安徽工业大学 炼铁毕业设计说明书

砌砖砖缝应不大于1mm（本设计取1mm），上下层砖缝和环缝均应错开。 3.4.4炉腰设计

炉腰紧靠炉腹，侵蚀作用也相似。本设计采用过渡式炉腰结构，该部位砌筑一层345mm厚的高铝砖，砌砖紧靠冷却壁，砌砖砖缝应不大于1mm（本设计取1mm），上下层砖缝和环缝均应错开。 3.4.5炉身设计

炉身中下部受到侵蚀情况与炉腰较为相似，采用YB407-63型高铝砖，厚度为345mm；炉身上部和中部温度较低（400～800℃），无炉渣形成和渣蚀危害，这部位主要承受炉料冲击、炉尘上升的磨损或热冲击（最高达50℃/min）或者受到碱、锌等的侵入和碳的沉积而遭受破坏。所以该部位主要采用低气孔率的优质粘土砖及高铝砖，本设计采用800mm粘土砖。 3.4.6炉喉设计

此处主要受到固体炉料的摩擦和夹带炉尘的高速煤气流的冲刷，以及装入炉料时温度急剧变化带来的影响，所以采用耐磨和耐热的铸钢制成的炉喉钢砖ZG35砌筑，壁厚741mm。

3.5 炉体冷却

3.5.1冷却目的

通过合理的炉体冷却可以： （1）充分冷却内衬，延长寿命。 （2）维持合理炉型

（3）当耐火内衬被侵蚀后，必须保护高炉炉壳免受损坏。 3.5.2炉底冷却形式选择

大型高炉炉缸直径较大，周围径向冷却壁的冷却，已不足以将炉底中心部位的热量散发出去，如不进行冷却则向下侵蚀严重。目前，多数高炉炉底都采用水冷的方法，即水冷炉底。

水冷管中心线以下埋置在炉基耐火混凝土基墩上表面中，中心线以上为碳素捣固层，水冷管为46×υ146mm×10mm，炉底中心部位水冷管间距200～300mm（本设计取200mm），边缘水冷管间距为300～500mm（本设计取

28

安徽工业大学 炼铁毕业设计说明书

350mm），水冷管两端伸出炉壳外50～100mm。炉壳开孔后加垫板固定，开空处应避开炉壳折点150mm以上。

水冷炉底结构应保证切断给水后，可排出管内积水，工作时排水口要高出水冷管水平面，保证管内充满水。 3.5.3冷却设备选择

目前主要冷却方式有水冷、风冷和汽化冷却方式三种，从炉体看有外部和内部两种形式。外部冷却也称喷水冷却。内部冷却主要有光面冷却壁（3-3），镶砖冷却壁（3-4），支梁式水箱。

图3-3 光面冷却壁

图3-4 镶砖冷却镶砖冷却壁

冷却壁是把无缝钢管铸入生铁中制成的，分镶砖和光面两种。前者用于炉腹以上，后者用于炉缸炉底周围。光面的冷却强度相对地比镶砖的大，但镶砖

29

安徽工业大学 炼铁毕业设计说明书

表面耐磨又易结渣皮，渣皮可以代替炉衬工作。冷却壁的好处是炉壳开孔小而少，不损坏炉壳钢板强度，有良好的密封性，特别是在采用高压操作的高炉上，更显出它的特殊优越性。它的缺点是冷却壁损坏后不能更换，只有备用水冷却。

1.炉缸和炉底部位冷却设备选择

炉缸和炉底选用光面冷却壁，砌与冷却壁之间留100～150mm（本设计取150mm）的缝隙，其中填以炭质填料。光面冷却壁与炉壳之间留20mm的缝隙，并用稀泥浆灌满。

光面冷却壁尺寸大小要考虑到制造与安装的方便，冷却壁宽度一般为700～1500mm，厚度80～120mm（本设计取120mm），高度视炉壳折点而定，一般小于3000mm（本设计取1300mm）。安装时，同段冷却壁间直缝为20mm，上下段间水平缝为30mm，上下两段冷却壁间垂直缝应相互错开，缝间用铁质锈接料锈接严密。

2.炉腹、炉腰和炉身

这些部位采用镶砖冷却壁冷却，冷却壁紧靠炉衬。从外形看，镶砖冷却壁一般有三种结构形式：普通型、上部带凸台型和中间带凸台型。镶砖冷却壁厚度为250～350mm（本设计取350mm），高度小于3000mm。炉腹和炉腰采用普通型镶砖冷却壁，炉腹部位冷却壁高度取1600mm，炉腰部位冷却壁高度取2000mm;炉身采用上部带凸台型镶砖冷却壁，高度2000mm，凸台突出长度200mm，肋高200mm。凸台冷却壁的凸台部分起到支撑上部砌砖的作用，可以取消最长层的支梁水箱，简化了冷却系统结构，减少了炉壳开孔。

3.炉喉

炉喉钢砖采用二段式水冷：炉头部位喷涂FN-130喷涂料作为内衬，使用寿命一代炉役。

4.风口

24个风口，每套风口由大、中、小三个水套组成，采用铸铜贯流式风口，热传导率大，冷却效果好。

5.炉顶

采用喷水冷却。

30

安徽工业大学 炼铁毕业设计说明书

3.5.4冷却水耗量的计算

根据Q=cM（t-t0）×103得 冷却水耗量M=

Q

c（t-t0）?103式中Q————热负荷，kcal/h；

c————水的质量热容量，1kcal/（kg·℃）； M————冷却水的消耗量t/h； t————冷却水出水温度，℃； t0————冷却水进水温度，℃； △t取5℃。

根据大型高炉总热负荷计算经验公式： Q=0.12n+0.0045VU

式中，n————风口数，个，n=24

VU————高炉有效容积，m3，2307.88 所以Q=0.12×24+0.0045×2307.88=13.27×106 kcal/h

冷却水的温差计算，水沸腾时，水中的钙和镁离子以氧化物形式沉淀产生水垢，降低冷却效果。因此，应避免冷却器内部冷却水沸腾，主要途径是控制进水温度和温度差，取值见表3-3

表3-3进出水温差（℃）

炉体部位 炉身上部 炉身下部 炉腰 炉腹 风口带 炉缸 风口大套 风口二套 水温差 14 12 11 8 4 4 6 6 所以M=

Q 3c△t?1013.27?106= 31?5?10=2654t/h

在炉役的后期，因冷却壁的破损而引起炉皮发红，需喷水冷却，则冷水量需增加15%，则炉役后期需水量为

2654×（1+0.15）=3052.1t/h

31