2516高炉炉体设计m讲解

第1章 高炉内型尺寸确定

1.1已知条件：

高炉有效容积 ：32516m V u = 高炉年工作日：355天 高炉利用系数：v η=2.0 t/ m³·d 综合冶炼强度： I =1.0 t/ m³·d

生铁日产量： d t V P v u /50320.22516=⨯=⋅=η 生铁年产量： 1786365032355=⨯=总P t

1.2炉缸尺寸

炉缸直径

851.10251632.032.045.045

.0=⨯==u

V d 取d =10.8m

炉缸高度

A ． 渣口高度

68.18.101.755.0105032

2.127

.127

.12

2

=⨯⨯⨯⨯==d Nc bp h z 铁γ 取hz =1.7/1.6

B ．风口高度 09.355

.07.1===

k h h z f 取1.3=f h m

C ． 风口结构尺寸

取a=0.5m

6.35.01.31=+=+=a h h f

D ．风口数量

n=2(d+2)=2(10.8+2)=25.6 取n=26

1.3死铁层厚度

取h 0=1.8m

1.4炉腰直径，炉腹角，炉腹高度：

选取 D/d=1.1

则 D=10.8×1.1=11.91 取 D=11.9m 取 ︒=81α

则 47.381tan )8.109.11(2

1

tan )(212=︒-=-=αd D h

取m h 5.32=

校核α：

36.68

.109.115

.322tan 2=-⨯=-=d D h α "10'481︒=α取

1.5炉喉直径，炉喉高度，炉身角，炉身高度，炉腰高度：

选取 1d /D=0.69

则 1d =11.9×0.69=8.16 取1d =8.2m 取 '1084︒=β

则 11.18'1084tan )2.89.11(2

1

tan )(2114=︒-=-=

βd D h 取4h =18.1m

校核β 784.92

.89.111

.1822tan 14=-⨯=-=

d D h β 取"51

'984︒=β 选取 5h =2.5m 选取 u H /D =2.5

则 u H =11.9×2.5=29.8m 求 3h =u H －1h －2h －4h －5h

=30.8－3.6－3.5－18.1－2.5=2.1m

1.6校核炉容：

32515322211244323233222222321210.1325.22.84

43.1451)8.108.109.119.11(1.1812)(124.2331.29.11442.354)8.108.109.119.11(5.312)(126.3296.38.1044m h d V m d Dd D h V m h D V m d Dd D h V m h d V =⨯===+⨯+⨯⨯=++==⨯===+⨯+⨯⨯=++==⨯⨯==π

ππ

ππ

ππ

ππ

π

54321V V V V V V u ++++==329.6+354.2+233.4+1451.3+132.0=2500.53m

误差

100''

⨯-=

∆u

u u V

V V V ％

=

2516

5

.25002516-×100％

=0.62％＜1％

炉型设计合理，符合要求。 炉型见图1.1：

本设计的内型尺寸见表1.1：

表1.1 高炉炉型尺寸（3

m ;mm ）

第2章高炉炉衬耐材选择

按照设计炉型，以耐火材料砌筑的实体称为高炉炉衬。高炉炉衬的作用在于构成高炉的工作空间，减少热损失，并保护炉壳和其他金属结构免受热应力和化学侵蚀的作用。

高炉内衬在冶炼过程中起着至关重要的作用，对高炉内衬的其本要求如下：

A)高炉各部位的内衬应与各部位的热流强度相适应，以保持在强热流的冲击下，内衬的整体性和稳定性。

B)高炉各部位的内衬应与各部位的侵蚀破坏机理，即炉料的磨损、煤气的冲刷、碱金属的侵蚀、渣铁水的熔蚀等相适应，以缓解和延缓内衬被破损的速度，达到高炉长寿。

2.1高炉耐火材料的技术要求

对高炉耐火材料的技术要求如下：

1）在长期高温下的热稳定性好；

2）常温和高温下的机械强度的耐压强度要高，耐磨性能要好；

3）抗热震稳定性要好；

4）抗渣性抗氧化性要好；

5）组织要致密、微气孔（孔径≤1nm）要多；

6）导热性能要好、线膨胀和体膨胀率要低；

7）在常温和高温下抗碱金属蒸汽性能要好；

8）抗渣性、抗铁水渗透的抗铁水熔蚀性能要好。

2.2炉底、炉缸耐火材料的选择及砌筑

2.2.1炉底、炉缸耐材的破损机理

2.2.1.1炉底耐材的破损机理

根据高炉停炉大修前炉底破损状况和生产中炉底温度等检测结果知道，炉底破损分为两个阶段，初期的铁水渗入将砖漂浮而形成锅底型深坑，第二阶段是熔结层形成后的化学侵蚀。

铁水渗入的条件：一是炉底砌砖承受着液体渣铁、煤气压力、料柱重量的10％～20％；二是砌砖存在砖逢和裂缝。当铁水在高压下渗入砖衬缝隙时，会缓慢冷却，在1150℃时凝固，在冷凝过程中体积膨胀，从而又扩大空隙。如此互为因果，铁水可以渗入很深，由于铁水密度大于黏土砖、高铝砖和炭砖密度，因此在铁水的静压力作用下砖会漂浮起来。炉底坑下的砖衬在长期的高温高压下，部分软化重新结晶，形成熔结层。熔结层和下部未熔结的砖衬比较，熔结层的砖被压缩，气孔率显著降低，体积密度显著提高，同时砖中氧化铁和碳的含量增加。

熔结层中砖与砖已烧结成一个整体，能抵抗铁水的渗入，并且坑底面的铁水温度也较低，砖缝已不再是铁水渗入的薄弱环节了，这时炉衬破坏的主要原因转化为铁水的碳将砖中的二氧化硅还原成硅，并被铁水吸收的化学侵蚀。

SiO+2[C]+[Fe]=[FeSi]+2CO

(

砖）

2

因此熔结层表面的二氧化硅含量降低，而残铁和炉内的硅含量增加，这时炉底的侵蚀速度大大减慢了，可见关键在于熔结层在哪里形成生产实践表明：采用炉底冷却的大高炉，炉底侵蚀深度约为1～2m，而没有炉底冷却的高炉侵蚀深度可达4～5m。

从上述炉底破损机理可以看出，影响炉底寿命的因素：首先是它承