高炉炼铁综合计算及高炉本体设计

1、高炉炼铁综合计算及高炉本体设计目 录前 言3摘 要错误！未定义书签。第一章 高炉炼铁综合计算51.1 原始条件51.2 工艺计算81.2.1 配料计算81.2.2 物料平衡131.2.3 热平衡计算201.2.3.2 热平衡表25第二章 有效容积1275的高炉本体设计262.1 技术经济指标确定262.2 高炉内型尺寸计算262.2 炉衬材质及厚度302.2.1炉底衬砖的设计302.2.2炉腹、炉腰及炉身下部的砌筑302.2.3炉身上部和炉喉砌筑312.3高炉冷却312.3.1冷却的目的和意义322.3.2高炉冷却介质322.3.3冷却设备322.4炉体钢结构332.4.1炉体钢结构342.4

2、.2炉壳342.5 高炉基础35结 论错误！未定义书签。谢 辞37参考文献38前 言高炉炼铁是以铁矿石（天然富矿、烧结矿、球团矿）为原料，以焦炭、煤粉、重油、天然气等为燃料和还原剂，以石灰石等为熔剂，在高炉内通过燃料燃烧、氧化物中铁元素的还原以及非铁氧化物造渣等一系列复杂的物理化学过程获得生铁。其主要副产品有高炉炉渣和高炉煤气。为实现优质、低耗、高产和延长炉龄，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。现代化高炉已成为高度机械化、自动化和大型化的一种综合生产装置。高炉车间的设计也必须满足高炉生产的经济技术指标，以期达到最佳

3、的生产效果。摘 要: 高炉炼铁的历史悠久，炼铁技术日臻成熟，是当今主要的炼铁方式。高炉作为炼铁工艺的主体设备，其结构的合理性对炼铁的工艺操作、生产技术指标以及自身的寿命都有十分重要的影响。根据攀枝花钒钛磁铁矿的高炉冶炼特点，通过进行配料计算和物料平衡计算，设计了1700m3高炉本体。设计过程除考虑通常的高炉设计方案外，还考虑了攀枝花钒钛磁铁矿多年高炉冶炼的一些生产实践经验。采用碳砖加高铝砖综合炉底、全碳砖炉缸；冷却设备的设计为水冷炉底、炉缸和炉底采用三段光面冷却壁、炉身采用镶砖冷却壁；高炉钢结构采用炉体框架式结构，最后采用CAD绘制出高炉本体图。关键词: 高炉炼铁；综合计算，高炉本体设计第一章

4、 高炉炼铁综合计算1.1 原始条件(1) 原料成分原料成分见表1-1 表 1-1原料成分（%）原 料TFeSFeOFe2O3SiO2Al2O3CaOMgOMnO烧结矿49.230.0828.0961.148.42.3514.222.360.42球团矿63.040.0071.0088.934.791.310.360.410.48精块矿64.40.01311.4279.34.80.80.390.330.24续表1-1 FeSFeS2P2O5TiO2K2ONa2O烧损合计H2OH2OCO20.2260.1811.240.1570.16498.940.020.0292.3699.690.0250.12

5、40.321.970.669100.41.47（2） 熔剂成分熔剂成分成分见表1-2表1-2熔剂成分（%）熔 剂 成 分 表熔剂TFeSFe2O3SiO2Al2O3CaOMgOMnOFeS2P2O5烧损合计H2O物H2O化CO2石灰石0.252 0.277 0.014 0.540 0.380 54.060 0.290 0.520 0.002 1.400 42.800 100.006 1.580 （3）焦炭成分焦炭成分见表1-3表1-3焦炭成分（%）TFe固定碳灰 分SiO2Al2O3CaOMgOTiO2MnOP2O5K2ONa2OFeO0.692 85.374 5.860 3.860 0.85

6、0 0.033 0.380 0.043 0.050 0.050 0.890 挥 发 分有 机 物合 计H2O物CO2COH2N2CH4HNS0.347 0.347 0.101 0.150 0.070 0.480 0.630 0.485 100.000 0.500 （4） 煤粉成分煤粉成分见表1-4表1-4煤粉成分（%）煤 粉 成 分 表（%）CHONTSH2O灰 分合 计SiO2Al2O3CaOMgOFeO混合煤81.450 3.090 3.460 1.460 0.440 0.870 4.710 2.970 1.140 0.030 0.380 100.000 （5） 铁水预定成分铁水预定成分见

7、表1-5表1-5铁水预定成分（%）FeSiMnSPCTi94.8090.360.200.0210.0734.3370.20（6） 元素在高炉各相中的分配见表1-6表1-6元素在高炉各相中的分配（%）元素FeMnPSV生铁99.750100770炉渣0.350-8530煤气-8选定焦比：350kg/t 煤比：160kg/t rd=0.45 炉渣R：1.2 风温：1100 炉渣：1500 生铁：1450 炉顶煤气：2001.2 工艺计算1.2.1 配料计算1 . 原料成分的整理原料成分校正整理见表1-2-1表 1-2-1原料成分校正（%）原 料TFeSFe2O3SiO2Al2O3CaOMgOMnO

8、FeO烧结矿49.340.08561.1428.562.4614.372.210.528.11球团矿63.0540.06588.9214.571.350.3670.4950.5461.12精块矿64.5820.01279.154.320.850.420.2490.2211.62石灰石0.2520.0140.540.3854.050.28续表 1-2-1P2O5TiO2K2ONa2O烧损FeSFeS2合计H2OH2OCO20.1791.420.3540.3640.226100.0000.0402.500.026100.0000.1210.361.980.6750.023100.0001.511.

9、4042.5670.520.245100.000配比；烧结矿/球团矿/精块矿=65/25/10混合矿成分见表1-2-2 表1-2-2混合矿成分（%）成分TFeSFe2O3SiO2Al2O3CaOMgOMnOFeO混合矿54.2930.07369.8767.1392.0219.4741.5850.4976.714续表1-2-2P2O5TiO2FeSFeS2Na2OK2O烧损合计0.1381.5840.1530.0020.2370.230.2661002. 冶炼1吨生铁原料的消耗设生产每吨生铁所用的复合矿和石灰石分别为和，其中:焦比350，煤比160，鼓风湿度1%，直接还原度=0.45，炉渣碱度1

10、.2。铁平衡 948.09948.09×3/997= 0.54179x+0.00252y+350×0.00692+160×0.00296 碱度平衡 1.2=(0.09601x+0.54057y+350×0.0085+160×0.0114)/(0.07273x+0.0054y+350×0.0586+160××60/28)解得: =1749.224 =8.091 3. 渣量和炉渣成分的计算 (1)炉渣中 的量 a.原燃料带入的总硫量:=1749.224×0.00073350×0.004858.091

11、×0.00277160×0.0044=3.648 Kg/t b.进入生铁的硫量: =Gs×7%=0.25 c.进入煤气的硫量:=Gs×8%=3.648×8%=0.292故炉渣中的硫量: = -=3.276-0.23-0.262=3.136(2).炉渣中的的量 =948.09×=3.668(3).炉渣中的量=0.00497×1749.224×0.5=4.347(4).炉渣中的量 =0.07139×1749.224+0.0054×8.091+350×0.0586+160×

12、5;60/28=145.258(5).炉渣中的量GCaOGCaO渣=0.09474×1749.224+0.54057×8.091+350×0.0085+160×0.0114=174.894(6).炉渣中的量GMgO渣GMgO渣=0.0158×1749.224+0.0029×8.091+350×0.00033+160×0.0003=28.864(7).炉渣中的量 =0.02021×1749.224+0.0038×8.091+350×0.0386+160×0.0297=53.46

13、5(8)炉渣中的TiO2 =1749.224×0.01584350×0.0038-2×80/48=25.704总渣量： =1/2+=437.768炉渣成分见表1-2-3表1-2-3 炉渣成分成分/2TiO2 重量/Kg145.353.465174.89428.864.3473.6681.56825.704437.768百分比/%33.1812.21339.9516.5930.9930.8340.3585.8721004. 生铁成分的校对Si=0.36% S=0.023% Ti=0.2Fe=（0.54293×1749.224+0.00252×8.

14、091+350×0.00692+160×0.00296）×0.997×100/1000=94.976%：(0.00138×1749.224×) ×100/1000=0.105%：4.347×55/71×100/1000=0.367%：100-94.9760.296=3.123生铁成分见表1-2-4 表1-2-4 生铁成分（%）Ti94.9760.360.3670.0230.1053.1230.2炉渣碱度校核：炉渣碱度=GCaO/=174.894/145.258=1.25. 炉渣性能和脱硫能力验算。将炉渣中

15、，四元换算成100%，然后查四元相图。 33.181 /0.9418=35.23 % 39.951 /0.9418=42.42 % 12.213 /0.9418=12.97 % 6.593 /0.9418=7.00 %查得炉渣的熔化温度在14001500之间，考虑到渣中还有其他氧化物能在某种程度降低炉渣的熔化温度，所以在高炉炉缸温度下，此渣能顺利熔化.m(+)/m(+)=1.02,查等粘度曲线图得1500时为0.28Pa ·s,1400时为0.56Pa ·s. 为达到渣中含S 0.72%，生铁含S 0.023%，炉渣中的（RO)必须达到（RO)=50-0.25（）+3（S)

16、-=50-0.25×12.2513×0.63-0.3×0.3630×0.023/0.42076=46.931炉渣中实际（RO)=48.371.实际大于要求的，所以保证能脱硫。1.2.2 物料平衡（1） 风量的计算1） 焦炭和煤粉带入的碳量=350×0.85374+160×0.81450=429.129少量元素还原碳耗=3.02×3.6×1.1×2×=5.809铁直接还原碳耗=948.09××0.45=91.423 Kg进入生铁的碳=1000×4.196=41.96K

17、g脱硫耗碳=437.768×0.0072×=1.182Kg生成CH4的碳=429.129×0.7=3.004 KgCaCo3分解出CO2在高温区与C反应=8.091×0.42797×0.5×=0.472Kg这样燃烧的碳=429.129-91.423-41.96-1.182-3.004-0.472-5.809=285.565Kg风口前碳的燃烧率=285.565/429.129×100%=66.545% 2） 计算鼓风量 鼓风中水分为 =1% =22a.鼓风中氧的浓度: =0.22×(1-0.01)+0.5×

18、0.01=0.2228 b.燃烧需要的氧气的体积为:由反应 得:=285.565×=241.327故 =241.327/0.2228=1083.1571.2893其中水分为11.832，干风量为107.134,干风重为107.134×1.2893=1381.275Kg，水分重为11.832×18/22.4=9.508Kg煤粉带入的氧=160× 0.0346=5.54，所以需风机提供的风量为1083.157-5.54=1077.617 /t. (2) 煤气成分的计算1) 体积: a.由燃料碳素生成的的量为：×3.004×5.607 b.

19、焦炭挥发分中CH4的量：350×0.0007×0.343 故 + 5.607+0.3435.952) 的体积:a.鼓风中的水分分解产生的氢量为：=11.957b.焦炭挥发分中的氢量为：× ×350×0.00101×3.959c.煤粉分解产生的氢量为：× ×160×0.0309×55.37d.与氢气发生还原反应消耗的氢量为：（在喷吹条件下,一般有40氢参加反应×=（11.957+3.95955.37）×40%=28.514e.生成CH4消耗的氢量为：生成消耗的=5.95

20、5;2=11.9故 进入煤气的氢气的体积为：+- - 11.930.8723) 的体积a.还原为时生成的量为： =(0.68576 ×1749.224+0.00014×8.091) ×22.4/160=167.937 b. 还原为时生成的量为：=948.09×1-0.45-(28.514×56)/(22.4×948.09) ×22.4/56=180.066c.熔剂分解生成的量为：8.091×（0.0029×44/400.54057×0.5×44/56）×22.4/440.88

21、8 溶剂带入的量 =8.091×0.5×0.42797×=0.881d.焦炭挥发分中的量为：350×0.00347×0.618故 进入煤气的的体积为：+ 167.937+180.066+0.888+0.881+0.618=353.384) 的体积a. 燃烧反应生成的的量为：×285.422×532.788 b. 直接还原生成的CO的量为：×(91.4235.8091.0390.472×2)×185.201c. 焦炭挥发分中的为：×350×0.00247×0.692

22、d. 间接还原反应消耗的的量为：+ 167.937+180.066 348.003溶剂在高温区分解产生的=0.5×0.472 ×56/12=1.101故 进入煤气的的体积为： +- 532.788+185.201+0.6921.101-348.003=371.7795) 的体积a. 鼓风带入的的量为： =1183.707×0.78=923.291 b. 焦炭挥发分带入的的量为：350×0.0015×0.42c. 煤粉挥发分带入的的量为：160×0.0146×1.87故 进入煤气的体积为：+ 923.291+0.42+1.87

23、=925.581所以 煤气的总体积为： + + + + 5.95+371.779+30.872+925.581+353.381687.562 煤气成分见表1-2-5表1-2-5 煤气成分表成分总体积5.95371.779925.58130.872353.381687.562%0.35322.03154.8471.82920.940100=（0.20940×44+0.22031×28+0.54847×28+0.01829×2+0.00353×16）/22.4=1.38 煤气的重量：=1687.562×1.38=2328.836Kg （6

24、） 煤气中的水分：a. 焦炭带入的水分为： = =350×0.005=1.75b. 氢气还原生成的水分为： =28.514 ×=22.913 C.溶剂带入水分为：=8.091×0.0158=0.128故 =+=1.75+22.9130.128=24.791矿石实际入炉量=1749.224×1.03=1801.701焦炭实际入炉量=358.794石灰石实际用量=8.091×1.01=8.171机械损失炉尘=矿石实际用量×0.03焦炭实际用量×0.02石灰石实际用量×0.01=61.308（3） 物料平衡表物料平衡表的

25、编制见表1-2-6表1-2-6 物料平衡表收入项数量 支出项数量 烧结矿1371.390铁水1000球团矿394.49炉渣437.768精块矿154.842煤气2328.836石灰石8.097水分24.791焦炭358.794炉尘61.308煤粉160误差9.552鼓风1526.153风中水分9.508总计3983.2743862.255 误差校核 因为 0.240%<0.3%，所以计算合理。 1.2.3 热平衡计算1.2.3.1 热收入的计算(1) 碳素氧化放热1） 碳素氧化为放出的热量为：生成1放热17869.50碳素氧化产生的体积 2）碳素氧化为放出的热：生成1放热5241.72碳

26、素氧化产生的体积故 （2） 鼓风带入的热量鼓风中空气热占98.5%，水蒸汽热占1.5% 1.7393鼓风温度：11002%的风量用于输送煤粉（不带入热量） (1083.157×98%×98.5%×1.4233+1083.1574×98%×1.5%×1.7393) ×1100=1667441.272 （3） 氢氧化放热 1的放热10788.58（4） 成渣热（5） 炉料物理热 单位矿石热量25炉料的热容=0.6897热量总收入1.2.3.2 热支出的计算 （1） 氧化物分解吸热 1）铁氧化物分解吸热 a.烧结矿和球团矿中的20

27、%以2存在. 80%以存在。焦炭灰分和煤粉灰分中的全部以2存在，精块矿中全以存在。所以以2存在的=1136.996×0.10643×0.2350×0.0089160×0.0038437.306×0.2×0.007=28.537 b.以存在的=1136.996×0.10643×0.8437.306×0.007×0.8174.922×0.11267=118.966以存在的=118.966×=264.369所以 =118.966264.369=383.335游离的=1749.224

28、×0.68576-383.335+8.091×0.00014=816.214分解1耗热4791.78分解12状态存在的耗热4068.52分解1耗热5144.28所以 = 28.537×4068.52383.335×4791.78816.214×5144.28=6151793.6972） 锰氧化物分解吸热 由分解1Kg耗热7350.533） 硅氧化物分解吸热 分解1Kg耗热31028.14磷酸盐分解吸热 分解1KgP耗热35697.20钛氧化物分解吸热 分解1Kg耗热4.17×4711=故 = + + + + = 6364250.262

29、（2） 脱硫吸热 平均脱硫耗热6290.90 =×6290.9 = 3.648×6290.9 = 22949.203 （3） 碳酸盐分解吸热分解吸热4037.88分解吸热2482.92= （0.54057×8.091174.922×0.00449）×4037.88（0.0029×8.091174.922×0.00389）×2482.92=22579.789（4）水分分解吸热 分解1水蒸汽吸热10788.58 =1083.157×0.01×10788.58=116857.259（5） 炉料游离水蒸

30、发吸热 1Kg水从0到100水吸热418 1Kg水从100到100水蒸汽吸热2257.2= = 350×5%×（4182252.7）=46737.25（6） 铁水带走的热量 1Kg1450铁水带走1237.28=1000×1237.28 =1237280（7） 渣带走的热量 1Kg1500炉渣带走1851.74=×1851.74 =439.886×1851.74= 814554.502（8） 吸热 分解1Kg煤粉吸热836=×836 = 160×836 = 133760（9） 煤气带走的热量从常温到200之间，各种气体的平均

31、比热容如表1-2-3-1：汽1.31041.78441.31041.29961.81661.5086表2-2-3-1各种气体的平均比热容 煤气带走的热量为： a.干煤气热容=0.54847×1.3104+0.20940×1.7844+0.22031×1.3104+0.01829×1.2996+0.00353×1.8166=1.4112=1749.224×1.4112×200=493700.987 b. 煤气中水分带走的热量为： =(350×0.005×)（200100）×1.508628.514

32、×1.5086×200=8931.736 c. 炉尘热容C尘：0.836 KJ/(Kg·)炉尘带走的热量q尘=61.308×0.836×200=10250.698KJ故 =+q尘=512883.421故 =+ =9278554.257(10)热损失为： =10417027.219271851.686=1151175.5191.2.3.2 热平衡表热平衡表的编制见表2-2-3-2表1-2-3-2热 平 衡 表热收入%热支出%碳氧化放热8233071.6879.01氧化物分解6364250.26261.06热风带的热1840637.717.65脱硫

33、22949.2030.22氢氧化放热307625.572.94碳酸盐分解22579.7890.22成渣热5531.260.05水分分解116857.2591.12物料物理热36160.9950.35游离水蒸发46737.250.45铁水带热123728011.87炉渣带热814554.5027.81煤粉分解1337601.28煤气带热512883.4214.92热损失1151175.51911.04总计10417027.21100总计10410324.64100热量利用系数 =总热量收入(煤气带走的热+热损失)= 100%(4.92% + 11.04%) = 84.04%碳素利用系数=

34、5;100%=×100% =63.60%第二章 有效容积1275的高炉本体设计2.1 技术经济指标确定确定年工作日: 365×95%=346高炉有效容积利用系数一般直接选定。利用系数为2.0根据高炉有效容积利用系数和高炉总容积（）可以计算出高炉日产量:高炉日产量高炉总容积（）*高炉有效容积利用系数 =1700×2.0=34002.2 高炉内型尺寸计算 炉缸尺寸:1) 炉缸直径 选定冶炼强度 =0.97, 燃烧强度 =1.0t/(m2h) 则 =9.34 取 =9.34 校核 =24.59 合理2) 炉缸高度 渣口高度（）= =1.52 取 =1.5（3）风口高度（

35、hf） =1.5/0.5 =3 取=3m风口数目 =2×(+2)=2×(9.34 +2)=22.68 取=23个风口结构尺寸 选取 =0.45则炉缸高度 = + =3+0.45=3.45 死铁层厚度:选取 =1.6 炉腰直径,炉腹角,炉腹高度:选取 =1.12则 =1.12×=1.12×9.34=10.46 取=10.5 选取 =810则    h2=(D-d)×tg81°/2=(10.5-9.34)×tg81°/2=4.16m 取 h2=3.7m校核：t

36、g=2 h2/(D-d)=2×3.7/(10.5-9.34)=6.38     =81.1º 炉喉直径,炉喉高度:选取 =0.65则 =0.65×=0.65×10.5=6.83 取 =6.8选取 =2.3 炉身角,炉身高度,炉腰高度: 选取 =84 0 则 = =17.60 取h4=17.6校核 tan=9.51 =840选取 =2.78 则 =2.78×=2.78×10.5=29.19 取=29 求得: =-=29-3.45-3.7-17.6-2.3 =1.95m 校核炉容

37、:炉缸体积 = = =236.37炉腹体积 = = =286.28炉腰体积 = = =168.77炉身体积 =1050.01炉喉体积 = =83.49高炉容积 = + =153.23+181.7+203.47+649.71+62.85 =1824.92误差 =×100%=0.073% < 1%炉型设计合理,符合要求.绘制高炉内型图，高炉内型图如图2-1所示 图2-1 1700高炉内型图2.2 炉衬材质及厚度2.2.1炉底衬砖的设计 炉底经常受到炉料、渣、铁的物理及化学侵蚀，还受到鼓风、崩料及坐料的冲击；炉底经常受到140016000C高温铁水的作用，同时受到压力结合起来破坏作用

38、更为严重。由于温度不均，产生了热应力的作用，使之易开裂；铁水及铅水渗入砖缝后，可使砖浮起。本高炉采用陶瓷杯炉底，是提高高炉寿命的一项新技术，它是在炉底炭砖和炉缸炭砖的内缘，砌筑一杯状刚玉砌体层。利用刚玉的高荷重软化温度和较强的抗渣铁侵蚀性能，以及低导热性，使高温等温线高度集中于刚玉砖砌体内。陶瓷杯起保温和使炭砖免受高温渣铁侵蚀的作用。炭砖的高导热性又可以将陶瓷杯输入的热量，很快传导出去，从而达到提高炉衬寿命的作用。这种结构还有利于提高铁水温度。 炉底的具体结构是：首先是3层2000×400×400的满铺碳砖，上面是5层400毫米厚的炭砖，在炭砖的上面砌筑2层400毫米厚的莫

39、来石砖，炉底和炉缸部分使用刚玉莫来石砖作为保护砖。2.2.2炉腹、炉腰及炉身下部的砌筑从炉腹到炉身下部的炉衬要承受煤气流和炉料的磨损，碱金属和锌蒸气的渗透和破坏作用，炉腰以下还要受到高FeO初渣的侵蚀，以及由于温度波动所产生的热震破坏作用。高炉冶炼过程中部分煤气流沿炉腹斜面上升，在炉腹和炉腰交界处转弯，对炉腰下部冲刷严重，使这部分炉衬侵蚀较快，使得设计炉型向操作炉型转变。炉身下部厚度为575毫米，炉腹用230×75的黏土砖及炉腰厚度为575的高铝砖。用镶砖冷却壁炉腹、炉腰和炉身下部，砌砖仅靠冷却壁，缝隙填浓泥浆；砌体与炉壳间隙为120毫米，填以水渣石棉隔热材料。2.2.3炉身上部和炉

40、喉砌筑炉身 炉身呈正截圆锥形。作用：（1）适应炉料受热后体积的膨胀，有利于减小炉料下降的摩擦阻力，避免形成料拱。（2）适应煤气流冷却后体积的收缩，保证一定的煤气流速。（3）炉身高度占高炉有效高度的5060，保障了煤气与炉料之间传热和传质过程的进行。 炉身角：一般取值为81.5º85.5º之间。大高炉取小值，中小型高炉取大值。40005000m3高炉角取值为81.5º左右，前苏联5580m3高炉角取值 19°4217。炉身高度：炉喉： 作用：承接炉料，稳定料面，保证炉料合理分布。 炉喉直径与炉腰直径比值 /D取值在0.640.73之间。炉腰： 炉腹上部的圆

41、柱形空间为炉腰，是高炉炉型中直径最大的部位。作用：（1）炉腰处恰是冶炼的软熔带，透气性变差，炉腰的存在扩大了该部位的横向空间，改善了透气条件。（2）在炉型结构上，起承上启下的作用，使炉腹向炉身的过渡变得平缓，减小死角。 炉腰高度：一般取值13m，炉容大取上限，设计时可通过调整炉腰高度修定炉容。 一般炉腰直径（D）与炉缸直径（d）有一定比例关系，D/d取值： 大型高炉1.091.15 中型高炉1.151.25 小型高炉1.251.5 2.3高炉冷却 由于高炉各部位热负荷不同，加上结构上的要求，高炉冷却设备有：外部喷水冷却，风口和渣口的冷却，冷却壁，冷却水箱以及风冷或水冷炉底等。（1） 喷水冷却装

42、置。在炉身和炉腹部位装设有环形冷却水管，水管直径50150mm，约据炉壳100mm，水管上朝炉壳的斜上方钻有58mm小孔若干，小孔间距100mm冷却水经由小孔喷射到炉壳上进行冷却。（2） 风口和渣口。风口由三个套组成，其中小套为复腔式贯流风口。一般高炉的风口中小套由紫铜或青铜制造，空腔式结构。风口中大套由铸铁铸成，内部铸有蛇形钢管。渣口装置一般由四个套组成。渣口小套由紫刚制造，一般为空腔式结构，直径4560mm，三套由青铜铸成空腔式结构构成，大套、二套由铸铁构成，内部铸有蛇形钢管。（3） 冷却壁。冷却壁设置于炉壳炉衬之间，有光面冷却壁和镶砖冷却壁，气基本结构是铸铁板内铸有无缝钢管。（4） 冷却

43、水箱。冷却水箱是埋置于炉衬内的冷却设备，用于厚壁炉衬，有扁水箱和支梁式两种。（5） 风冷、水冷炉底。大型高炉直径较大，径向周围冷却壁的冷却，已不足以将炉底中心部分的热量散发出去，如不进行冷却则炉底向下侵蚀严重。2.3.1冷却的目的和意义 1、维持炉衬在一定温度下工作,使其不是失去强度,保护炉型; 2、形成渣皮,保护炉衬代替炉衬工作; 3、保护炉壳及各种钢结构,使其不因过热而变形或破坏.2.3.2高炉冷却介质本高炉设计采用软水作为冷却介质,2.3.3冷却设备(1) 风口风口设备的主要部件为A-1管、A-2管、伸缩管、异径接头、弯管及直吹管等，伸缩管可吸收热膨胀位移，结构密封性好。A-2管内衬由耐

44、火材料浇注成文氏管结构，用来测定风量。其余内部砌筑耐火砖或捣打不定型耐火材料。风口有三个套组成分别是大套、中套、小套，其中小套为复腔式贯流风口。中套及小套由紫铜制成，空腔式结构，内通水冷却，大套由铸铁制成，内部铸有蛇行钢管。风口三个水套必须紧密接触，以防漏气。(2) 冷却壁冷却壁设置于炉壳炉衬之间，有光面冷却壁和镶砖冷却壁。冷却壁的优点是不损坏炉壳强度，密封性好，冷却均匀，炉衬表面光滑平整。 本设计中炉底和炉缸部位采用光面冷却壁，壁厚100mm，同段冷却壁间垂直缝20mm,上下段间水平缝30mm，两段垂直缝应相互错开。光面冷却壁与炉壳间留20mm缝隙，用稀泥浆填满；与砖衬间缝隙120mm，填一

45、碳素料。风口冷却壁块数为风口数目的两倍。渣口周围上下段各两块，由四块冷却壁组成。炉腹、炉腰及炉身下部采用镶砖冷却壁。其中炉腹部位采用不带凸台的镶砖冷却壁，炉腰及炉身下部采用带凸台的镶砖冷却壁。镶砖的目的在于易结渣皮，代替炉衬工作。镶砖冷却壁紧靠炉衬安装。采用凸台冷却壁的优点在于 ：a.凸台部分除起冷却作用外，还起到支撑上部砌砖的作用；b.可延长炉衬寿命。中间带凸台的冷却壁性能更优越。 冷却壁宽度为7001500mm，圆周冷却壁块数取偶数，高度不大于3000mm。2.4炉体钢结构结构主要包括：炉体支柱、炉顶框架、炉壳及平台结构等。2.4.1炉体钢结构炉体支柱是支撑炉体及炉顶设备重量的钢结构。本高炉采用大框架结构。这种结构的特点是炉顶框架的全部载荷由四根大支柱组成的大框架直接传递到炉基,炉顶法兰盘上的载荷由炉壳传递到炉基,取消炉腰托圈、炉缸支柱及炉身支柱。优点是风口平台宽敞，维修方便，工作可靠。2.4.2炉壳炉壳用钢板焊接而成的。炉壳的主要作用：承受重力、热应力及炉内压力，固定冷却设备，密封炉内煤气以及