年产100万吨高炉车间炉体设计

摘要

我国正在生产的高炉有三千三百多座，不同大小的高炉的设计也有所不同，本设计为年产炼钢生铁100万吨的高炉车间的高炉炉体设计，从高炉有效容积利用系数，冶炼强度和燃烧强度，高炉座数的确定，炉容的确定，到高炉炉型设计，炉体各部位尺寸的确定，及各部体积的计算及校核，最终得出误差小于规定范围的设计数据。以及不同部位炉衬的选择，高炉各部位冷却设备的选择，冷却设备的种类，风口及渣铁口设计。

关键词：炉体设计；炉衬选择；冷却设备

目录

前言 (1)

第一章高炉主要技术经济指标 (2)

1.1高炉有效容积利用系数 (2)

1.2焦比（K） (2)

1.3煤比（Y） (2)

1.4冶炼强度（I）和燃烧强度（i） (2)

1.5高炉容量及座数的确定 (3)

第二章高炉炉型设计 (4)

第三章炉衬选择 (7)

3.1高炉炉基的形状及材质 (7)

3.1.1对高炉基础的要求 (7)

3.1.2 高炉基础结构 (7)

3.2高炉炉衬设计 (7)

3.2.1炉底 (7)

3.2.2炉缸 (8)

3.2.3炉腹 (8)

3.2.5炉身 (9)

3.2.6炉喉 (10)

第四章高炉各部位冷却设备的选择 (11)

4.1冷却设备的种类 (11)

4.2高炉冷却的目的及意义 (11)

4.3各部位冷却设备 (11)

第五章风口及渣铁口 (12)

5.1风口 (12)

5.2铁口 (13)

参考文献 (14)

前言

我国修建现代化高炉始于1891年，解放前期，铁的年产量只有25万吨，钢为15.8万吨。随着时代的变迁，新中国的炼铁工业从以中小高炉占绝对主导地位起步，到20世纪50年代末大办钢铁时大兴“平地吹”土法烧结和土高炉盛行，再到20世纪8O年代中期300 m3、620 m3、1000 m3高炉通用设计，走过了一条随着时代的变迁的道路。

目前，我国正在生产的高炉有三千三百多座。在21世纪，我国高炉炼铁将继续在结构调整中发展。高炉结构调整不能简单地概括为大型化，应该根据企业生产规模、资源条件来确定高炉炉容。从目前的我国实际状况看，高炉座数必须大大减少，平均炉容大型化是必然趋势。高炉大型化，有效容积从1000 m3以上乃至3000 m3以上超大型高炉。有利于提高劳动生产率、便于生产组织和管理，提高铁水质量，有利于减少热量损失、降低能耗，减少污染点。污染容易集中治理，有利于环保。所有这一切都有利于降低钢铁厂的生产成本，提高企业的市场竞争力。创造更大的经济效益及社会效益。

第一章 高炉主要技术经济指标

1.1高炉有效容积利用系数(V η)

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 ³有效容积的生铁产量。可用下式表示： 有

V P v =

η 式中 v η---高炉有效容积利用系数，t/m 3·d

P ---高炉每昼夜的生铁产量，t/d

有V ---高炉有效容积，m 3

V η是高炉冶炼的一个重要指标，本设计v η =2.0 t/m 3·

d 1.2焦比（K ）

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：

P Q K K

=

式中 K ---高炉焦比，kg/t

P ---高炉每昼夜的生铁产量，t/d

K Q ---高炉每昼夜消耗焦炭量，kg/d

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，计算焦比必须考虑喷吹物的焦炭置换量。 本设计的焦比为330 kg 。

1.3煤比（Y ）

冶炼每吨生铁消耗的煤粉为煤比。本设计煤比为190 kg/d 。

1.4冶炼强度（I ）和燃烧强度（i ）

高炉冶炼强度是每昼夜1m 3有效容积燃烧的焦炭量,即高炉每昼夜焦炭消耗量与有V 的比值。燃烧强度既每小时每m 2炉缸截面积所燃烧的焦炭数量。

1.5高炉容量及座数的确定

高炉炼铁车间建设高炉的座数，既要考虑尽量增大高炉容积，又要考虑企业的煤气平衡和生铁量的均衡，所以一般根据车间规模，由两座或三座高炉组成即可。

由高炉炼铁车间生铁年产量除以年工作日，即得出高炉炼铁车间日产量（t）

年产量

高炉炼铁车间日产量＝

年工作日

根据高炉炼铁车间日产量和高炉有效容积利用系数可以计算出炼铁车间总容积（m3）

日产量

高炉炼铁车间总容积＝

高炉有效容积利用系数

高炉有效容积利用系数一般直接选定。大高炉选低值（2.0～2.2左右），小高炉选高值（2.7～3.0左右）。

第二章 高炉炉型设计

1.确定年工作日 设计要求高炉工作日320d/a

日产量：)t (3125320

101004

=⨯=

总P 2.定容积

选定高炉座数为2座，利用系数v η=2.0()

d m t/3⋅ 每座高炉日产量：)t (5.15622

==

总P P

每座高炉容积：)m (25.7810

.25.1562η3'===V u P V 3.炉缸尺寸 1)炉缸直径

选定冶炼强度I =1.0()

d m t/3⋅,燃烧强度燃i =25.4()

h m t/3⋅ 则d=燃

i V I u ⨯13.1=25.425.7810.113.1⨯=6.27 取d =6.27 m

校核

A V u =227.64

25

.781⨯π

=26.12 26.12∈（22,27）所以合理。

2)炉缸高度 渣口高度 h z =2

27

.1d

c N P

b ⨯⨯⨯⨯铁ρ=227.61.758.0105.15622.127.1⨯⨯⨯⨯=1.47 取h z =1.47m 风口高度 f h =

k h z =5

.047

.1=2.94 取f h =2.94m 风口数目 n =2×(d +2)=2×(6.27+2)=16.54 取n =18个 风口结构尺寸选 取a =0.7m

则炉缸高度 1h =f h +a =2.94+0.7=3.64m 3）死铁层厚度