1、一座年产 100 万吨炼钢生铁的高炉炉型设计1. 摘要高炉炉型是指高炉内部耐火材料构成的几何空间，近代高炉炉型由炉缸、炉腹、炉腰、炉身和炉喉五部分组成。炉型的设计要适应原燃料条件，保证冶炼过程的顺行。高炉炉型设计的依据是单座高炉的生铁产量，由产量确定高炉有效容积，以高炉有效容积为基础，计算其它尺寸。本设计主要从高炉炉型设计、炉衬设计、高炉冷却设备的选择、风口及出铁口的设计。高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸五部分。高炉的横断面为圆形的炼铁竖炉，用钢板作炉壳，高炉的壳内砌耐火砖内衬。同时为了实现优质、低耗、高产、长寿炉龄和对环境污染小的方针设计高炉，高炉本体结构和辅助系统必须满足耐
2、高温，耐高压，耐腐蚀，密封性好，工作可靠，寿命长，产品优质，产量高，消耗低等要求。在设计高炉炉体时，根据技术经济指标对高炉炉体尺寸进行计算确定炉型。对耐火砖进行合理的配置，对高炉冷却设备进行合理的选择、对风口及出铁口进行合理的设计。2. 高炉高炉炉型设计与计算（一） 、确定容积1、确定年工作日高炉的工作日是指高炉一代寿命中，扣除大、中、小修时间后，平均每年的实际生产时间。根据国内经验，不分炉容大小，年工作日均可定为 355 天。利用系数 v=2.0t/(m3 d)。2、确定高炉日出铁量 = 1000000/355=2816 t/d年 工 作 日年 产 量高 炉 日 出 铁 量 3、确定高炉的有
3、效容积 Vu= 2816/2=1408Uu PV高 炉 有 效 容 积 利 用 系 数高 炉 日 出 铁 量（二） 、高炉缸尺寸1、炉缸直径 d炉缸直径的计算可参考下述经验公式：大型高炉 =0.3214080.458 m45.032uV2、炉缸高度 hA 渣口高度 h 渣= (1.271.22816)/(90.557.182) 1.91m 式中：b生铁产量波动函数，一般取值 1.2N昼夜出铁次数，取 927.1dcbp铁渣 铁水密度，取值 7.1t/ 铁C渣口以下炉缸容积利用系数，取值 055一般小高炉设一个渣口，大中型高炉设两个渣口，高低渣口标高差一般为100200mm，2000m 3以上高
4、炉渣口数目应和铁口数目一起考虑，如有两个铁口，可以设二个渣口。B、风口高度 h 风=1.91/0.5=3.82 m 渣口高度与风口高度的比，一般 二 0.50.6（渣量大取低值） 。kkC、炉缸高度 h1h1=h 风 +a =3.82+0.5=4.32 m式中 a风口结构尺寸，一般 a=0.350.5m，中小高炉取下限，大高炉取上限。（三） 、死铁层厚度 h0死铁层的作用在于防止炉底炉渣，煤气侵蚀和冲刷，使炉底温度均匀稳定。通常死铁层厚度为 450600mm，新设计的大型高炉多在 1000mm 左右或更高。（四） 、炉腰直径 D1、炉腰直径 D大型高炉 D/d=1.101.15 D=1.158
5、=9.2m中型高炉 D/d=1.151.25小型高炉 D/d=1.251.52、炉腹角 炉腹角 一般为 7982。 炉腹角 为 80 3、炉腹高度 2h炉腰直径和炉腹角确定后，炉腹高度就已经确定了。=0.5（9.28）5.7=3.4 m近代大中型高炉炉腹高度度接近，一般为 3.03.6m，小高炉低些。（五） 、炉喉直径 d1 ，炉喉高度 h5, 炉身角 ，炉身高 h4，炉腰高 h31、炉喉直径 d1目前 d1/D 常在 0.650.72 之间，大中型高炉可取 0.7，小型高炉可取 0.67。9.20.7=6.44 m2、炉身角 目前设计炉型 均在 8284之间，大型高炉炉身角小些，小型高炉炉身
6、角大些炉身角 取 843、炉身高 h4炉喉直径 d，和炉身角 确定，炉腰直径 D 也确定了，炉身高 h4实际就随之而定。渣风 tgdD12=（9.26.44）0.59.5=13.1m4、炉喉高 一般在 2 米左右。5h=255、炉腰高 h3炉腰高度大小对高炉冶炼过程影响不很显著，在设计时常用炉腰高度来调整炉容积，一般为 0.53m，可按以下步骤计算：（1）先确定高炉有效高度 Hu大型高炉 =6.4414080.2=27.5 m2.046uV620m3以下高炉 65.u（2）确定炉腰高 h3=27.39(4.32+3.4+13.1+2)=4.57 m54213Hhu（六） 、校核炉容炉缸容积 =
7、 (3.14*8*8*4.32/4)217.03m3炉腹容积 197.82 m3炉腰容积 303.80 m3炉身容积 =3.1413.1(84.64+59.25+41.47)12635.71m3炉喉容积 =3.1441.472465.15 m3高炉实际有效容积 54321VVu=217.03+197.82+303.80+635.71+65.15=1419.51m3其相对误差 =(1419.511408) 14081008.17*10 -3要求小于 1%，否则必须重新调整计算。 符合要求！（七） 、其它尺寸tgdD1411hdV222dD3342121hV52154d%10uV1、 大钟直径 d
8、0大钟直径决定了炉喉与大钟的间隙，即（d 1d 0）/2,它的大小决定着炉料堆类的位置。不同炉容炉喉间隙见下表：不同炉容的炉喉间隙高炉有效容积（米 3）55 100 250 600 1000 1500 2000炉喉间隙（毫米） 500 550 600 700 800 9009501000d0=6.44(0.92)=4.64 m2、风口数目 n中小型高炉常用 n=2(d+1)大型高炉可用 n=2(d+2) =n=2(d+1)=2(8+2)=20 个3、铁口数目日产生铁量在 25003000 吨以下的高炉可只设置一个铁口，大型高炉可设置 23 个铁口。4、渣口数目 一般小高炉设一个渣口，大中型高炉
9、设两个渣口，高低渣口标高差一般为100200mm，2000m 3以上高炉渣口数目应和铁口数目一起考虑，如有两个铁口，可以设二个渣口。故高炉只设置一个铁口5、炉顶法兰盘至大钟下降位置的底面高度 h6h6的值可参照相近炉容的高炉选取。 h 6=4.6 m3. 总结与体会通过对高炉炉型的大量研究和计算，我 对逐步认识到高炉炉型与原燃料和鼓 风制度的适应性关系，即炉型与炉料运 动和煤气流运动规律的适应 性。炉型是随着原燃料条件的改善，操作水平的提高，科学技术的进步而不断发展变化的。作为冶金人，更应该学好用好冶金知识。4. 参考资料1 炼铁设计参考资料 炼铁设计参考资料编写组编 冶金工业出版社, 1992.2 炼铁设备及车间设计 万清国主编 冶金工业出版社, 1998.3 炼铁学 罗吉敏主编 冶金工业出版社. 2000.4 冶金设备及工厂设计北京：冶金工业出版社，2002
