2900m3高炉设计高炉本体设计

绪论 在近代国家是否发达的主要标志是其工业化及生产自动化的水平，即工业生产在国民经 济中所占的比重以及工业的机械化、自动化程度。而劳动生产率是衡量工业化水平极为重要 的标志之一。为达到较高的劳动生产率需要大量的机械设备。钢铁工业为制造各种机械设备 提供最基本的材料，属于基础材料工业的范畴。钢铁还可以直接为人民的日常生活服务，如 为运输业、建筑业及民用品提供基本材料。故在一定意义上说，一个国家钢铁工业的发展状 况也反映其国民经济发达的程度。 衡量钢铁工业的水平应考察其产量、质量、品种、经济效益及劳动生产率等各方面。纵 观当今世界各国，所有发达国家无一不是具有相当发达的钢铁工业的。 钢铁工业的发展需要多方面的条件，如稳定可靠的原材料资源，包括铁矿石、煤炭及某 些辅助原材料，如镒矿、石灰石及耐火材料等；稳定的动力资源，如电力、水等。此外，由 于钢铁企业生产规模大，每天原材料及产品的吞吐量大，需要庞大的运输设施为其服务。一 般要有铁路或水运干线经过钢铁厂。对于大型钢铁企业来说，还必须有重型机械的制造及电 子工业为其服务。此外，建设钢铁企业需要的投资大，建设周期长，而回收效益慢。故雄厚 的资金是发展钢铁企业的重要前提。 第一章高炉炉型设计计算 1.1定容积 选定高炉座数为1座，高炉利用系数为nv2.5Vm3 ・d,高炉容积Vu2900m3 1.2确定年工作日和日产量 年工作日为365x95347天，日产量PVu-i]v7250t 1.3炉缸尺寸 1 炉缸直径 d 0.4087 Vu4205l 1.68m 取 11.7m 2Q00 校核Vu/A26.99.一般大型高炉在22〜28之间，计算合理。 JI c -d- 4 2 炉缸高度 hp 渣口 高度 hz 1.57m 取 1.6m JI 0 -dNcp 风口高度11户史L6 2.86m 取2.9m k 0.56 风口数目n2d22xl 1.72274 取 28。 hi1.4206Vu159-34.8707Vu--8415m 1.4死铁层厚度 hoO.O937Vud-2 1.99m取 2m 1.5炉腰直径、炉腰角、炉腹高度 D0.5684Vu-394213.1m h2 1.6818Vu63.5879 - Vu0-78480.719Vu-81290.517Vu-841 3.5m 炉腹角 tana 22 5.0a78.69 D-d 1.6炉喉直径、炉喉高度 di0.4317Vu 7i8.7m di /D0.67 h50.3527 Vu 244628.3805 Vu --75542.55m 取 2.6m 1.7炉身角、炉身高度、炉腰高 h4 6.3008 Vu-47.7328 Vu 78480.7833 Vu77010.5769 Vu07554 16.2m 炉身角 tanp7.36382.26。 D-d】 h3 0.3586 Vu 02152-6.3278 Vu-7848 1.98m取 2m Huhih2h3h4h529.3m HJD2.24 1.8有效容积校核 V、 jhid 537.29m3 V2 h2 D2Ddd2422.9m3 V3 -h3 D2 269.43 m3 4 V4 h4 DDdidp 1531.42m3 V5 --h5 df 154.48m3 Vu V1V2V3V4V52915.52m3 误差 AU 2915-52 2900 x 1000.5 1 2900 所以，设计合理。 表1.1高炉内型参数 序号 项目 数值 1 有效容积Vu/n 2915.52 2 炉缸直径d/mm 11700 3 炉腰直径D/mm 13100 4 炉喉直径di/mm 8700 5 渣口高度hz/mm 1600 6 风口高度hf/mm 2900 7 死铁层深度h0/mm 2000 8 炉缸高度hi/mm 5000 9 炉腹高度h2/mm 3500 10 炉腰高度h3/mm 2000 11 炉身高度Wmm 16200 12 炉喉高度h5/mm 2600 13 有效高度Hu/mm 29300 14 炉腹角a 78.69 15 炉身角P 82.26 16 Hu/D 2.24 17 D/d 1.12 18 铁口数/个 3 19 风口数/个 28 第二章高炉炉衬的设计 炉缸、炉底承受高温、高压、渣铁冲刷侵蚀和渗透的作用，工作条件非常恶劣高炉耐火 材料的选择主要考虑冶炼过程中各种物理、化学反应对其的侵蚀。主要考虑六项指标抗碱 金属性、导热性、抗爆裂性、碳素氧化性、抗热震性和抗渣耗侵蚀性能。炉缸、炉底是高炉 重要部分，被侵蚀破坏程度是决定高炉大修的关键。 2.1高炉炉衬作用 按照设计，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，并保护炉壳和其它金属结构免受热应力和化学侵蚀的作用。 高炉炉衬的寿命决定高炉一代寿命的长短。高炉内不同部位发生不同的物理化学反应， 所以需要具体分析各部位炉衬的破损机理。 2. 2耐火材料分类 高炉常用的耐火材料主要有陶瓷质材料和碳质材料两大类。陶瓷质材料包括粘土砖、高 铝砖、刚玉砖和不定形耐火材料等；碳质材料包括碳砖、石墨碳砖、石墨碳化硅砖、氮结合 碳化硅砖等。 1 粘土砖和高铝砖 粘土砖是高炉上应用最广泛的耐火砖，它有良好的物理机械性能，化学成分与炉渣相近, 不易和渣起化学反应，有较好的机械性能，成本较低。 高铝砖是A1203含量大于48的耐火制品，它比粘土砖有更高的耐火度和荷重软化 点，由于A1203为中性，故抗渣性较好，但是加工困难，成本较高。 2 碳质耐火材料 1. 耐火度高，碳是不熔化物质，在3500C升华，在冶炼温度下碳质耐火材料不熔 化也不软化 2. 碳质耐火材料具有很好的抗渣性，对酸性与碱性炉渣都有很好的抗蚀能力 3. 具有高导热性，抵抗热震性好，可以很好的发挥冷却器的作用，有利于延长炉 衬寿命 4. 线膨胀系数小，热稳定性好 5. 致命弱点是易氧化，对氧化性气氛抵抗能力差 2. 3侵蚀破坏机理 研究了高炉炉腹、炉身下部、炉缸耐火材料的破损机理.前两者是由于化学侵蚀、热震 和机械磨损等综合原因造成的，后者主要是由热应力裂缝引起的一防止高炉炉衬破损的方法 有二一是采用小尺寸的耐火砖和适当软的火泥;二是开炉时升温速度要慢.炉缸应采用美国 设计的小块碳砖.0 炉炉衬处于不同的温度、压力和气氛环境中，所以不同区域的高炉的破损机理也不相同， 耐火材料的破损，主要是由于化学侵蚀、热震和机械磨损等综合因素造成的。化学侵蚀是指 氧化、碳的沉积、碱蒸气和碱冷