高炉冶炼冶金工程毕业设计.doc

目录高炉冶炼冶金工程毕业设计目录摘要IAbstractII1 绪论11.1工艺流程11.2高炉生产主要经济技术指标11.3高炉冶炼现状及其发展31.4 本设计采用的新技术42 高炉本体设计52.1 炉型计算52.2 高炉各部位炉衬设计与砌筑92.2.1炉底92.2.2炉缸（h1=3400mmm）152.2.3炉腹、炉腰、炉身182.3高炉冷却设备372.3.1高炉冷却设备372.3.2冷却介质382.3.3炉底冷却型式382.3.5高炉各部位冷却型式412.4高炉钢结构422.4.1炉壳432.4.2高炉本体钢结构452.5高炉基础463 高炉炼铁车间原料供应系统483.1上料机483.1.1皮带机483.1.2贮矿槽的用途：493.1.3贮矿槽493.2槽下运输设备503.3高炉装料设备513.3.1串罐式无钟炉顶513.3.2无钟炉顶的布料方式533.3.3探料装置534 送风系统554.1高炉鼓风机554.1.1高炉冶炼时对鼓风机的要求如下：554.1.2高炉鼓风机工作原理及特性564.1.3高炉鼓风机的选择574.2热风炉584.2.1工作原理594.2.2热风炉的参数594.2.3热风炉阀门614.3高炉送风管路614.3.1热风围管614.3.2送风支管624.3.3直吹管624.3.4风口装置625 高炉煤粉喷吹系统645.1煤粉制备系统645.1.1煤粉制备工艺645.1.2主要设备655.2煤粉喷吹系统675.2.1喷吹方式675.2.2主要设备695.3热烟气系统695.4烟煤喷吹的安全措施696 高炉煤气处理系统716.1煤气除尘设备及原理716.1.1粗除尘设备716.1.2半精细除尘设备736.1.3精细除尘设备746.2脱水器756.3煤气除尘系统附属设备776.3.1粗煤气管道776.3.2煤气遮断阀786.3.3煤气放散阀786.3.4煤气切断阀786.3.5调压阀组787 渣铁处理系统797.1风口平台及出铁场设计797.1.1风口平台及出铁场797.1.2渣铁沟和撇渣器807.1.3摆动流嘴817.2 炉前主要设备817.2.1开铁口机817.2.2堵铁口泥炮827.2.3风口机837.2.4前吊车837.3铁水处理设备837.3.1铁水罐车837.3.2铸铁机837.4 炉渣处理设备838 高炉工艺计算858.1原始数据858.2.配料计算868.2.1渣量及主要成分的计算878.2.2校核生铁成分878.3物料平衡的计算888.3.1风量的计算888.3.2炉顶煤气成分计算888.4热平衡的计算908.4.1热收入项908.4.2 热支出项919 炼铁车间设计949.1高炉座数及容积的确定949.1.1高炉炼铁车间总容积的确定949.1.2高炉座数的确定949.2高炉车间平面布置94结论96参考文献97谢辞991绪论1 绪论1.1工艺流程高炉炼铁是用还原剂（焦炭、煤等）在高温下将铁矿石或含铁原料还原成液态生铁的过程。高炉本体是冶炼生铁的主体设备。炼铁设备除包括高炉本体外，还包括其他附属系统，它们是：供料系统：包括贮矿槽、贮焦槽、称量与筛分等一系列设备，主要任务是及时、准确、稳定的将合格的炉料送往高炉。送风系统：包括鼓风机、热风炉及一系列管道和阀门等，主要任务是连续可靠地供给高炉冶炼所需热风。煤气除尘系统：包括煤气管道、重力除尘器、洗涤塔、文氏管、脱水器等，主要任务是回收高炉煤气，使其能满足用户要求。渣铁处理系统：包括出铁场、开铁口机、堵渣口机、炉前吊车、铁水罐车及水冲渣设备等，主要任务是及时处理高炉排出的渣、铁，保证高炉的正常生产。喷吹燃料系统：包括原煤的储存、运输、煤粉的制备、收集及煤粉喷吹等系统，主要任务是均匀稳定地向高炉喷吹大量煤粉，以煤代焦，降低焦炭消耗量。1.2高炉生产主要经济技术指标（1）高炉有效容积利用系数()：高炉有效容积利用系数即每昼夜生铁的产量与高炉有效容积之比，即每昼夜1m有效容积的生铁产量。可用下式表示： （1-1）式中 -高炉有效容积利用系数，； -高炉每昼夜的生铁产量，t/d；4 -高炉有效容积，。 是高炉冶炼的一个重要指标，本设计。 （2）焦比（）：焦比即每昼夜焦炭消耗量与每昼夜生铁产量之比，即冶炼每吨生铁消耗焦炭量。可用下式表示： （1.2）式中 -高炉焦比，kg/t铁； -高炉每昼夜的生铁产量，t/d；-高炉每昼夜消耗焦炭量，千克/昼夜。焦比可根据设计采用的原燃料、风温、设备、操作等条件与实际生产情况进行全面分析比较和计算确定。当高炉采用喷吹燃料时，计算时必须考虑喷吹物的焦炭置换量。 本设计的焦比为360kg/t 。（3） 煤比（）：冶炼每吨生铁消耗的煤粉为煤比。本设计煤比为150kg/t。（4） 冶炼强度（）和燃烧强度（）：高炉冶炼强度是每昼夜1有效容积燃烧的焦炭量,即高炉每昼夜焦炭消耗量与的比值,本设计 =1.00 。燃烧强度既每小时每炉缸截面积所燃烧的焦炭数量。本设计 =1.05 。（5） 休风率：休风率即因故休风的休风时间占作业时间的百分数。休风率反映高炉设备维护的水平，先进高炉的休风率小于1%，实践证明，休风率降低1%，产量可提高2%。（6） 生铁合格率：高炉生产的生铁其化学成分符合国家规定的合格生铁占总产生铁量的百分数为生铁合格率。本设计为100%。（7） 高炉一代寿命：高炉从点火开炉到停炉大修之间的冶炼时间称为高炉一代寿命，即相邻两次大修之间的冶炼时间。大型高炉一代寿命为1015年。（8） 生铁成本：生产1合格生铁所需消耗的所有原料、燃料、材料、水电、人工 等一切费用的总和，单位为元/。1.3高炉冶炼现状及其发展（1）现状近两年来中国生铁产量高速增长,同时高炉炼铁技术也取得了较大进步。2007年全国重点钢铁企业高炉炼铁焦比达到392kg/ t，热风温度达到1125，喷煤比达到137kg/ t，利用系数为2. 677 t/m3. d。这些指标创造出我国历史最好水平。宝钢、武钢、首钢、鞍钢等企业的大高炉生产技术进入成熟发展阶段，炼铁燃料比低于500kg/ t。但是,中国炼铁产业集中度低，炼铁企业发展不平，先进与落后共存。尚有6000多万吨生产能力属于淘汰之列，造成中国炼铁技术发展不平衡。（2）发展趋势1） 炉容大型化2） 生产高效化精料；高温化；高压炉顶操作；喷吹燃料与富氧鼓风；提高高炉寿命；加强二次能源回收。3）高炉自动化炉顶装料自动化；热风炉操作自动化；喷煤操作自动化；炉喉煤气成分温度检测自动化。4） 工业环保化含铁含碳粉尘回收利用；粉尘烟气、工业废水排放达标；减少高温直接热辐射；减少噪声污染。1.4 本设计采用的新技术（1）无料钟炉顶和皮带上料，布料旋转溜槽可实现多种方式布料。（2）热风炉采用锥球形，有利于拱顶气流分布和热风温度提高。（3）炉前水系统采用过滤法。（4）炉体冷却采用软水密闭循环系统。（5）设有喷吹煤粉设备。（6）采用计算机自动监控系统对炼铁生产各个环节进行监控。2高炉本体设计2 高炉本体设计2.1 炉型计算（1）、设计年产制钢生铁225万吨的高炉车间（2）、确定年工作日： 定容积 选定高炉座数是2座，利用系数 每座高炉日产量 每座高炉容积 （3）、炉缸尺寸炉缸直径 选定冶炼强度 ；燃烧强度 则 取d=8.8m 校核 合理炉缸高度 渣口高度 取 风口高度 风口数目 风口结构尺寸 选取 则炉缸高度 死铁层厚度： 选取 （4）、炉腰直径、炉腹角、炉腹高度选取 则 则 校核 (5)、炉喉直径、炉喉高度：选取 则 取选取 (6)、炉身角、炉身高度、炉腰高度选取 则 取 h4=15.00m校核 选取 Hu/D=2.95则 取 Hu=29.5m求得 (7)、校核炉容炉缸体积 炉腹体积 炉腰体积 炉身体积 炉喉体积 高炉容积 (8)、误差 2.2 高炉各部位炉衬设计与砌筑总和分析高炉炉衬的破损机理发现，高温时炉衬破损的根本条件，其次是渣铁液、碱金属的侵蚀，机械冲刷、渗漏、涨缩开裂、磨损等的动力作用也不可忽视，但就主次来说，应着重从传热学来分析，其次也要从化学侵蚀、动力学来研究，才能得到合理的炉衬结构。2.2.1炉底炉底、炉缸承受高温、高压、渣铁液冲刷侵蚀和渗透作用，工作条件十分恶劣。过去很长一段时间，炉底炉缸一直采用高铝砖或粘土砖砌筑，近数十年来大中型高炉已改为采用碳砖砌筑。只有中小型高炉依然采用高铝砖或粘土砖砌筑。此处采用综合炉底结构，插图2.1：图2.2 综合炉底结构它是在风冷管捣层上满铺3层400mm碳砖，上面环形碳砖砌至风口中心线，中心部位砌6层400mm高铝砖，环砌碳砖与中心部位高铝砖相互错台咬合。炉底满铺碳砖有厚缝和薄缝两种连接形式，薄缝连接时，各列砖砌缝不大于1.5mm（此处取1.4mm），各列间的垂直缝和两层间的水平缝不大于2.5mm(此处取2mm)。厚缝连接时，砖缝为3545mm(此处取40mm)，缝中以碳素捣料固定。炉底满铺碳砖侧缝为厚缝连接，端缝为薄缝连接。炉底中心部位的高铝砖砌筑高度必须与周围环形碳砖高度一致，高炉砖与环砌碳砖间的连接为厚缝环砌碳砖与冷却壁之间膨胀缝填以碳素填料。环砌碳砖为混合砌筑，厚度为400毫米。因为炉缸要有一定厚度，以防止烧穿，定铁口水平面处的炉缸厚度为1150mm（230mm2+345mm2）mm=1150mm,而炉底满铺碳砖直径取12760mm。如图2.2：图2.3 炉底满铺碳砖(1) 碳砖满铺部位表2-1砖型块数/每层层数总块数15004004007232161700400400763228160040040012=236210040040022=4312278040040022=4312282040040022=4312另有四块弧形砖(2) 环砌碳砖满铺碳砖以上第一层最好能盖上三块半炉底满铺碳砖，因此其长度一般大于，这里选取1560mm，砖缝取0.5mm。 表2-2砖型abb1c15604002504001560400400400内径所用楔形砖数量 直型砖数量第二层表2-3砖型abb1c17604002504001760400400400内径因为每层碳砖需与高铝砖交错咬砌200mm，所以第二层砌砖长度变为1560+200=1760mm。所用楔形砖数量 直型砖数量第三、五层同第一层，第四、六层同第二层。(3) 炉底中心部位高铝砖因为高铝砖占空间大小为，每块砖的体积为，所以用高铝砖数量为(4) 死铁层（从下至上）第一层因为死铁层处碳砖要比其下层碳砖长250300mm，这里选取250mm。故3所选砖型为 表2-4砖型abb1c1760+250=20104002504002010400400400内径所用楔形砖数量 直型砖数量第二层表2-5砖型abb1c1810-4002504001810400400400内径所用楔形砖数量 直型砖数量第三层表2-6砖型abb1c16104002504001610400400400内径所用楔形砖数量 直型砖数量第四、五层表2-7砖型abb1c1380-4002504001380400400400内径 即为炉缸内径所用楔形砖数量 直型砖数量2.2.2炉缸（h1=3400mmm）炉缸工作条件与炉底相似，而且装有铁口、渣口、风口。铁口有剧烈的温度波动和机械振动。渣口附近有炉渣的冲刷和侵蚀。风口前边是燃烧带，为高炉内温度最高的区域。碳砖砌到风口以下，采用单环砌筑。在炉缸内表面砌一层高铝砖。风口、渣口和铁口砖衬以碳砖砌筑时，用异型碳砖砌筑。从下至上第一层表2-8砖型abb1c11654002504001165400400400所用楔形砖数量 直型砖数量第二层表2-9砖型abb1c10954002504001095400400400所用楔形砖数量 直型砖数量第三层表2-10砖型abb1c917400250400917400400400所用楔形砖数量 直型砖数量第四层表2-11砖型abb1c792400250400792400400400所用楔形砖数量 直型砖数量第五层表2-12砖型abb1c668400250400668400400400所用楔形砖数量 直型砖数量第六层表2-13砖型abb1c544400300400544400400400所用楔形砖数量 直型砖数量第七层表2-14砖型abb1c420350250400420350350400所用楔形砖数量 直型砖数量第八层砌一层200mm厚的高铝砖表2-15砖型abb1c358300150200358300300200所用楔形砖数量 直型砖数量2.2.3炉腹、炉腰、炉身从炉腹到炉身下部的炉衬要承受煤气流和炉料的磨损，碱金属和锌蒸汽渗透的破坏作用，初渣的化学侵蚀以及由于温度波动所产生的热振动作用。(1) 炉腹开炉厚不久，炉腹部位的炉衬很快被侵蚀掉，之后靠渣皮维持工作，此处选取砌一层345mm厚的高铝砖。炉腹部位砌砖砖缝不应大于1mm。表2-16砖型abb1c3451501107534515015075层数= 。第一层内径 第二层内径 第三层内径 第四层内径 第五层内径 第六层内径 第七层内径 第八层内径 第九层内径 第十层内径 第十一层内径 第十二层内径 第十三层内径 第十四层内径 第十五层内径 第十六层内径 第十七层内径 第十八层内径 第十九层内径 第二十层内径 第二十一层内径 第二十二层内径 第二十三层内径 第二十四层内径 第二十五层内径 第二十六层内径 第二十七层内径 第二十八层内径 第二十九层内径 第三十层内径 第三十一层内径 第三十二层内径 第三十三层内径 第三十四层内径 第三十五层内径 第三十六层内径 第三十七层内径 第三十八层内径 第三十九层表2-17砖型abb1c3451501105034515015050内径 (2) 炉腰炉腰有三种结构形式，即厚壁炉腰、薄壁炉腰、过渡炉腰高炉冶炼过程中部分煤气流沿炉腹斜面上升，在炉腰与炉腹交界处转弯，对炉腰下部冲刷严重，使这部分炉衬侵蚀较快，使炉腹段上升，径向尺寸亦有扩大，使得设计炉型向操作炉型转化。厚壁炉腰的优点是热损失小，但侵蚀后操作炉型与设计炉型变化大，等于炉腹段向上延伸，对下料不利。径向尺寸侵蚀过多时会造成边缘煤气流的过分发展。薄壁炉腰的热损失大些，但操作炉型与设计炉型近似，可避免厚壁炉腰的缺点。过渡式炉腰结构处于两者之间。故此处选取过渡式炉腰结构。按四层砖错台一次砌筑。共第14层表2-18砖型abb1c3451501107534515015075 第58层表2-19砖型abb1c3731501107537315015075（84.620为炉腰炉腹过渡角） 第912层表2-20砖型abb1c4021501107540215015075 第1316层表2-21砖型abb1c4301501107543015015075 第1720层表2-22砖型abb1c4581501107545815015075 第2124层表2-23砖型abb1c4861501107548615015075 第2528层表2-24砖型abb1c5151501107551515015075 第2932层表2-25砖型abb1c5431501107554315015075 第33层表2-26砖型abb1c4021501104040215015040（与炉身部位同厚） (3) 炉身炉身厚度此处取575mm（未计算环缝），由345+230组成。炉身倾斜部分按三层砖错台一次砌筑。错台宽度上下相邻两层的垂直缝与环缝应错开。炉身下部使用高铝砖，即从第一段到第十四段全用高铝砖砌筑。而炉身上部，考虑到温度的原因，用粘土砖砌筑即可，即从第十五段到二十一段用粘土砖砌筑。从下至上第一段（17台） G-2 188G-6 54G-1 155G-3 97G-1 140G-3 97G-2 198G-6 541011第二段 （8台）第三段 （915台）G-2 180G-6 54G-1 147G-3 97G-1 132G-3 97G-2 190G-6 541011第四段 （16台）G-1 128G-3 97G-2 176G-6 54G-1 143G-3 9721第五段 （1723台）G-2 172G-6 54G-1 139G-3 97G-1 124G-3 97G-2 182G-6 541011第六段 （24台）G-1 120G-3 97G-2 168G-6 54G-1 135G-3 9721第七段 （2531台）G-2 164G-6 54G-1 131G-3 97G-1 116G-3 97G-2 174G-6 541011第八段 （32台）G-1 112G-3 97G-2 160G-6 54G-1 127G-3 9721第九段 （3339台）G-2 156G-6 54G-1 123G-3 97G-1 109G-3 97G-2 166G-6 541011第十段 （40台）G-1 105G-3 97G-2 152G-6 54G-1 119G-3 9721第十一段 （4147台）G-2 148G-6 54G-1 115G-3 97G-1 101G-3 97G-2 158G-6 541011第十二段 （48台）G-1 97G-3 97G-2 144G-6 54G-1 111G-3 9721第十三段 （4955台）G-2 140G-6 54G-1 107G-3 97G-1 93G-3 97G-2 150G-6 541011第十四段 （56台）G-1 89G-3 97G-2 136G-6 54G-1 103G-3 9721第十五段（5761台）G-2 133G-6 54G-1 100G-3 97G-1 86G-3 97G-2 143G-6 5478第十六段（62台） a b b1 cT-1 326 150 - 75T-3 326 150 130 75T-2 383 150 - 75T-6 383 150 120 75G-2 131G-6 54G-1 83G-3 97G-2 131G-6 54G-1 97G-3 97T-1 96T-3 102T-2 116T-6 80T-2 132T-6 80T-1 110T-3 102111第十七段（6367台）G-2 128G-6 54G-1 94G-3 97G-1 80G-3 97G-2 137G-6 5478第十八段（68台）G-2 125G-6 54G-1 77G-3 97G-2 125G-6 54G-1 91G-3 97T-1 90T-3 102T-2 110T-6 80T-2 126T-6 80T-1 104T-3 102111第十九段（6973台）G-2 122G-6 54G-1 88G-3 97G-1 74G-3 97G-2 131G-6 5478第二十段（74台）G-2 119G-6 54G-1 71G-3 97G-2 119G-6 54G-1 9185G-3 97T-1 84T-3 102T-2 104T-6 80T-2 120T-6 80T-1 98T-3 102111第二十一段（7578台）G-2 116G-6 54G-1 83G-3 97G-1 69G-3 97G-2 126G-6 5466砌砖与炉壳间隙为100150mm，此处取130mm，填以水渣-石棉隔热材料。为防止填料下沉，每隔16层砖，砌二层带砖即砖紧靠炉壳砌筑,带砖与炉壳间隙取10mm。(4) 炉喉炉喉衬以炉喉钢砖或条状保护板，厚度取575mm。一般由铸铁、铸钢件制成。在炉喉的钢壳上装有吊挂座，座下装有横的挡板，板之间留20mm间隙，保证保护板受热膨胀时不相互碰挤。炉喉钢砖见图2.3：图2.4 炉喉钢砖2.3高炉冷却设备2.3.1高炉冷却设备是高炉炉体结构的重要组成部分，对炉体寿命可起到如下作用：保护炉壳。在正常工作时，高炉炉壳只能在低于80的温度下长期工作，炉内传出的高温热量由冷却设备带走85%以上，只有约15%的热量通过炉壳散失。对耐火材料的冷却和支撑。在高炉内耐火材料的表面工作温度高达1500左右，如果没有冷却设备，在很短的时间内耐火材料就会被侵蚀或磨损。通过冷却设备的冷却可提高耐火材料的抗侵蚀和抗磨损能力。冷却设备还可以对高炉内衬起支撑作用，增加砌体的稳定性。维持合理的操作炉型。使耐火材料的侵蚀内型线接近操作炉型，对高炉内煤气流的合理分布、炉料的顺行起到良好的作用。当耐火材料大部分或全部被侵蚀掉后，能靠冷却设备上的渣皮继续维持高炉生产。2.3.2冷却介质根据高炉不同部位的工作条件及冷却要求，所用的冷却介质也不同，一般常用的冷却介质有：水、空气和汽水混合物，即水冷、风冷和气化冷却。对冷却介质的要求是：(1)有较大热容量及导热能力；(2)来源广、容易获得、价格低廉；(3)介质本身不会引起冷却设备及高炉的破坏。高炉冷却用冷却介质是水，本设计亦选水。因为水的热容量大、热导率高、便于运输，成本低廉。2.3.3炉底冷却型式大型高炉炉缸直径较大，周围径向冷却壁的冷却，已不足以将炉底中心部位的热量散发出去，如不进行冷却则炉底向下侵蚀严重。因此，大型高炉炉底中心部位要冷却。本设计采用水冷方式，在炉底安放水冷管进行冷却。如图：水冷管中心线以下埋置在炉基耐火混凝土基墩上表面中，中心线以上为碳素捣固层，水冷管为40mm10mm,炉底中心部位水冷管间距为200300mm（此处取250mm），边缘水冷管间距为350500mm（此处取380mm），水冷管两端伸出炉壳外50100mm（此处取80mm）。炉壳开孔后加垫板加固，开孔处避开炉壳折点150mm以上。2.3.4冷却设备的工作制度即制定和控制冷却水的流量、流速、水压和进出水的温度差等。高炉各部位的热负荷不同，冷却设备的形式不同，冷却设备工作制度也不相同。 图2.5 水冷炉底结构图(1) 水的消耗量即高炉某部位需要由冷却水带走的热量称为热负荷，冷却强度为单位表面积炉衬或炉壳的热负荷。热负荷可写为： （2.1）式中：Q-热负荷，kJ/h M-冷却水消耗量，t/h c-水的比热容，kJ/（kg） t-冷却水出水温度， t0-冷却水进水温度，可知，冷却水消耗量与热负荷、进出水温度差有关。在高炉冶炼某一过程中可认为热负荷为一定值，那么冷却水的消耗量与进出水温度差成反比，提高冷却水进出温度差，可以降低冷却水的消耗量。提高冷却水的温度差的方法有两种：一是降低流速，二是增加冷却设备串联个数。因冷却水设备内的流速不宜过低，所以经常采用的方法就是增加冷却设备的串联个数。(2) 水压和流速降低冷却水流速可以提高冷却水温度差，减少冷却水消耗量。但流速过低会使机械混合物沉淀，而且局部冷却水可能沸腾。冷却水压力大于炉内静压是确定冷却水压力的重要原则。水沸腾时，水中钙离子和镁离子会以氧化物的形式从水中沉淀出来，变成水垢，降低冷却效果。因此，应避免冷却设备内局部冷却水沸腾，控制进水温度和控制进出水温度差是可行的方法。进水温度一般要求应低于35，由于气候的原因，也不应超过40，本设计采用33；而出水温度与水质有关，一般情况下工业循环水的稳定温度不超过5060，即反复加热时水中碳酸盐沉淀的温度，此处采取55。工作中考虑到热流的波动和侵蚀状况的变化，实际的进出水温度差应该比允许的进出水温度差适当低些，而出水温度显然仅代表出水的平均温度，也就是说，在冷却设备内，某局部地区水温完全可以大大超过出水温度，致使产生局部沸腾现象和硬水沉淀。表2-27高炉炉体供水压力表部位单位高炉容积，m3供水管（风口平台处滤水器以上）0.1MPa1.82.52.53.03.54.0炉体上部0.1MPa0.81.01.01.41.41.61.61.8炉体下部0.1MPa1.22.01.52.02.02.52.02.5本设计采用软水密闭循环系统。2.3.5高炉各部位冷却型式(1) 炉缸和炉底部位选用光面冷却壁光面冷却壁：在铸铁板内铸有无缝钢管，本设计采用34mm5mm，中心距为120mm的蛇形管，管外壁距冷却壁外表面为32mm，所以光面冷却壁的厚度为34+232=100mm，水管进出部分需设保护套焊在炉壳上，以防开炉后冷却壁上涨，将水管切断光面冷却壁设置于炉衬和炉壳之间，与炉壳留20mm缝隙，并用稀泥浆灌满，与炉衬间留缝100150mm，此处取115mm，填以碳素料。风口冷却壁的数量为风口数目的两倍，即48个。渣口周围上下段各两块，有4块冷却壁组成。本设计冷却壁宽1000mm,安装时同段冷却壁间垂直缝为20mm；冷却壁高度一般小于3000mm,视炉壳折点而定，本设计折点以下取2600mm，按2块设计，上下段间水平缝为30mm，上下两端冷却壁间垂直缝应相互错开，缝间用铁质锈接料锈接严密。折点以上仅一段。(2) 炉腹、炉腰选用镶砖冷却壁（铜冷却壁）镶砖冷却壁 厚度取300mm，且炉腹部位用不带凸台的镶砖冷却壁，而炉腰部位用带凸台的镶砖冷却壁，带凸台的冷却壁凸台部分起到支撑上部砌砖的作用。与炉衬间距取115mm,与炉壳留缝20mm。同段冷却壁间垂直缝为20mm，上下段间水平缝为30mm，上下两段间垂直缝应相互错开，缝间用铁质锈接料锈接严密。冷却壁宽度取1000mm，高度取1420mm。铜冷却壁的特点有：铜冷却壁具有热导率高，热损失小的特点。利于渣皮的形成于重建铜冷却壁的投资成本综合来看要比其它材质的冷却壁便宜且高炉寿命 15到20年。(3) 炉身部位使用板壁结合冷却结构形式，如图（例）既实现了冷却壁对整个炉壳的覆盖冷却作用，又实现了冷却板对炉衬的深度方向的冷却，并对冷却壁上下层间接缝冷却的薄弱部位起到了保护作用，因而有良好的适应性。图2.6板壁结合与炉衬间距110mm，与炉壳间缝隙为20mm，冷却壁厚度为300mm，距离砌砖70mm。冷却板厚度取110mm，伸入炉内的长度本设计取720mm，与砌砖间隙取20mm。冷却壁与冷却板间隙取100mm。2.4高炉钢结构炉壳、炉体框架、炉顶框架、平台和梯子等组成了高炉钢结构。高炉钢结构是保证高炉正常生产的重要设施。设计高炉钢结构时应考虑的主要因素有：高炉是庞大的竖炉，设备层层叠叠，钢结构设计必须考虑到各种设备安装、检修、更换的可行性，要考虑到大型设备的运进运出，吊上吊下，临时停放等可能性。高炉是高温高压反应器，某些钢结构件应具有耐高温高压、耐磨和可靠地密封性。运动装置运动轨迹周围，应留有足够的净空尺寸，并且要考虑到安装偏差和受力变形等因素。对于支撑构件，要认真分析荷载条件，做强度计算。露天钢结构和扬尘点附近钢结构应避免积尘和积水。合理设置走梯、过桥和平台，使操作方便，安全可靠。2.4.1炉壳炉壳是高炉的外壳，里面有冷却设备和炉衬，顶部有装料设备和煤气上升管，下部坐落在高炉基础上，是不等截面的圆筒体。炉壳的主要作用是固定冷却设备、保证高炉砌砖的牢固性、承受炉内压力和起到炉体密封作用，有的还要承受炉顶荷载的和起到冷却内衬做用（外部喷水冷却时）。因此，炉壳必须具有一定的强度。由于要与炉衬和冷却设备配置适应，于是炉壳必然存在转折点，转折点减弱炉壳的强度。由于冷却设备需要固定，炉壳需要开孔炉壳折点和开孔应避开在同一截面上。炉缸下部折点应在铁口框以下100mm以上，此处取260mm。炉腹折点应在风口大套法兰边缘以上大于100mm处，路桥开口处需补焊加强板。炉壳厚度视工作条件而定，各部位炉壳厚度计算公式如下： （2.2） 式中：-计算部位炉壳厚度，mm； -计算部位炉壳外弦直径（对圆锥壳体采用大端直径），m； - 系数，mm/m；与弦带位置有关，其值见表。表2-28 高炉各弦带k的取值炉顶封板与炉喉4.03.6=31mm高炉炉身2.0=23mm高炉炉身下弦带2.2=27mm炉腰2.7=30mm风口带到炉腹上折点2.7=32mm炉缸及炉底3.0=40mm（1） 炉底、炉缸厚度： 取40mm（2） 炉腹厚度： 取32mm（3） 炉腰厚度： 取30mm（4） 炉身下部： 取27mm（5） 炉身厚度： 取23mm（6）炉顶封板及炉喉： 取31mm2.4.2高炉本体钢结构本设计高炉本体钢结构选用炉体框架式（见图2.5）其特点是：由4根支柱连接成框架，而框架是一个与高炉本体不相连接的独立结构。框架下部固定在高炉基础上，顶端则支撑在炉顶平台。这种结构由于取消了炉缸支柱，框架来开高炉一定距离，所以风口平台宽敞，炉前操作方图2.7 炉体框架式便，还有利于大修时高炉容积的扩大。（1） 炉体框架炉体框架由四根支柱组成，上至炉顶平台，下至高炉基础，与高炉中心线成对称布置，在风口平台以上部分采用钢结构，。（2） 炉顶框架炉身支柱或大框架支柱上的部顶端一般都用横跨钢梁将支柱连接成整体，并在横跨钢梁上面满铺花纹钢板或普通钢板作为炉顶平台。炉顶平台是炉顶最宽敞的工作平台。炉顶框架是设置在炉顶平台上面的钢结构支撑架。它主要支撑受料漏斗、大小料钟平衡杆机构及安装大梁等。炉顶框架结构形式在A字型和门型两种，本设计选用门型结构。门型结构钢架一般为24-40厚钢板焊成或槽钢制成。（3） 平台结构高炉炉体凡是在设置有人孔、探测孔、冷却设施及机械设备的部位，均应设置工作平台，以便于检修和操作。各层工作平台之间用走梯连接。2.5高炉基础高炉基础是高炉下部的承重结构，它的作用是将高炉全部荷载均匀地传递到地基。高炉基础由埋在地下的基座部分和地面上的基墩部分组成。如图2.6：图2.8 炉基高炉基础承受的荷载有：静负荷、动负荷、热应力的作用，其中温度造成的热应力的作用最危险。对高炉基础的要求：如下：高炉基础应把高炉全部荷载均匀地传给地基，不允许发生沉陷和不均匀的沉陷。高炉基础下会引起高炉钢结构变形，管路破裂。不均匀下沉将引起高炉倾斜，破坏炉顶正常布料，严重时不能正常生产。具有一定的耐热能力。一般混凝土只能在150以下工作，250便有开裂，400是失去强度，钢筋混凝土700是失去强度。过去由于没有耐热混凝土基墩和炉底冷却设施，炉底破损到一定程度后，常引起基础破坏，甚至爆炸。采用水冷炉底及耐热基墩后，可以保证高炉基础很好工作。基墩断面为圆形，直径与炉底相同，高度一般为2.53.0m，本设计取3.0米，设计时可以利用基墩高度调节铁口标高。基座直径与荷载和地基土质有关，基座底表面积可按下式计算： （2.3）式中 A-基座底表面积，m2； P-包括基础质量在内的总荷载，t； K-小于1的安全系数，取值视地基土质而定； S允 - 地基土质允许的承压能力，MPa.46高炉炼铁车间原料供应系统3 高炉炼铁车间原料供应系统炼铁的供应系统以高炉贮矿槽为界分为两部分。从原料进厂到高炉贮矿槽顶属于原料厂管辖范围，它完成原料的卸、堆、取、运工作，根据要求还需进行破碎、筛分和混匀作业，起到贮存、 处理并供应原料的作用。从高炉贮矿槽顶到高炉炉顶装料设备属于炼铁厂管辖范围，它负责向高炉按规定的原料品种、数量、分批地及时供应。对原料供应系统的要求是：保证连续地、均衡地供应高炉冶炼所需的原料，并为进一步强化冶炼留有余地；在贮运过程中应考虑为改善高炉冶炼所必需的处理环节。由于贮运的原料数量大、对大、中型高炉应该尽可能实现机械化和自动化，提高配料、称量的准确度。原料系统各转运环节和落料点都有灰尘产生，应有通风除尘设施。3.1上料机将炉料直接送到高炉炉顶的设备叫做上料机。对上料机的要求是：（1）要有足够的上料能力，不仅能满足正常的生产需要，还能在底料线的情况下很快赶上料线。为满足这一要求，在正常情况下上料机的作业率一般不应超过70%；（2）工作稳定可靠；（3）最大程度的机械化和自动化上料机主要有料罐式、料车式和皮带机上料3中方式。因前两种不同程度的存在缺陷，而皮带机较为符合要求，所以新建的大型高炉，多采用皮带机上料方式，本设计即采用皮带机上料。3.1.1皮带机现在的炼铁车间，多采用人造富矿烧结矿和球团矿为原料，运输设备则采用皮带机。皮带机运输 作业率高，原料破碎率低，而且轻便，大大简化了矿槽结构。皮带机的运输能力应该满足高炉对原燃料的需求，同时还应考虑物料的特性如粒度、堆比重、动堆积角等因素。皮带机的宽度可以从手册直接查出，也可按下式计算： （3.1）式中 B-皮带机宽度，m； Q-皮带机运输量（t/h）一昼夜按1620h，此处取20h； r-原料的堆密度，t/m3 v-皮带机速度，m/s； K-皮带机断面系数，与物料的