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1、一、 高炉本体 包括：高炉炉基、炉壳、炉衬、冷却设备及框架等。 (1)高炉炉型 高炉内部工作空间的形状为高炉炉型，五段式：炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸（参看教材图2-22，P45）。,2.6 高炉及附属设备,炉喉：圆柱形，炉喉部分由于受炉料下落时的打击，以及煤气流的冲刷，一般不采用耐火材料砌筑，而是用耐磨金属构件组装的炉喉钢砖。炉喉钢砖由厚度为100150 mm的铸钢组成，形状有块状的和条状的。 炉身：圆锥台形，上小下大，适应炉料温度逐渐升高后体积膨胀。炉身部分要求炉衬耐磨、抗冲刷能力强，特别是炉身下部要考虑用抗炉渣侵蚀性强的耐火材料。炉身砖衬有薄厚两种，现多采用薄壁炉身。,炉腰：圆柱形，炉腹
2、与炉身之间的过渡段。在结构上有厚墙、薄墙及其过渡形式。对炉腰部分的砖衬应与使用的冷却器结合起来考虑，并要求能尽快形成操作炉型。 炉腹：倒圆锥台形，上大下小，适应炉料熔化后体积收缩。炉腹部分的砖衬在开炉后不久很快就会被侵蚀掉，这部分主要靠形成的渣皮工作。 炉缸：圆柱形，盛装渣铁水，安装风口装置。,（2）高炉炉衬 作用：减少炉子的热损失、保护冷却设备。 高炉常用耐火材料： 陶瓷质材料：粘土砖、高铝砖； 炭质材料：炭砖、碳捣料、石墨、碳化硅砖等。,现代高炉采用优质耐火材料，例如炉底、炉缸部位用微孔碳砖，炉身下部和炉腰部位用铝碳砖或碳化硅砖，其它部位用优质高铝砖和高致密度的粘土砖等作炉衬。 炉壳用含锰
3、的高强度低合金钢制作，安装有性能好的含铬耐热铸铁、球墨铸铁或铜质立式冷却器，或铜质的卧式冷却器。,(3) 冷却设备 冷却目的：保护炉衬，维护合理的操作炉型，使炉渣凝固形成保护性渣皮代替炉衬工作，保护炉壳及金属结构不被烧坏或变形。 冷却形式：水冷、风冷、汽化冷却和软水密闭循环冷却。 冷却设备结构：外部喷水冷却装置、冷却壁和冷却水箱、风冷或水冷炉底及风口和渣口。 A、喷水冷却装置：炉身下部和炉腹，高炉炉役后期，当冷却壁被烧坏的情况下，进行外部喷水冷却以维持生产。 特点：结构简单，对水质要求不高。,B、冷却壁和冷却水箱（图2-27） 冷却壁安装在砖衬和炉壳之间，是内部铸有无缝钢管的铸铁板。分为光面冷
4、却壁和镶砖冷却壁两种。光面冷却壁用于炉底和炉缸部位，镶砖冷却壁用于炉腹、炉腰和炉身下部。 C、汽化冷却和软水密闭循环冷却 汽化冷却原理：把接近沸腾温度的软化水送进冷却件内，热水在冷却件内吸热升温变成蒸汽，并吸收大量的热，从而达到冷却的目的。 汽化冷却主要用于大中型高炉。 软水密闭循环冷却优点：冷却可靠、冷却水量消耗少、动力消耗少等。近年来在大型高炉上广泛使用。 D、风冷和水冷炉底,光面冷却壁 镶砖冷却壁,（4）高炉基础 作用：将高炉的全部重量均匀地传给地层。其结构如图2-23（P46）。 要求：要稳固，均匀下沉量不大于2030mm，热稳定性好，结构简单、造价低。 组成： 基墩：用耐热混凝土浇注
5、，包在炉壳内，基座之上。 基座：钢筋混凝土浇注。,图2-23 高炉基础结构示意图 1冷却壁；2风冷管；3耐火砖；4炉底砖；5耐热混凝土基墩；6钢筋混凝土基座,1-炉底耐火材料； 2-炉壳； 3-生产后炉内砖衬侵蚀线； 4-炉喉钢砖； 5-煤气导出管； 6-炉体夸衬； 7-带凸台镶砖冷却壁； 8-镶砖冷却壁； 9-炉底碳砖； 10-炉底水冷管； 11-光面冷却壁； 12-耐热基墩； 13-基座,高炉设备系统组成示意图,在高炉炉顶设有装料装置，通过它将冶炼用的炉料（由焦炭和矿石按一定比例组成）按批装入炉内。 在高炉下部炉缸的上沿，沿圆周均匀地布置了若干个风口（100m3小高炉有 810个，4000
6、m3以上的大高炉则有3642 个）。,加热到1000以上的热风，经铜质水冷风口送入炉内，供焦炭燃烧形成高温煤气。 在炉缸的底部设有铁口，可周期性或连续性地排放出液态生铁和炉渣。在风口和铁口之间还设有渣口以排放部分炉渣，减轻铁口负担。,二、 原料供应系统 作用：将原、燃料输送到高炉炉顶。 （1）贮矿槽 作用：贮存原料，用于解决高炉连续上料和间断供料的矛盾。 结构形式：钢筋混凝土结构，混合结构。 贮矿槽：保证供给高炉1218h矿石量； 贮焦槽：保证供给高炉68h焦炭需求量，总容积为高炉有效容积的0.61.1倍。,(2)槽下设备 称量车或皮带运输机。 称量车：带有称量装置的专用车辆，常用于中小高炉，
7、人工操作不利于实现自动化，现已逐步被淘汰。 皮带运输机：应用较多。 特点：设备轻便，便于实现全面自动控制，从而改善劳动条件。,三、 上料设备 结构形式： （1）传统的斜桥卷扬机上料设备，包括斜桥、卷扬机、料车三部分。 （2）近年来在大型高炉上应用的皮带机上料设备。,四、 炉顶装料设备 作用：满足高炉冶炼既能合理布料又能回收煤气的需要。 传统高炉炉顶使用最多的结构形式是马基式炉顶，即双钟式炉（图3所示，参看教材图2-31，P52）。 20世纪70年代后新建的大型高炉出现了无钟式炉顶（参看教材图2-32，P53）。,双钟式炉顶装料设备组成：装料器、布料器及大小料钟传动机构组成，此外还有探料尺和均压
8、设备等。 装料器：由大料钟、大料斗、大钟杆及煤气封盖组成。 布料器：位于大料钟的上面，它由小料钟、小料斗、受料斗及旋转驱动装置组成。 探料尺：作用是准确探测料面下降深度，防止料面过高顶弯大钟杆，或料面过低造成炉顶温度过高，烧坏炉顶设备。目前常用的探尺多为链式软探尺。,无钟炉顶：新型炉顶装料设备 随着高炉的大型化和炉顶压力的提高，先后出现了各种新型炉顶。主要有双钟双阀式、双钟四阀式、三钟式、四钟式等。而现代大型高炉上多采用摆动-旋转布料溜槽式炉顶。其结构如图2-32（P53）。 主要特点：取消了料钟，用既能旋转又能调节倾角的旋转溜槽布料。可进行任意一点布料，寿命长，休风率低，炉顶高度降低1/3，
9、设备重量减少1/2，驱动功率减少了1/5。,五、 渣铁处理系统 渣铁处理系统：风口工作平台与出铁场、炉前设备、铁水处理及炉渣处理设备。（P57） 六、 送风系统 P53 (1)高炉用鼓风机 高炉冶炼的关键设备。 结构形式：离心式风机和轴流式风机，小高炉多用罗茨风机。目前，中型以上高炉均采用前两者。,(2)热风炉 结构型式：蓄热式热风炉。 作用：加热空气并连续、稳定地送给高炉。 结构：由炉基、炉壳、拱顶、大墙、燃烧室和蓄热室等部分组成，如图2-33（P54）。 种类：内燃式，外燃式，顶燃式。,七、 高炉喷吹系统 作用：从风口喷吹燃料，代替部分昂贵的冶金焦，降低成本，改善高炉操作指标。（P57）
10、喷吹燃料种类：煤粉、重油、天然气，其它还有焦油、沥青、焦炉煤气。目前以喷吹煤粉为主，并提倡喷吹烟煤。 喷煤工艺组成：制粉、输煤、喷吹三部分。,八、 煤气处理系统,高炉煤气中含有CO、H2、CH4等可燃气体，其发热值为(3000 4000) kJ/Nm3，占燃料平衡的25% 30%。但从高炉引出的煤气（荒煤气）不能直接使用，需经除尘处理。 荒煤气含尘量一般(10 50)g/Nm3，净化后含尘量应小于10mg/Nm3。 常用除尘设备：重力除尘器、洗涤塔、文氏管、静电除尘器、袋式除尘器。 设备流程图：图2-342-36（P5556）。,2.7 高炉冶炼技术经济指标,高炉有效容积利用系数() 指每1m
11、3有效容积平均每昼夜生产合格生铁的折合产量。计算公式为： 高炉有效容积利用系数,t/(m3d),焦比(K）,焦比是表示高炉冶炼一吨生铁所消耗的干焦炭量。计算公式为： 焦比= kg/t 焦比是高炉能量消耗的重要指标。,冶炼强度(I),冶炼强度是指每1米3高炉有效容积，在一昼夜内所能燃烧的干焦量。它反映炉料下降及冶炼的速度。计算公式为： 式中 焦炭冶炼强度昼夜数日历昼夜数-全部休风昼夜数。,t/(m3d),在休风率为零时，利用系数、冶炼强度与焦比三者有如下关系： 冶炼强度表明高炉作业强化程度的高低。它取决于高炉所能接受的风量。鼓风愈多，燃烧焦炭也就愈多，在焦比不变或增加不多的情况下，利用系数也愈高
12、。,生铁合格率,生铁合格率是指化学成分符合国家规定的生铁量占总检验量的比例。 这是评价生产质量好坏的指标，般能达99%以上。,焦炭负荷,焦炭负荷是一批料中矿石重量与焦炭重量之比。计算公式为： 焦炭负荷和炼铁焦比是紧密相关的，焦炭负荷高低直接影响高炉热量的收入。生产中常根据生铁含硅、锰量的变化及对焦比的影响，调整焦炭负荷。,生铁原材料消耗,生铁原村料主要包括铁矿石、碎杂铁等。炼铁辅助材料主要是熔剂。 生铁原材料消耗指标的计算公式为： 某种原材料耗用量,富氧率,富氧率是指工业氧加入到鼓风中后，鼓风中氧含量增加的百分数。 高炉实行富氧鼓风有利于热量集中于高炉下部，强化高炉冶炼。,生铁成本,单位生铁成
13、本由原料、燃料、动力消耗费及车间经费等项组成。它是从经济角度衡量高炉作业好坏的重要指标。具体项目有： 原燃料消耗铁矿石、熔剂、焦炭、煤粉、重油。 动力费循环水、风、蒸汽、比缩空气、煤气、氧。 车间经费辅助材料(大型工具、备品备件、耐火材料等)、工资、折旧费、管理费(运费、办公费、旅差费等)。,副产品回收粗煤气、炉渣、炉尘。 企业管理费对于单独的炼铁厂，车间成本即为工厂成本。如为联合企业，还应包括企业管理的费用。 在单位生铁成本中，一般情况下，原、燃料费约占车间成本的80%以上，动力消耗费占10%左右。,炉龄,高炉从开炉到停炉大修之间的时间，为一代高炉的炉龄。 延长高炉炉龄是高炉工作者的重要任务
14、。,2.8 高炉操作,一 炉内操作 高炉基本操作制度主要有：炉缸热制度、造渣制度、送风制度和装料制度。 1 炉缸热制度 炉缸热制度是指炉缸温度水平的高低。 表示热制度的参数有：（1）铁水温度。铁水温度一般为13501500，又称为铁水物理热；（2）用生铁中Si含量高低表示，又叫化学热。通常Si高时，铁水温度高；Si低，温度则低。 但在冶炼低硅铁时，二者并不一致。,2 造渣制度 造渣制度是指根据原料条件和生铁质量要求，确定渣的化学组成与碱度。 3 送风制度 送风制度是指根据炉内风口状态，确定送风质量、风口伸入风口内的长度及风口面积。送风质量包括风量、风压、风温、富氧量、喷吹量、湿度等。 4 装料制度 装料制度是指高炉装料的方式与方法。,二 高炉炉况判断 正常炉况的主要特征是，炉缸工作全面活跃，沪温充沛、稳定，下料均匀顺畅。煤气流分布合理、生铁质量合格。 高炉炉况失常可分为煤气流失常和热制度失常两大类型。,思考题：,1 高炉本体由哪几部分组成？ 2 高炉内型由哪些结构组成？ 3 高炉内衬的构成及作用？ 4 目前高炉炉顶装料设备的主要形式有哪些？,作业,1 一有效容积为2000m3的高炉，其利用系数为2.7t/(m3d)，其操作实行每天3班倒，问其一班每天产铁量为多少？ 2 什么是焦比？ 3 简述高炉冶炼过程 4 简述高炉生铁中P、S的来源及如何控制生铁中的S、P含量？,
