炼铁设计基础复习_精密机械设计基础复习

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有效容积利用系数定义：每昼夜每立方米高炉有效容积的生铁产量，即每昼夜的生铁产量P与高炉有效容积之比。

焦比K定义：冶炼每吨生铁所消耗的焦炭量，即每昼夜焦炭消耗量Qk与每昼夜生铁产量P之比。

冶炼强度I定义：每昼夜每立方米高炉有效容积燃烧的焦炭量，即高炉一昼夜消耗的焦炭量Qk与有效容积Vu的比值。

燃烧强度;每平方米高炉炉缸截面积每昼夜燃烧的焦炭的吨数。

年工作日：高炉一代寿命期间，扣除大、中、小修时间后，每年平均实际生产时间；年工作日一般取日历时间的95%

高炉车间平面布置形式根据铁路线的布置可分为4种：1）一列式布置2）并列式布置3）岛式布置4）半岛式布置

炉衬：按照设计炉型，以耐火材料砌筑的实体为高炉炉衬。

炉衬的作用：1）构成高炉的工作空间，直接抵抗冶炼过程中的机械、热和化学侵蚀 2）减少高炉的热损失

3）保护炉壳和其他金属结构免受热应力和化学侵蚀的作用。

炉衬破损机理：1）高温渣铁的渗透和侵蚀；2）高温和地震；3）炉料和煤气流的摩擦冲刷及煤气碳素沉积的破坏作用；4）碱金属及其他有害元素的破坏作用。

对耐火材料的要求：耐火度要高、荷重软化温度要高、高温体积稳定性要好

高炉常用耐火材料：1）陶瓷质材料：粘土砖、高铝砖、刚玉砖和不定型耐火材料

2）碳质耐火材料;碳砖、石墨碳砖、石墨碳化硅砖、氮结合碳化硅砖等

碳质耐火材料主要特点：1）耐火度高，极高的荷重软化温度；2）抗渣性能好；3）良好导热性和导电性；4)热膨胀系数小，体积稳定性好；4)致命弱点是易氧化，对氧化性气氛抵抗能力差。

冷却设备的作用l）降低炉衬温度，使炉衬保持一定强度，维持合理的操作炉型。2）促成炉衬内表面形成渣皮，代替炉衬工作，延长炉衬寿命3)保护炉壳和各种钢结构4）有些冷却设备起对耐火材料的支撑作用。

冷却介质：水——水冷，空气——风冷，汽水混合物——汽化冷却

对冷却介质的要求：1）有较大的热容量及导热能力；2）来源广、容易获得、价格低廉；3）介质本身不会引起冷却设备及高炉的破坏。

高炉冷却结构形式两种：外部冷却：向炉壳外部喷水冷却。内部冷却：将冷却介质通入冷却设备内部进行冷却

冷却壁的优点：①冷却壁安装在炉壳内部，密封性好；②冷却均匀，侵蚀后炉衬内壁光滑。缺点：消费金属多、笨重、冷却壁损坏后不能更换。

冷却壁的缺点：冷却程度不如冷却板和支梁式水箱大，烧毁后拆换困难，普通冷却壁没有支撑上部炉衬砖的能力，并且容易断裂。铜冷却壁的特点：（l）铜冷却壁具有导热率高，热损失低的特点；（2）利于渣皮的形成与重建；（3）铜冷却壁的投资成本。

冷却设备的工作制度，即制定和控制冷却水的流量、流速、水压和进出水的温度差等。

热负荷：高炉某部位需要由冷却水带走的热量称为热负荷。式中：

Q

——热负荷，kJ/h；

M——冷却水消耗量，t/h；

c——水的比热容，kJ/(kg•℃)；

t——冷却水出水温度，℃；

t0——冷却水进水温度，℃。

冷却强度：单位表面积炉衬或炉壳的热负荷称为冷却强度。

提高冷却水温差的方法：1）减低流速；2）增加冷却设备串联个数

高炉冷却系统方式： 汽化冷却开式工业水循环冷却系统软（纯）水密闭循环冷却系统

1）工作稳定可靠 ；（2）冷却效果好，高炉寿命长 ；（3）电能耗量低；（4）节水；（5）检漏技术不成熟。

软水闭路循环冷却中的“欠冷度”:冷却水饱和蒸汽温度与冷却器内冷却水实际温度之差。陶瓷杯”是指炉底砌砖的下部为垂直或水平砌筑的碳砖，碳砖上部为1～2层刚玉莫莱石砖 高炉基础：高炉基础是高炉下部的承重结构，它的作用是将高炉全部荷载均匀地传递到地基。高炉基础由埋在地下的基座部分和地面上的基墩部分组成。

高炉基础承受的荷载有：静负荷、动负荷、热应力的作用，其中温度造成的热应力的作用最危险。

基座厚度：由承受的力矩计算，结合水文地质条件及冰冻线等综合情况确定，要求在冰冻线以下，地下水线以上。

皮带机运输的优点：①设备简单，节省投资；②实现沟下操作自动化，改善劳动条件；③可以降低矿槽漏嘴的高度，利于增大贮矿槽容积。

皮带机上料系统优点：①可以将贮矿槽等设施远离高炉；②上料能力大，效率高而且灵活，炉料破损率低；③减轻了设备重量，简化了控制系统。对炉顶装料设备的基本要求：①要适应高炉生产能力；②布料均匀，能够调节炉料堆尖位置；③保证炉顶可靠密封；④设备结构简单和坚固；⑤操作方便，尽可能实现自动化。

无钟炉顶装置的类型：并罐和串罐；无钟炉顶装置由五部分构成: 1）受料漏斗;2）料仓；3）中央卸料器;4）旋转流槽；5）流槽传动部分与托板；

无钟炉顶装置优点:1）布料灵活，可以实现单环、多环、定点、和扇形布料；2）密封性好，能承受高压操作；3）无钟炉顶的质量小，高度低，拆装灵活，运输方便，4）要求自动化程度高。

无料钟炉顶的结构形式分类：并罐式和串罐式

无料钟炉顶的布料方式：1）定点布料；2）扇形布料；3）环形布料；4）螺旋布料；

高炉冶炼对鼓风机（高炉的心脏）的要求:①要有足够的鼓风量；②要有足够的鼓风压力；③送风要均匀、稳定；④有良好的调节性能和一定的调节范围。⑤炉机配合。常用的两种高炉鼓风机有：离心式和轴流式

鼓风机特性曲线：在一定的吸气条件下，鼓风机的风量、风压、效率及转速之间的关系曲线

三种基本结构形式 内燃式热风炉 外燃式热风炉 顶燃式热风炉

传统型内燃式热风炉 由炉衬、燃烧室、蓄热室、炉壳、炉篦子、支柱、管道及阀门等组成燃烧室和蓄热室砌在同一炉壳内，之间用隔墙隔开。

外燃式热风炉的分类：1）地得式

2）考贝式

3）马琴式

4）新日铁式

外燃式热风炉的优点：1）结构上；外燃式比内燃式合理；2）燃烧室、蓄热室、拱顶等部位砖衬可以单独膨胀和收缩，可以承受高温作用；3）由于两室都做成圆形断面，且拱顶有特殊连通结构，使炉内气流分布均匀，有利于燃烧和热交换。

内燃式热风炉燃烧室断面形状有三种：圆形、眼睛形、复合形

热风炉砌体破损机理：1）热震破损2）烟气粉尘的化学侵蚀3）机械荷载作用 热风炉用耐火材料的主要特性：1)耐火度：（较高的耐火度和荷重软化温度）2）抗蠕变性；3）体积稳定性；4）导热性；5)热容量；6）抗压强度；

格子砖的主要特性指数有（1）有效通道截面积m2（2）1m3格子砖的受热面积f ：m2/m3

（3）填充系数1-：m3/m3（4）当量厚度S 金属燃烧器 陶瓷燃烧器

硅砖（二氧化硅含量在95%左右）：用于拱顶、燃烧室和蓄热室及大墙炉衬的上部，特性：①高温性能好；耐火度、荷重软化温度高；②蠕变温度高且蠕变率低；③体积密度小，蓄热能力差，600℃以下有相变，体积变化大、故使用温度大于600℃。

提高风温的途径1.增加蓄热面积；2.采用高效率格子砖；3.提高煤气发热值——加焦炉煤气或天然气；4.预热助燃空气或煤气；5.控制最小的空气过剩系数；6.气流均匀分布。按磨煤机分为两类：球磨机制粉、中速磨制粉

球磨机的优点： 对原煤品种的要求不高，它可以磨制各种不同硬度的煤种，并且能长时间连续运行，因此短期内不会被淘汰。缺点：设备笨重，系统复杂，建设投资高，金属消耗多，噪音大，电耗高，并且即使在断煤的情况下球磨机的电耗也不会明显下降。

中速磨优点：结构紧凑、占地面积小、基建投资低、噪声小、耗水量小、金属消耗少和磨煤电耗低。但是不能磨硬质煤，原煤中的铁件和其它杂物必须全部去除。

直接喷吹工艺：在煤粉制备站与高炉之间距离小于300m的情况下，把喷吹设施布置在制粉站的煤粉仓下面，不设输粉设施，这种工艺称为直接喷吹工艺。

间接喷吹工艺：在制粉站与高炉之间的距离较远时，增设输粉设施，将煤粉由制粉站的煤粉仓输送到喷吹站，这种工艺称为间接喷吹工艺。

煤粉爆炸的条件：1）必须具备一定的含氧浓度。2）一定的煤粉悬浮浓度。3）煤粉温度达到着火点。

单管路喷吹必须设置分配器

粗除尘设备 重力除尘器 旋风除尘器 半精细除尘设备

洗涤塔

溢流文氏管

精细除尘设备

文氏管

静电除尘器

布袋除尘器