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2.1 高炉物料平衡计算 ................................................................................................... 19
2.1.1 原料条件及平衡计算[22] ................................................................................ 19 2.1.2 物料平衡计算 ................................................................................................ 24 2.2 高炉热平衡计算 ....................................................................................................... 28
2.2.1 全炉热平衡 .................................................................................................... 28 2.2.2 高温区热平衡 ................................................................................................ 33 2.3炼铁焦比的计算 ........................................................................................................ 35 3.1 炉缸设计 ................................................................................................................... 37
3.1.1 炉缸尺寸 ........................................................................................................ 37 3.1.2 渣口高度 ........................................................................................................ 37 3.1.3 风口高度 ........................................................................................................ 37 3.1.4 风口结构尺寸 ................................................................................................ 37 3.1.5 风口数目的确定 ............................................................................................ 37 3.1.6 死铁层厚度 .................................................................................................... 38 3.2 炉腰直径D，炉腹角β，炉腹高度h2 .................................................................... 38 3.3 炉喉直径d1，炉喉高度h5，炉身角α，炉身高度h4，炉腰高度 h3 .................. 38 3.4 校核炉容 ................................................................................................................... 39 3.5 炉顶高度h6，全高H ............................................................................................... 39 第四章 炉衬设计 .................................................................................................................... 42
4.1 高炉各部位耐火材料的选择 ................................................................................... 42
4.1.1 炉缸及炉底部 ................................................................................................ 42 4.1.2 炉腹部位、炉腰部位及炉身中下部 ............................................................ 42 4.1.3 炉身上部及炉喉部位 .................................................................................... 42 4.2 炉衬砌筑 ................................................................................................................... 43
4.2.1 炉缸及炉底部位的砌筑 ................................................................................ 43 4.2.2 炉腹部位砌筑 ................................................................................................ 44 4.2.3 炉腰部位砌筑 ................................................................................................ 44 4.2.4 炉身部位砌筑 ................................................................................................ 44
第五章 高炉冷却设备的选择 ................................................................................................ 46
5.1炉底炉缸冷却设备的选择 ........................................................................................ 46
5.1.1 炉底冷却设备 ................................................................................................ 46 5.1.2 炉缸侧壁冷却设备 ........................................................................................ 47 5.1.3 炉底，炉缸的砌筑 ........................................................................................ 47 5.2 炉腹冷却设备的选择 ............................................................................................... 47
5.2.1炉腹冷却设备 ................................................................................................. 47
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5.2.2炉腹冷却设备 ................................................................................................. 48 5.3 炉腰、炉身下部冷却设备的选择 ........................................................................... 48
5.3.1炉腰、炉身下部冷却设备 ............................................................................. 48 5.3.2 炉腰冷却设备砌筑 ........................................................................................ 49 5.4炉身中部、上部冷却设备 ........................................................................................ 49
5.4.1 炉身中部冷却设备 ........................................................................................ 49 5.4.2 炉身上部及炉喉冷却设备 ............................................................................ 50 5.4.3炉身冷却设备铺设 ......................................................................................... 50 5.5 高炉冷却水系统 ....................................................................................................... 52 第六章 渣铁处理系统的设计 ................................................................................................ 54
6.1风口平台及出铁场的设计 ........................................................................................ 54
6.1.1风口平台的设计 ............................................................................................. 54 6.1.2出铁场的设计 ................................................................................................. 54 6.1.3出铁场的平坦化 ............................................................................................. 54 6.2铁沟、渣沟及撇渣器的设计 .................................................................................... 55
6.2.1铁沟的设计 ..................................................................................................... 55 6.2.2渣沟的设计 ..................................................................................................... 55 6.2.3撇渣器的设计 ................................................................................................. 55 6.2.4摆动流嘴 ......................................................................................................... 56 6.3炉前设备的选型 ........................................................................................................ 56 6.4铁水罐车的选择 ........................................................................................................ 59
6.4.1 铸铁机的选择 ................................................................................................ 59 6.5 INBA（因巴）法炉渣处理 ...................................................................................... 60
6.5.1渣量核算 ......................................................................................................... 61
参考文献 .................................................................................................................................. 62 致谢 .......................................................................................................................................... 65
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第一章 文献综述
1.1高炉冶炼概况及发展
高炉冶炼是获得生铁的主要手段，它以铁矿石（天然矿、烧结矿、球团矿）为原料，焦煤、煤粉、重油、天然气等燃料和还原剂，以石灰石、等为溶剂、在高炉内通过燃料燃烧、氧化物中铁元素的还原及非铁氧化物造渣等一系列复杂的物理化学过程，获得生铁，起主要副产品为高炉炉渣和高炉煤气[1]。 1.1.1高炉生产主要经济指标技术
20世纪50年代以来，国家一直沿用从前苏联引来的高炉有效容积利用系数(1v)和冶炼强度(Is)等，作为评价高炉冶炼强化的指标。这些指标都是以高炉有效容积(Vu)为基准得来。
高炉有效容积利用系数 ?v?P，t/(m3·d) Vu高炉冶炼强度 Is?Qk，t/(m3·d) Vu式中P，Q——分别为高炉的生铁日产量和燃料日耗量，t/d 高炉主要经济技术指标如表1.1：
表1.1高炉主要经济技术指标
技术指标 高炉有效容积 利用系数 焦比 煤比 热风温度 炉顶压力 单位 m3 t/(m3·d) kg/t kg/t oC MPa 指标值 3200 2.28 310 200 1200 0.2 备注 max2.5 max250 max2500 max0.25
除外，欧洲流行采用以炉缸面积(A)为基准的强化指标： 炉缸面积利用系数曲 ?h?炉缸燃烧强度 Ic?P错误！未找到引用源。,t/m3·d AQ A对比而言，后者比前者在冶金概念上要科学些，生产实践表明，在一定的冶炼条件上，高炉的入炉风量、燃料燃烧量、煤气生产量和生铁产量都与炉缸面积
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成正比，这是高炉大型化的基本出发点?2?~?3?。 1.1.2炉容大型化及其空间尺寸的发展
我国现有高炉1250座左右，大于1000m3以上容积的高炉有仅128座，高炉结构不合理，平均炉容小，落后产能所占比重过大；固体废弃物(尘、泥和炉渣等)产生总量增长过快；烧结SO2排放形势日益严峻等。
生产实践证明，大型高炉容加上精料、高风温、高压炉顶、综合喷吹以及春水冷却等近代技术，可以降低单位烧结面积的基建投资和经营费用，提高劳动生产率，烧结矿质量，使高炉能耗降低、寿命增加，高炉利用系数也可达到2.0以上，同时生产管理方便，易于环境治理。 1.1.3炉料向精料发展
高炉的炉料结构从上世纪70年代以来几经变化，由开始的原矿冶炼到全部使用烧结矿，最后改为机烧结矿配酸性球团矿，炉料结构变化及相应的主要生产指标如表1.2：炉料结构及主要生产指标?4?
表1.2炉料结构及主要生产指标
时间
年 1970 1970~1977 1980~1985 1986~1988
炉料结构
块矿 土烧结矿和块矿 高、低碱度烧结矿 高碱度烧结矿、土烧球团矿 高碱度烧结矿、土烧球团矿
系数 t/m3·d 0.8 1.0 2.411 2.403
焦比 Kg/t 1035 968 592 593
冶强 t/m3·d 082 0.97 1.364 1.41
石灰石 熟料比 品位 Kg/t % % 490 560 17.4 23.3
3.09 57.43 100 100
50.29 51.92 56.27
1992 2.795 599 1.663 14.9 100 54.57
注：入炉焦比按碎铁加入量进行了折算。
随着高炉冶炼的强度的增加，炉料正向着精料方向发展，精料包括入炉矿石的品味，改善入炉原料的还原性能，调高熟料率，稳定入炉原料成份和粒度。 1.1.4提高鼓风温度
提高鼓风温度可以大幅度降低焦比，特别是在鼓风温度较低时效果更为显著，一般认为，在1000oC一下，每提高风温100oC，可以节焦10到20kg/t铁，
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