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1、第四章煉鐵設(shè)備巴音郭楞職業(yè)技術(shù)學(xué)院礦業(yè)工程系王曉遠(yuǎn)目錄1高爐本體2供料系統(tǒng)3送風(fēng)系統(tǒng)4渣鐵處理系統(tǒng)5高爐煤氣處理系統(tǒng)4.1高爐本體高爐本體概述高爐本體包括高爐爐型、爐襯、冷卻裝置、鋼結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)。高爐爐型均為五段式,圓形工作空間。高爐大小以有效容積的立方米數(shù)表示;爐襯耐火材料圍成高爐爐型。爐襯靠冷卻裝置保護,使一代工作爐齡可長達10—15年;鋼結(jié)構(gòu)是加固爐體和支撐各種附屬設(shè)備的構(gòu)件。高爐本體結(jié)構(gòu)仍在不斷向高效、長壽方向發(fā)展之中。概念:高爐內(nèi)部工作空間剖面的形狀稱為高爐爐型或高爐內(nèi)型。(高爐內(nèi)部籍爐墻而形成的工作空間幾何形狀稱為
2、高爐爐型。)4.1.1高爐爐型實踐表明,設(shè)計爐型合理,能促進高爐冶煉指標(biāo)的改善,并利于壽命延長,故爐型是高爐最基本的工藝參數(shù)。高爐爐型為圓斷面五段式即:爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸五部分。現(xiàn)代高爐向大型化發(fā)展,合理爐型總的趨勢是矮胖化。為使高爐保持合理爐型,還要靠爐體結(jié)構(gòu)或爐墻的合理設(shè)計,并輔以正確的操作制度。五段式爐型適應(yīng)了爐料自上而下溫度升高體積膨脹的變化。因此爐身設(shè)計成截錐型,爐料到達爐腰部位開始熔化體積收縮,爐腹呈倒截錐型。這與上升煤氣溫度降低體積收縮也正好符合。直筒爐喉有利于向爐內(nèi)布料及控制布料及控制煤氣分布。直筒
3、爐缸能暫存液態(tài)渣鐵,上部設(shè)有風(fēng)口(4~40個),最低部位設(shè)有出鐵口(1~4個),必要時在中間部位設(shè)1~2個渣口。高爐大小以內(nèi)部有效容積的立方米數(shù)表示。我國有小于100m3的小高爐,也有4000m3以上的巨型高爐。現(xiàn)代高爐向大型化方向發(fā)展,世界上最大的高爐5000m3以上。但高爐有效高度一般不超過30m。4.1.2爐襯爐體結(jié)構(gòu)(爐墻)爐體結(jié)構(gòu)(爐墻)是指爐殼、冷卻器和耐火爐襯三部分組成。爐襯主要是直接抵抗冶煉過程中機械、熱力和化學(xué)的侵蝕,以保護爐殼和其他金屬結(jié)構(gòu),減少熱損失,并形成一定的冶煉空間即爐型。爐殼起密封渣、鐵、煤氣的
4、作用,并承擔(dān)一定的建筑結(jié)構(gòu)的任務(wù)。冷卻器用來保護爐襯、爐殼,其布置輪廓在很大程度上決定著操作爐型。爐襯高爐爐襯是耐火材料圍成高爐爐型的實體。其作用主要是形成高爐冶煉的工作空間,減少冶煉熱損失,保護高爐鋼結(jié)構(gòu)。爐襯在高溫冶煉中受爐料、渣鐵、煤氣的機械磨損、沖刷、粘結(jié)破壞和化學(xué)的侵蝕作用及熱震等而逐漸損壞,至不能工作必須大修時,稱為一代壽命終結(jié)。為減緩蝕損,高爐爐襯要用優(yōu)質(zhì)耐火材料砌筑,常用的耐火材料有陶瓷質(zhì)的粘土磚、高鋁磚、碳質(zhì)的碳磚、石墨碳磚、碳化硅磚及其粘結(jié)劑、填充材料等耐火材料。不同的耐火材料其耐火度、耐蝕性、導(dǎo)熱性及強
5、度均不同,其價格差異甚大,因此在高爐的不同部位應(yīng)使用不同的耐火材料及不同的組合方式。既要滿足長壽要求,又要節(jié)省建筑資金。影響高爐壽命的因素很多,而爐襯的破損程度是根本。實踐表明,爐襯壽命將隨著冶煉條件而變,但最薄弱的環(huán)節(jié)應(yīng)在爐底(含爐缸)和爐身。為此高爐可采用全碳磚砌筑爐缸內(nèi)襯,爐底則為碳轉(zhuǎn)-粘土磚水冷綜合爐底。爐腹、爐腰和爐身下部是高爐爐襯侵蝕最嚴(yán)重的部位,尤其難以形成保護層的爐腰和爐身下部,目前已成為高爐爐襯的最薄弱環(huán)節(jié)。此部位耐火磚現(xiàn)趨向使用純的氧化物(如純氧化鎂、純剛玉),純碳(石墨或半石墨硅)或純碳化硅磚。爐喉處主
6、要受固體爐料摩擦和夾帶爐塵的高爐煤氣流沖刷作用,還有裝入爐料時,溫度的急劇變化帶來的影響。故一般在爐喉直接與爐料碰撞的部位,要用耐磨耐熱鑄鋼制成的爐喉鋼磚來進行保護,鋼磚下面部分用粘土磚。4.1.3高爐冷卻設(shè)備(l)保護爐殼。(2)對耐火材料的冷卻和支承。(3)維持合理的操作爐型。(4)促成爐襯內(nèi)表面形成渣皮,代替爐襯工作,延長爐襯壽命。一、冷卻設(shè)備的作用冷卻介質(zhì):水——水冷空氣——風(fēng)冷汽水混合物——汽化冷卻2.對冷卻介質(zhì)的要求:(1)有較大的熱容量及導(dǎo)熱能力;(2)來源廣、容易獲得、價格低廉;(3)介質(zhì)本身不會引起冷卻設(shè)備
7、及高爐的破壞。二、冷卻介質(zhì)水是高爐的血脈一刻也不能間斷,所以常用兩套供水管路和幾種供水來源,以確保爐襯安全。兩種:外部冷卻:向爐殼外部噴水冷卻?!飪?nèi)部冷卻:將冷卻介質(zhì)通入冷卻設(shè)備內(nèi)部進行冷卻。包括冷卻壁、冷卻板、板壁結(jié)合冷卻結(jié)構(gòu)、爐身冷卻模塊及爐底冷卻等。三、高爐冷卻結(jié)構(gòu)形式4.1.4高爐送風(fēng)管路(風(fēng)口)1.作用:(1)熱風(fēng)總管:輸送熱風(fēng)(2)熱風(fēng)圍管:將熱風(fēng)總管送來的熱風(fēng)均勻地分配到各送風(fēng)支管中。2.材質(zhì):均由鋼板焊成,管中有耐火材料筑成的內(nèi)襯。一、熱風(fēng)總管與圍管作用:將熱風(fēng)圍管送來的熱風(fēng)通過風(fēng)口送入高爐爐缸,并且通過它向
8、高爐噴吹煤粉。二、送風(fēng)支管2.風(fēng)口的損壞原因:(l)熔損;(2)開裂;(3)磨損。又稱風(fēng)口小套或風(fēng)口三套,是送風(fēng)管路最前端的一個部件,用紫銅或青銅制造,空腔式結(jié)構(gòu),內(nèi)通水冷卻。1.安裝:成一定角度探出爐壁。三、風(fēng)口4.1.5高爐鋼結(jié)構(gòu)高爐鋼結(jié)構(gòu)高爐鋼結(jié)構(gòu)包括爐殼、管道、框架、平臺、走梯等等