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内蒙古科技大学毕业设计说明书

在1100oC以上，每提高100oC，可以降焦8到10kg/t铁。近年来，喷吹燃料量逐渐增加，提高风温更是迫切的事情。 1.1.5提高炉顶压力

煤气清洗系统文氏管安装了可调喉口，利用调节文氏管喉口的方法，将高炉顶压控制在35KPa左右。炉顶压力的提高有利于减少压差、稳定炉况、提高煤气利用率、最终提高产量。 1.1.6富氧大喷吹

喷吹燃料是，由于燃料的分解，炉缸的理论燃烧温度有所降低，煤气量增加，块状区热流比下降，煤气利用变差。富氧鼓风可以克服这些足，合适的富氧率与喷吹的燃料成分有关，富氧大喷吹可达到优质、低耗、高产、长寿的冶炼效果。 1.1.7电子计算机的应用

60年代起高炉开始应用计算机，目前已可以控制配料、装料和热风炉操作。

1.2高炉本体

1.2.1高炉炉型发展

高炉炉型发展经历了以下几个阶段。

1) 原始炉型（大腰炉型） 各国原始炉型共同特点是炉缸和炉喉直径小，炉

身下部炉腹（炉腰）直径大，高度小，即所谓的大腰炉型。

2) 近代炉型 19世纪中叶，由于蒸汽鼓风机和焦炭的普遍使用，炉顶装料装

置逐步实现机械化，高炉炉型趋向于扩大炉缸炉喉直径，并向高度方向发展，逐渐形成近代的五段式高炉炉型。

3) 现代炉型 由于人们对产量的要求和原燃料质量的改善，以鼓风机能力的

提高，高炉炉型向着“大型横向”发展。高炉大型化成为高炉冶炼的发展趋势。

1.2.2五段式高炉炉型及炉型尺寸

现代高炉炉型由炉缸、炉腹、炉腰、炉身、炉喉组成，其几何尺寸就是高炉炉型的尺寸。我国高炉炉型各部分名称及尺寸表示方法见图1.1

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图1.1 高炉炉型尺寸表示方法

1) Hu/D Hu/D表征了高炉的矮胖程度，即高径比。Hu/D值越大，炉料和

煤气经过的路径越长，炉料和煤气在炉内接触的时间也越长，因此有利于煤气的热能和化学能的充分利用。但Hu/D值较大时却增加了料柱的高度，从而相应的增加了煤气流通过料柱的阻力损失，不利于高炉冶炼的顺行。因此

Hu/D应有适当值，过大过小都不好。

2) 炉缸尺寸 炉缸是高炉的核心部位。炉缸的容积不仅应能保证足够数量的

燃料燃烧，而且能容纳一定数量的铁和渣。炉缸的高度应能保证在炉缸内容纳两次出铁间隔时间内所生成的铁水和一定数量的炉渣，并应考虑因故而不能按时放渣放铁时能容纳多余的铁水和炉渣，因此炉缸高度直接决定了渣口和风口的高度，同时也影响风口前氧化带的形状和大小，从而也是影响炉况的主要要因素。

3) 炉腹尺寸 炉腹的结构尺寸是炉腹高度h2和炉腹角???。炉腹过高，有可能

在炉料尚未熔融就进入收缩阶段，易造成难行和悬料，炉腹过低则可能减弱

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炉腹应有的作用。Vu1000m3以上的大型高炉炉腹高度在3.0到3.6米，中小型高炉还可以小一些，炉腹角???一般取79?~83?，过大不利于煤气分布，过小使得炉腹部位对下降炉料阻力增加，不利于顺行。

4) 炉腰尺寸 炉腰的高度大小对高炉冶炼没有严重影响。高炉炉腰一般为

1.5~3.0m。

5) 炉身尺寸 炉身尺寸包括炉身高度h4和炉身角(?)。由于高炉大型化主要是

炉型横向增大，所以高炉有效容积增大时高炉炉身高度增大并不多，大型高炉炉身高度基本在16~18m范围。炉身角的大小与炉料的下降和煤气流的上升过程中的分布状态关系极大。炉身角取小时有利于炉料的下降，易发展边缘煤气流。但是，炉身角过小，边缘没气流过分发展，会给高炉操作上下部调节带来困难，不利于煤气热能和化学能的充分利用，容易使炉衬过热而损坏。炉身角取大值时，有利于抑制边缘煤气流过分发展，但是不利于炉料下降。一般取值在80.5?~85.5?之间，现代大型高炉炉身角取值在81?~83?之间。 6) 炉喉尺寸 炉喉的高度应能满足控制炉料分布和煤气流分布为宜，过高会

使炉料挤紧而影响下降，过低难以满足装料制度调节的要求。炉喉高度一般以2.0~2.5m为宜?5?。

1.3高炉炉衬

高炉炉衬是用能够抵抗高温和化学侵蚀作用的耐火材料砌筑成的。炉衬的主要作用是构成工作空间，减少散热损失，以及保护金属结构件免遭热应力和化学侵蚀作用。延长高炉寿命就是要延长炉衬寿命。

随着炼铁技术的发展，高炉炉型正在想着大型高效长寿低耗清洁的方向发展，高炉长寿技术发展尤为突出，新建的高炉或大修改造高炉均积极的采用高炉长寿技术，如陶瓷杯技术，UACR碳砖、铜冷却壁、软水密闭循环、高炉人工智能等专家系统等。90年代末发达国家如日本、西欧等国家高炉的寿命达10到15年(无中修)，最新建或改造的高炉寿命在15年以上，并提出20年的目标。以日本川崎钢铁公司千叶6号高炉(5153m3)和水岛2号高炉(2857m3)为代表,千叶6号高炉炉龄已达到23年以上，一代炉龄产铁量13388t/m3,创造了高炉长寿的世界纪录；

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水岛2号高炉1979年开炉至今仍在运行，正在创造高炉炉龄新的世界纪录。我国好的钢铁企业如，宝钢、首钢、武钢、攀钢等大型高炉的炉龄基本能达到10到12年(无中修)?6?~?8?。

高炉陶瓷杯炉缸炉底结构是在炉底炭砖和炉缸炭砖的内缘，砌筑一层高铝质杯状刚玉砌体层，其具有明显的优越性。主要优点是: (l) 陶瓷质耐火砖具有较好的抗铁水溶蚀性, 能克服炭砖抗铁水溶蚀性差的缺点, 可以减缓或消除炉缸蘑菇形侵蚀。(2)陶瓷质耐火材料导热系数比炭砖低对炉缸铁水有保温作用, 能提高铁水温度, 降低炼铁能耗。(3) 高炉检修短期休风时炉缸残存铁水的温度降低速度较慢, 有利于高炉顺利复风[9]。陶瓷杯结构如图1.2

图1.2 陶瓷杯结构及理论等温线分布

1.3.1对高炉耐火材料性能要求

过去炼铁工作者对高炉耐火材料性能的要求仅限于一些常规性能, 如对炭砖仅要求灰分、耐压强度、体积密度、气孔率等指标, 对陶瓷耐火材料仅要求化学成分、耐火度、荷重软化温度、显气孔率、体积密度、耐压强度、重烧线变化率等指标。

实际上, 上述常规性能指标不能全面地反映出高炉生产条件下耐火砖衬受到破坏的工作条件。例如, 有些高炉内有碱金属和锌的循环富集, 对耐火砖衬形成很强的侵蚀, 成为砖衬的重要侵蚀源。抗碱性差的耐火砖在炉内被碱侵蚀后往往变成粉末, 完全失去强度； 又如, 高炉炉缸到炉身中部有炉渣的侵蚀和冲刷,

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