高炉本体设计
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大型高炉 Hu 6.4V 4u0.2
中型高炉 Hu 4.0V 5u0.265
2. 炉缸
作用： 燃烧焦炭、 盛放渣铁、 炉缸的 上、中、下部位分别设置有 风口、渣口与铁口。
（1）炉缸直径d
炉缸截面燃烧强度：指每小时每平方 米炉缸截面积所燃烧的焦炭的数量， 一般为1.0～1.25t/m2·h。
h2
Dd 2
•tg
炉腹角一般为79º～83º，过大不利于煤气
分布并破坏稳定的渣皮保护层，过小则增
大对炉料下降的阻力，不利于高炉顺行。
4. 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。
（2）铁口高度h铁
P
h铁 n铁 A
式中： p——日产生铁量，t； n ——昼夜出铁次数，一般2h出一次铁； r铁——铁水密度，7.1t/m3；
A——炉缸面积，m2；
（3）渣口高度： 渣口中心线与铁口中心线间距离。
渣口过高，下渣量增加，对铁口的维护 不利；渣口过低，易出现渣中带铁事故， 从而损坏渣口；大、中型高炉渣口高度 多为1.5～1.7m。也可以参照下式计算：
h4
Dd1 2
•tg
d1（炉喉直径），由d1/D确定。
成正比，还与冶炼强度有关。 风口数目可以按下式计算：
中小型高炉：
n2(d1)
大型高炉：
n2(d2)
4000m3左右的巨型高炉： n3d
式中： d ——炉缸Fra Baidu bibliotek径，m
风口数目也可以根据风口中心线在炉缸圆周上的距离 进行计算：
n d
s
S 取值在1.1～1.6m之间, 风口数目一般取偶数。
（4）风口高度：
风口中心线与铁口中心线间距离称 为风口高度（hf）。
风口高度可参照下式计算：
hf
hZ k
式中：
k ——渣口高度与风口高度之比，一般
取0.5～ 0.6，渣量大取低值。
（5）风口结构尺寸（a）： 根据经验直接选定，一般0.35～0.5m
（6）炉缸高度：
h1 hf a
（7）风口数目（n）： 主要取决于炉容大小，与炉缸直径
3. 炉腹
炉腹在炉缸上部，呈倒截圆锥形。
作用：
（1）炉腹的形状适应了炉料熔化滴落后体积 的收缩，稳定下料速度。
（2）可使高温煤气流离开炉墙，既不烧坏炉 墙又有利于渣皮的稳定。
（3）燃烧带产生大量高温煤气，气体体积激 烈膨胀，炉腹的存在适应这一变化。
炉腹的结构尺寸是炉腹高度和炉腹角。
炉腹高度由下式计算 ：
1-攀钢高炉，V有1000m3，H有/D=3.05； 2-本钢高炉，V有2000m3，H有/D=2.68；
3-日本鹿岛，V有5050m3，H有/D=1.95
3.1.2 五段式高炉炉型
Hu——有效高度； h0——死铁层厚度； h1——炉缸高度； h2——炉腹高度； h3——炉腰高度； h4——炉身高度； h5——炉喉高度； hf——风口高度； hz——渣口高度； d——炉缸直径；
d 0.23 I •Vu i燃
式中：
I——冶炼強度， t/m3·d，（1.0-1.25）
i燃——燃烧強度，t/m2·h，（1.0-1.5）
Vu——高炉有效容积，m3 d——高炉炉缸直径，m
计算得到的炉缸直径再用Vu/A进 行校核，不同炉容的Vu/A取值为：
大型高炉：22～27 中型高炉：15～22 小型高炉：11～15
D——炉腰直径；
d1——炉喉直径； α——炉腹角；
β——炉身角；
hf hz
d1
β D
α 风口中心线
渣口中心线 d
铁口中心线
图3－1 五段式高炉内型图
h0 h1 h2 h3
h4
h5
Hu
1. 高炉有效容积和有效高度
1）有效高度（Hu） ：料线零位到铁口中 心线之间的高度。 料线零位： 钟式高炉：大钟下降位置的下缘线标高； 无钟高炉：无钟炉顶为旋转溜槽最低位置 的下缘线标高。
（3）炉身高度占高炉有效高度的50～60％， 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81.5º～85.5º之间。大高 炉取小值，中小型高炉取大值。 4000～5000m3高炉β角取值为81.5º左右， 前苏联5580m3高炉β角取值 79 42 '17 ''
炉身高度 ：
意义：①是表示高炉炉型形状，“矮胖”或 “细长”的一个重要设计指标；②与煤气利用 和炉况顺行有关。高径比大，利于煤气利用不 利于炉况顺行。
不同炉型的高炉，其比值的范围是：
巨型高炉 大型高炉 中型高炉 小型高炉
～2.0 2.5～3.1 2.9～3.5 3.7～4.5
Vu与Hu关系
有效高度的确定
d(炉缸直径) →选定D/d →选定Hu/D →Hu 统计公式计算：
有效高度的意义： Hu和煤气利用及高炉顺行有关
2）高炉有效容积 ： 在有效高度范围内，炉型所包括
的容积称为高炉有效容积（Vu）。
<100m3 小型高炉 100-1000m3 中型高炉 Vu 1000-4000m3 大型高炉 >4000m3 巨型高炉
3）高径比Hu/D：
定义：有效高度与炉腰直径的比值
重要性：合理的炉型对获得良好的 技术经济指标和延长高炉寿命具有 重要意义。
3.1.1 炉型的发展过程
1.无型阶段 2.大腰阶段——炉腰尺寸过大的炉型。
炉缸和炉喉直径小，有效高度低， 而炉腰直径很大。
3. 五段式高炉：瘦长型、肥胖型
原始高炉炉型 1-中国；2-德国；3-英国(P75)
近代高炉炉型（1：500）
3 高炉本体设计
内容
高炉本体 高炉炉衬 高炉冷却 高炉基础 高炉钢结构
高炉本体发展方向
炉型向“大型横向”发展； 炉衬使用耐火材料变化：
单一陶瓷质→陶瓷质和碳质相结合 冷却装置不断改进
贯流式风口、软水闭路循环广泛使用
3.1 高炉炉型设计
概念：高炉内部工作空间剖面的形 状称为高炉炉型或高炉内型。
b hz h铁 c
式中：
hz n4cbP铁d2
p——日产生铁量，t；
b ——生铁产量波动系数，一般取1.2；
n ——昼夜出铁次数，一般2h出一次铁；
r铁——铁水密度，7.1t/m3； c——渣口以下炉缸容积利用系数，一般取0.55～0.60，
炉容大、渣量大时取低值；
d ——炉缸直径，m；
中型高炉 Hu 4.0V 5u0.265
2. 炉缸
作用： 燃烧焦炭、 盛放渣铁、 炉缸的 上、中、下部位分别设置有 风口、渣口与铁口。
（1）炉缸直径d
炉缸截面燃烧强度：指每小时每平方 米炉缸截面积所燃烧的焦炭的数量， 一般为1.0～1.25t/m2·h。
h2
Dd 2
•tg
炉腹角一般为79º～83º，过大不利于煤气
分布并破坏稳定的渣皮保护层，过小则增
大对炉料下降的阻力，不利于高炉顺行。
4. 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。
（2）铁口高度h铁
P
h铁 n铁 A
式中： p——日产生铁量，t； n ——昼夜出铁次数，一般2h出一次铁； r铁——铁水密度，7.1t/m3；
A——炉缸面积，m2；
（3）渣口高度： 渣口中心线与铁口中心线间距离。
渣口过高，下渣量增加，对铁口的维护 不利；渣口过低，易出现渣中带铁事故， 从而损坏渣口；大、中型高炉渣口高度 多为1.5～1.7m。也可以参照下式计算：
h4
Dd1 2
•tg
d1（炉喉直径），由d1/D确定。
成正比，还与冶炼强度有关。 风口数目可以按下式计算：
中小型高炉：
n2(d1)
大型高炉：
n2(d2)
4000m3左右的巨型高炉： n3d
式中： d ——炉缸Fra Baidu bibliotek径，m
风口数目也可以根据风口中心线在炉缸圆周上的距离 进行计算：
n d
s
S 取值在1.1～1.6m之间, 风口数目一般取偶数。
（4）风口高度：
风口中心线与铁口中心线间距离称 为风口高度（hf）。
风口高度可参照下式计算：
hf
hZ k
式中：
k ——渣口高度与风口高度之比，一般
取0.5～ 0.6，渣量大取低值。
（5）风口结构尺寸（a）： 根据经验直接选定，一般0.35～0.5m
（6）炉缸高度：
h1 hf a
（7）风口数目（n）： 主要取决于炉容大小，与炉缸直径
3. 炉腹
炉腹在炉缸上部，呈倒截圆锥形。
作用：
（1）炉腹的形状适应了炉料熔化滴落后体积 的收缩，稳定下料速度。
（2）可使高温煤气流离开炉墙，既不烧坏炉 墙又有利于渣皮的稳定。
（3）燃烧带产生大量高温煤气，气体体积激 烈膨胀，炉腹的存在适应这一变化。
炉腹的结构尺寸是炉腹高度和炉腹角。
炉腹高度由下式计算 ：
1-攀钢高炉，V有1000m3，H有/D=3.05； 2-本钢高炉，V有2000m3，H有/D=2.68；
3-日本鹿岛，V有5050m3，H有/D=1.95
3.1.2 五段式高炉炉型
Hu——有效高度； h0——死铁层厚度； h1——炉缸高度； h2——炉腹高度； h3——炉腰高度； h4——炉身高度； h5——炉喉高度； hf——风口高度； hz——渣口高度； d——炉缸直径；
d 0.23 I •Vu i燃
式中：
I——冶炼強度， t/m3·d，（1.0-1.25）
i燃——燃烧強度，t/m2·h，（1.0-1.5）
Vu——高炉有效容积，m3 d——高炉炉缸直径，m
计算得到的炉缸直径再用Vu/A进 行校核，不同炉容的Vu/A取值为：
大型高炉：22～27 中型高炉：15～22 小型高炉：11～15
D——炉腰直径；
d1——炉喉直径； α——炉腹角；
β——炉身角；
hf hz
d1
β D
α 风口中心线
渣口中心线 d
铁口中心线
图3－1 五段式高炉内型图
h0 h1 h2 h3
h4
h5
Hu
1. 高炉有效容积和有效高度
1）有效高度（Hu） ：料线零位到铁口中 心线之间的高度。 料线零位： 钟式高炉：大钟下降位置的下缘线标高； 无钟高炉：无钟炉顶为旋转溜槽最低位置 的下缘线标高。
（3）炉身高度占高炉有效高度的50～60％， 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81.5º～85.5º之间。大高 炉取小值，中小型高炉取大值。 4000～5000m3高炉β角取值为81.5º左右， 前苏联5580m3高炉β角取值 79 42 '17 ''
炉身高度 ：
意义：①是表示高炉炉型形状，“矮胖”或 “细长”的一个重要设计指标；②与煤气利用 和炉况顺行有关。高径比大，利于煤气利用不 利于炉况顺行。
不同炉型的高炉，其比值的范围是：
巨型高炉 大型高炉 中型高炉 小型高炉
～2.0 2.5～3.1 2.9～3.5 3.7～4.5
Vu与Hu关系
有效高度的确定
d(炉缸直径) →选定D/d →选定Hu/D →Hu 统计公式计算：
有效高度的意义： Hu和煤气利用及高炉顺行有关
2）高炉有效容积 ： 在有效高度范围内，炉型所包括
的容积称为高炉有效容积（Vu）。
<100m3 小型高炉 100-1000m3 中型高炉 Vu 1000-4000m3 大型高炉 >4000m3 巨型高炉
3）高径比Hu/D：
定义：有效高度与炉腰直径的比值
重要性：合理的炉型对获得良好的 技术经济指标和延长高炉寿命具有 重要意义。
3.1.1 炉型的发展过程
1.无型阶段 2.大腰阶段——炉腰尺寸过大的炉型。
炉缸和炉喉直径小，有效高度低， 而炉腰直径很大。
3. 五段式高炉：瘦长型、肥胖型
原始高炉炉型 1-中国；2-德国；3-英国(P75)
近代高炉炉型（1：500）
3 高炉本体设计
内容
高炉本体 高炉炉衬 高炉冷却 高炉基础 高炉钢结构
高炉本体发展方向
炉型向“大型横向”发展； 炉衬使用耐火材料变化：
单一陶瓷质→陶瓷质和碳质相结合 冷却装置不断改进
贯流式风口、软水闭路循环广泛使用
3.1 高炉炉型设计
概念：高炉内部工作空间剖面的形 状称为高炉炉型或高炉内型。
b hz h铁 c
式中：
hz n4cbP铁d2
p——日产生铁量，t；
b ——生铁产量波动系数，一般取1.2；
n ——昼夜出铁次数，一般2h出一次铁；
r铁——铁水密度，7.1t/m3； c——渣口以下炉缸容积利用系数，一般取0.55～0.60，
炉容大、渣量大时取低值；
d ——炉缸直径，m；