高炉炉型选择以及炉容计算

3600高炉本体设计

原始数据：高炉有效容积：Vu=3600

高炉年工作日：355天

高炉利用系数：

设计内容：

1.高炉炉型的选择；

2.高炉内型尺寸的计算（包括风口、铁口、渣口数量，大型高炉一般不设渣口）；

3.高炉耐火材料的选用；

4.高炉冷却方式和冷却器的确定；

5.高炉炉壳厚度的确定。

高炉本体包括高炉基础、炉衬、冷却装置、以及高炉炉型设计计算等。高炉的大小以高炉有效容积（）表示，本设计高炉有效容积为3600，按我国规定，属于大型高炉；高炉炉衬用耐火材料，是由陶瓷质和砖质耐火材料构成的综合结构；有些高炉也采用高纯度

的刚玉砖和碳化硅砖；高炉冷却设备器

件结构也在不断更新，软水冷却、纯水

冷却都得到了广泛的应用。

1.高炉炉型选择

高炉是竖炉。高炉内部工作剖面的

形状称为高炉炉型或称高炉内型。

高炉冶炼的实质是上升的煤气流和

下降的炉料之间所进行的传热传质过

程，因此必须提供燃料燃烧的空间，提

供高温煤气流与炉料进行传热传质的空

间。炉型要适合原料的条件，保证冶炼

过程的顺行。近代高炉炉型为圆断面五段式,是两头小中间大的准圆筒形。高炉内型如图1。

高炉有效高度（

炉腰直径（D）与有效高度（）之比值是表示高炉“细长”或“矮胖”的一个重要指标，在我国大型高炉Hu/D =—，随着有效容积的增加，这一比值在逐渐降低。在该设计中，。

炉缸

高炉炉型下部圆筒部分为炉缸，炉缸的上、中、下部位分别装有风口、渣口、铁口。炉缸下部容积盛液态渣铁，图1 高炉内型

上部空间为风口燃烧带。

铁口位于炉缸下水平面，铁口数目依炉容或产量而定，对于3000的高炉，设置3—4个铁口，以每个铁口日出铁量1500—3000t设置铁口数目。在该设计中，设置4个铁口。

渣口与铁口中心线的距离称为渣口高度（），它取决于原料条件，即渣量的大小。渣口高度的确定参照下式计算：

= =

式中：P——生铁日产量，t；

B——生铁产量波动系数，取；

N——昼夜出铁次数，取9；

——铁水密度，取；

C——渣口以下炉缸容积利用系数，一般为，在该设计中，取；

d——炉缸直径m。

大中型高炉设置两个渣口，一般两个渣口高度差为100—200mm，也有设在一个水平面上的。渣口直径一般为50—60m。现在，巨型高炉一般不设置渣口。在该设计中, 设置2个渣口，在同一水平面上。

铁口与风口中心线的距离为风口高度: (k为渣口高度与风口高度之比，一般为在该设计中，k= )

风口数目（n）主要取决于炉容大小，与炉缸直径成正比。

大型高炉： (d为炉缸直径，m ),风口数目一般取偶数。风口结构尺寸a取。

炉缸高度

铁口中心线到炉底砌砖表面之间的距离为死铁层厚度,它的作用是防止渣铁，煤气对炉底的冲刷，稳定渣铁温度。在该设计中，。

炉腹

炉腹在炉缸上部，呈倒截圆锥形。炉腹的结构尺寸是炉腹高度（）和炉腹角（），炉腹角一般取值7983°，不宜过大或过小。在该设计中，。

炉腰

炉腹上部的圆柱形空间是炉腰，是高炉炉型直径最大的部位。炉腰处恰是冶炼的软容带，炉料的透气性在此处变坏。在炉型结构上，炉腰起着承上启下的作用，使得炉腹向炉身过渡来的平缓，减少死角。经验表明:炉腰高度（）对冶炼的影响不甚显著，设计中可通过调整值来修定炉容。

大型高炉的炉腰直径（D）与炉缸直径（d）的比值（）取值—，在该设计中，。

炉身

炉身呈正截圆锥形，向下扩张以适应向下运动的炉料。炉身高度（）占高炉有效高度50％—60％，炉身角取值为°—°。在该设计中，。炉喉

炉喉呈圆柱形，它的作用是承接炉料，稳定料面，保证炉料分布合理。炉喉

直径（）与炉腰直径（D）之比取值为—之间。炉喉高度（）应能保证炉喉布料及其调节需要，一般为2—3m。该设计中：。

2.炉型计算

（1）生铁日产量计算

生铁日产量

（2）炉缸尺寸计算

炉缸直径：

炉缸高度：

A、渣口高度：=

（两渣口在同一水平面）

B、风口高度：

C、风口结构尺寸：，

D、风口数目(n )：

个

（3）死铁层厚度：

（4）炉腰直径D、炉腹角、炉腹高度

选取，

取=81°

校核：

（5）炉喉直径、炉喉高度、炉身角、炉身高度、炉腰高度

选取

选取

校核：

选取

，则

（6）校核炉容

1.炉缸体积:

2.炉腹体积：

)

)

3.炉腰体积：

4.炉身体积：

5.炉喉体积：

误差：

表1 高炉内型尺寸

项目参数项目参数炉缸直径d炉喉高度

炉腰直径D 14有效高度

炉喉直径炉腹角 81°死铁层高度炉身角°炉缸高度高径比

炉腹高度风口数目 30炉腰高度铁口数目 4

炉身高度渣口高度风口高度

有效容积

渣口数目

风口结构尺寸a

3600

2

3．高炉耐火材料

高炉炉衬作用及耐火材料种类

高炉炉衬作用

目前，延长炉衬寿命是高炉设计的重要任务，也是高炉操作的重要任务。按照设计炉型，以耐火材料砌筑的实体为高炉炉衬。它是用能够抵抗高温和化学侵蚀作用的耐火材料砌筑而成的，主要作用是构成工作空间，减少损失，以及保护金属结构免受热应力和化学侵蚀的作用。

高炉用耐火材料的种类

随着炼铁技术的发展，砌筑高炉用的耐火材料品种不断增加，质量要求也不