曲线，它包括烘炉时间、加热最高温度、升温速度和保温时间等。 若烘烤后需要降温的炉子，还要注明降温度的速度和时间。 制订烘炉曲线时，应根据炉子的大小和用途、耐火材料的种类和性能、炉子砌筑的质量和砌砖方法、以及筑炉的季节等因素综合考虑。 烘烤加热的最高温度为炉子正常工作时的温度。 烘炉开始时，在150以下，由于炉体含有大量的水分，故升温速度应慢，应小于1015/h。 炉体较厚时，还应进行保温。 超过150以后，应根据砌体耐火砖热膨胀性的大小确定升温速度，在150600范围内的升温速度，粘土砖砌体为25100/h，硅砖砌体为2040/h，镁砖砌体为1520/h。 超过600以后的升温速度，粘土砖砌体为100250/h，硅砖砌体为50100/h，镁砖砌体为1525/h。 图8为精炼反射炉的烘炉升温曲线图。 图8精炼反射炉（硅砖炉顶）升温曲线13烘炉注意事项.烘炉以前，对炉子设备进行全面检查，试车合格后方可烘炉。 .绘制实际烘炉曲线，对出现的总是应做记录。 .根据拉杆受力情况，随时调整漯母。 1.6砌筑炉体耐火材料的估算我国生产的耐火有统一的牌号、砖号、形状、尺寸和重量，可查有关的资料（例如筑炉手册等）。 砌筑炉体火材料的数量，可根据炉子设计所确定砌体的尺寸计算其体积，然后换算为重量。 表10为1m3砌体耐火材料的消耗量。 表10每1m3砌体耐火材料的消耗量（包括损耗）轻质粘土砖砌体粘土砖砌体高铝砖砌体硅砖砌体镁砖砌体砌体部位砖量/t火泥/kg砖量/t火泥/kg砖量/t火泥/kg砖量/t火泥/kg砖量/t火泥/kg直墙及炉底0.9511902.061502.3041801.8641502.711140圆弧状砌体0.9551902.061502.341701.8511502.711140砌筑各种耐火砖使用泥耐泥浆的配制见表11。 表11砌筑耐火砖使用的泥浆耐火砖名称泥浆名称泥浆浆成分备注粘土砖、轻质粘土砖粘土质泥浆粘土质火泥100%，水400600L/m3干料硅砖硅质泥浆硅质火泥100%，水400600L/m3高铝质火泥100%，水400600L/m3干料高铝砖高铝质泥浆干料镁砖湿砌；镁质泥浆干砌镁质火泥镁质火泥100%，卤水适量干镁质火泥100%卤水比重1.25或加适量氧化铁粉炭砖炭缝糊冶金焦粉4951%，沥青油5149%重量比14第2章炉子供热2.1反射炉使用的燃料2.1.1反射炉使用燃料的种类反射炉使用的燃料有粉煤、重油和煤气，有的小型反射炉还用块煤。 制造粉煤是用烟煤或烟煤与无烟煤按一定比例配合。 我国目前提出以煤代油，即用粉煤代替重油作为冶金燃料。 重油发热量高，便于燃烧，是理想的冶金燃料，但重油用作冶金燃料，综合效益低，冶金生产成本高，应尽量少用或不用。 煤气使用方便，燃烧过程便于控制，亦是理想的冶金燃料。 但在有色冶金厂缺少高炉煤气和焦炉煤气，天然气亦受地区的限制，所以在必要时才采用发生炉煤气。 制造发生炉煤气需要增加设备和投资。 2.1.2反射炉燃料消耗的确定冶金炉燃料的消耗，可通过炉子热平衡进行计算，但在炉子设计中，在往往采用经验数据。 炉子燃料的消耗量与燃料的性质和燃烧过程的组织、冶金工艺过程的特点、炉子结构、炉子生产操作技术水平等因素有关。 在炉子设计时，应采取有效措施，提高炉内热能的利用，降低燃料的消耗。 生产实践总结，冰铜反射炉燃料的消耗量；熔炼铜精矿为4659105kJ/t料，即粉煤消耗率为1422%，或重油消耗率1015%；熔炼铜焙烧砂为 46、3338105kJ/t料，即粉煤消耗率为1214%，或重油消耗率为712%。 2.1.3反射炉对燃料的要求反射炉对燃料的基本要求是满足炉内冶金工艺所需的热量、温度及火焰长度等。 使用重油时，重油需加热、过滤和加压。 重油达到烧嘴前要求的粘度见表12。 表12重油达到喷咀前的粘度要求喷咀前重油达到的粘度（0E）烧咀类型常用值最大允许值机械喷咀2.53.57高压喷咀4.55.315低压喷咀3.04.08反射炉对使用粉煤的要求包括制造粉煤的煤种（烟煤），粉煤的粒度（0.050.1mm以下，通过200网目的为8095%），粉煤的成分（挥发物2528%以上，灰分应小于812%，且熔点高，水分小于1.5%等），发热量高（Q低25103kJ/kg）。 2.1.4助燃空气15助燃空气的确定包括空气消耗系数n，一次空气和二次空气的比例，空气预热的温度，以及富氧燃烧等。 燃料燃烧空气消耗系数的大小与燃料和种类、燃烧方法和燃烧设备有关，其大小可以参考表13确定。 表13燃料燃烧合理的空气消耗系数合理的空气消耗系数燃料种类人工操作自动控制烟煤1.501.701.201.40无烟煤、焦炭1.401.45褐煤1.501.701.201.40粉煤1.201.251.15重油1.201.251.15有焰燃烧1.101.201.051.10煤气无焰燃烧1.051.151.031.05粉煤燃烧一次空气和二次空气的比例与煤的种类、粉煤的粒度及要求的火焰长度等因素有关。 一次空气的比例，可根据煤的种类确定，贫烟、无烟煤为1015%，烟煤为2030%，褐煤为3035%。 助燃空气预热可提高燃烧温度，降低炉子燃料的消耗量，回收烟气中的热量，应积极采用。 粉煤燃烧时，一次空气因喷吹粉煤，一般不进行预热。 二次空气可进行预热，其预热温度一般不超过400500。 富氧燃烧，不仅减少燃烧产物的生成量，提高燃烧温度，强化冶金生产过程，提高炉子生产率，而且对冰铜反射炉还可提高烟气中的SO2的含量，有利制酸、空气燃料燃烧富氧可在30%以上。 2.2燃料燃烧计算燃料的燃烧的计算，包括 （1）燃料的发热量和炉子容积热强度； （2）燃料燃烧实际空气需要量和炉子小时空气需要量； （3）燃料燃烧实际产物生成量和小时产物生成总量； （4）燃烧产物的成分和密度； （5）燃料实际燃烧温度。 燃料燃烧计算的方法，参考教材的有关内容。 但是，在计算炉子小时需要的空气量时，应考虑炉料反应需要的空气；炉子小时产生的烟气总量，应包括炉料反应生成的气体。 162.3燃烧装置2.3.1燃烧装置的类型燃烧不同的燃料所用的燃烧装置不同。 我国生产的燃烧装置已基本定型，可根据炉子的大小和工艺特点进行合理选择。 反射炉燃烧煤气一般采用有焰燃烧，故需采用煤气有焰烧嘴。 反射炉燃烧重油时，中小型炉子常采用低压烧嘴，大型炉子一般采用高压烧嘴。 反射炉子燃烧粉煤常用的烧嘴有涡流式的和扁口式的，前者采用的较多。 2.3.2烧嘴的数量烧嘴的数量，应考虑炉子的大小和有利于燃料的燃烧，按下式计算设定的烧嘴的能力炉子小时燃料消耗量烧嘴数量?计算结果取整数，并根据确定的烧嘴个数求烧嘴的实际燃烧能力。 2.3.3粉煤烧嘴基本尺寸的计算和确定粉煤烧嘴的结构如图9所示。 1粉煤与一次空气喷管；2二次空气喷管；3手轮；4扩散阀图9粉煤烧嘴的结构 （1）烧嘴基本尺寸粉煤烧嘴基本尺寸如图10所示。 （2）扩散阀扩散阀的扩散角4575；阀底直径d阀250450mm;阀杆直径d杆2030mm （3）粉煤与一次空气喷管喷出口内径d1可按下式计算11113.1?4WFFFd?阀A、扩散阀截面积F阀1724mdF阀?阀?mtgbdd22?阀阀b=50mm d阀扩散阀底直径；d1粉煤与一次空气喷出口内径；d2二次空气喷出口内径；d3喷出管入口内径；d4喷出口出口内径；d杆扩散阀直径；喷出管扩张角；d导1粉煤与一次空气导管内径；d导2二次空气导管内径；扩散阀扩散角。 图10粉煤烧嘴基本尺寸B、粉煤与一次空气环形喷出口面积FW12111WVFmw?a.粉煤与一次空气的流量V1可按下式计算3111 (1)/3600nBVL RtmS?煤式中B粉煤烧嘴的能力。 kg/h；Ln粉煤燃烧实际空气需要量，m3/kg R一次空气的比例，%。 R与煤种有关；气体膨胀系数，1/273，1/；t1一次空气的温度，一般不预热，取2035；煤粉煤的密度，kg/m3。 煤一般为10001150kg/m3。 b.粉煤与一次空气混合物的喷出速度。 粉煤粒度小、含挥发物多、要求粉煤燃烧火焰时，w3可取2030m/s。 喷出口外径d1，按下式计算mmdd111?2?1为管壁厚度，可取0.008m。 18粉煤与一次空气导管内径d导1，按下式计算21241.13dFFFwm?导导杆224mdF杆杆?1211WvFmw?w1为粉煤与一次空气在导管中的流速，一般为2025m/s。 粉煤与一次空气导管外径d导1，按下式计算mdd1112?导导 （4）二次空气喷管A、喷出口内径d2mwVdFd2212122413.14?322 (1) (1)/3600nBVLRtmS?以上式中t2二次空气的温度，；w2二次空气喷出口的速度，m/S。 w2一般为2030m/S。 V2二次空气的流量，m3/s B、喷出口外径d2d2=d2+212=0.01m C、二次空气导管的内管d导2和外径d导22222141.13VdFmdw?导导式中w2为二次空气在导管中的流速，一般为1520m/S。 mdd2222?导导 （5）粉煤与空气混合物喷管A、喷管入口内径d21233341.134VVdFdmw?阀式中w3为粉煤与空气混合物的流速，大炉子可取2030m/s，小炉子可取1015m/s。 B、喷管出口的内径d4和外径d4mCdd224?19metgC?式中e可取0.2m，可取610。 mdd244?2? （6）烧嘴的阻力h，按正式计算220(10.8)?/2whKN m?式中K0阻力系数，一般为25.4，根据烧嘴结构的确定；粉煤的浓度，kg/kg。 二次空气=0；w次空气或二次空气的喷出速度，m/S；空气的密度，kg/m2。 （7）粉煤燃烧火焰的长度L粉煤着火时间1=0.25D(1-V)s粉煤燃烧时间2=40d1,(1-V)s火焰长度L=w（1-V）（0.25D+0.40d1,）m式中D粉煤喷出口直径（即d4），m；V粉煤挥发物的含量，%；w粉煤与空气混合物的喷出速度（即W3），m/S。 某厂使用的涡流式烧嘴的性能见表14。 表14涡流式双管粉煤烧咀性能厂厂项目设计值实际值实际值燃烧能力/th-1总风量/m3h-10.81.41.11.31.251.449830891095001110011700一次风量/%一次风出口速度/ms-1二次风出口速度/ms-1混合物出口速度/ms-128.83031.63031.617xx.714.61517222518.5519.52022242621222425一次风压/mmH2O柱100120140160180二次风压/mmH2O柱烧嘴重量/kg个-1100200230约560约717约860注风量及风速均为标准状态的物理量。 2.3.4烧嘴布置粉煤烧嘴一般装置在炉头的端墙，烧嘴底边距炉底11.5m，或距渣面0.20.3m。 两侧烧嘴距侧墙1.32.2m，并向中心倾斜5。 烧嘴向下倾斜35。 20第三章炉子送风和排烟3.1送风系统3.1.1风管直径风管直径按正式计算41.13VVDmww?3.1.2风管的布置3.1.2.1在设计风管时应遵循以下原则 （1）确定合理的气体流速。 由阻力计算式可知，气体流动所受阻力与气体流动速度的平方成正比，这表明气流所受阻力随速度的增加而显著增加。 （2）尽可能缩短管道的长度，减少管道拐弯及管道直径的变化等。 （3）当有支管时，支管应对称布置，以保证各分支管道内的气体流量均匀分配。 3.1.2.2在布置管路时，还要注意以下问题 （1）管道架空时，应不妨碍交通运输为原则。 管道横过铁路应高出轨面66.65米，横过公路应高出路面4.55.5米。 根据管道大小，确定支架间的距离。 管道布置在地下时，应设地沟。 烟道一般设在地下，若在地下水道以下，应采取防水措施。 （2）煤气、蒸汽管道内应有0.0020.0055的排水坡度，顺向应小些，逆向可大些，并设排水阀。 （3）根据不同输气管路的要求，在管道上应设清灰孔、人孔、排气阀、胀缩补偿器、安全设备及旁通副道等。 （4）输气管道一般采用焊接钢管或无缝钢管，壁厚为47mm。 当输送气体预热温度高于400，管道必须采用内衬绝热；管内介质温度低于350时，可采用管外绝热。 3.1.3气流阻力气体流动所受阻力有摩擦阻力、局布阻力和特殊阻力。 根据所设计的管路系统，分析气流所受阻力的形式，然后分别进行计算。 摩擦阻力系数可根据不同的管道确定，光滑的金属管道=0.025，粗糙的金属管道=0.045，砖砌管道=0.05。 不同情况的局布阻力系数可查教材或冶金炉设计参考手册。 3.1.4风机的选择选择风机即确定风机的型号及性能参数。 反射炉通常使用离心机鼓风机。 选择风机应注意风机铭牌所标注的全压风量及功率是指风机在最高效率时的性能，而且是指风机在设计规定工作参数，温度为20，压力为101325Pa，相对湿度50%，21空气密度为1.2kg/m3。 因此，如果风机实际工作参数与风机设计规定工作参数不同，则要对风压、风量和功率进行换算。 （换算见教材有关内容）。 粉煤燃烧需要的一次空气和二次空气分别由不同的风机供给。 且每台风机需有一台备用的。 冶金炉使用的离心式风机的牌号及性能可查风机产品目录。 3.2排烟系统3.2.1排烟口的位置及断面尺寸冰铜反射炉的排烟口一般设在炉尾端墙，上升烟道口向上倾斜20左右。 按下式计算烟气出口的断面积2mF烟气流速烟气排出量?烟气流量为燃料燃烧生成的气体和炉料在熔炼过程中产生的气体