高炉本体(1) 高炉本体包括髙炉基础、钢结构、炉村、冷却装置,以及髙炉炉型设计计算等。高炉的大小以高炉有效容积 有)表示;高炉有效容积和座数表明髙炉车间的规模,髙炉有效容积和炉型是高炉本体设计的基础。近代 高炉有效容积向大型化发展。目前,世界大型高炉有效容积已达到5000m3级,而炉型设计则向着大型横向发 展,H有/D值已近20左右 高炉本体结构的设计以及是否先进合理是实现优质、低耗、高产、长寿的先决条件,也是髙炉辅助系统装置 的设计和选型的依据。高炉炉衬用耐火材料,已由单一的陶瓷质耐火材料,普遍地过渡到陶瓷质和碳质耐火材 料综合结构,也有采用高纯度A23的刚玉砖和碳化硅砖;髙炉冷却设备器件结构亦在不断改进,软水冷却、 纯水冷却在逐渐扩大其使用范围。由于炉体综合设计水平的提高,强化高炉炉龄已可望达到十年或更长。高炉 本体结构及其设计是高炉车间设计首先要解决的关键所在,必须慎重对待 3.1高炉炉型 高炉是竖炉。高炉内部工作空间剖面的形状称为髙炉炉型或称髙炉内型。高炉问世二百多年来,随着人们对 产量的要求和原料燃料条件的改善,以及鼓风能力的提高,高炉炉型也在不断地演变和发展;高炉冶炼的实质 是上升的煤气流和下降炉料之间所进行的传热传质过程,因此必须提供撚料燃烧所必须的空间,提供髙温煤气 流与炉料进行传热传质的空间。炉型要适应原料燃料条件,保证冶炼过程的顺行。 1.1炉型的发展过程 图3-所示原始形髙炉炉型,由于当时工业不发达,高炉冶炼以人力、蓄力、风力、水力鼓风,鼓风能力很 弱,为了保证整个炉缸载面获得高温,炉缸直径很小;冶炼以木炭或无烟煤为燃料,机械强度很低,为了避免 在髙炉下部压碎而影响料柱透气性,故原始髙炉髙度很小;为了人力装料方便并能够将炆料裝到炉喉中心,炉 喉直径也很小,而大的炉腰直径减小了烟气外流速度,延长了烟气在炉内停留时间,起到切住炉内热量的作 用。因此,炉缸和炉喉直径小,炉身下部炉腹直径大,高度小等等,是各国原始髙炉炉型的共同特点。 19世纪末叶,由于蒸汽鼓风机和焦炭的使用,炉顶装料装置逐步实现机械化,高炉内型趋冋于扩大炉缸炉 喉直径,并向高度方向发展,逐渐形成近代五段式高炉炉型。最初的五段式炉型,由于受德国的L.格留汉尔思 想的影响,基本上是瘦长型;德国、美国髙炉有段时间炉型都是瘦长型,由于冶炼效果并木理想,相对髙度又 逐渐有所降低 近代高炉,由于鼓风机能力进一步提髙,原料燃料处理更加精细,高炉炉型冋着“大型横向”发展。 50年代美国、英国大型高炉有效容积为1200m’以下,有效髙度(H有)与炉腰直径(D)之比均3·2 36;到1981年全世界超过4000m3高炉已有20余座,它们的有效高度与炉腰直径之比为1.92~2.2。近代 高炉炉型见图3-2
高炉本体（1） 高炉本体包括高炉基础、钢结构、炉村、冷却装置，以及高炉炉型设计计算等。高炉的大小以高炉有效容积 （V有）表示；高炉有效容积和座数表明高炉车间的规模，高炉有效容积和炉型是高炉本体设计的基础。近代 高炉有效容积向大型化发展。目前，世界大型高炉有效容积已达到5000m3级，而炉型设计则向着大型横向发 展，H有／D值已近2.0左右。 高炉本体结构的设计以及是否先进合理是实现优质、低耗、高产、长寿的先决条件，也是高炉辅助系统装置 的设计和选型的依据。高炉炉衬用耐火材料，已由单一的陶瓷质耐火材料，普遍地过渡到陶瓷质和碳质耐火材 料综合结构，也有采用高纯度Al2O3的刚玉砖和碳化硅砖；高炉冷却设备器件结构亦在不断改进，软水冷却、 纯水冷却在逐渐扩大其使用范围。由于炉体综合设计水平的提高，强化高炉炉龄已可望达到十年或更长。高炉 本体结构及其设计是高炉车间设计首先要解决的关键所在，必须慎重对待。 3.1高炉炉型 高炉是竖炉。高炉内部工作空间剖面的形状称为高炉炉型或称高炉内型。高炉问世二百多年来，随着人们对 产量的要求和原料燃料条件的改善，以及鼓风能力的提高，高炉炉型也在不断地演变和发展；高炉冶炼的实质 是上升的煤气流和下降炉料之间所进行的传热传质过程，因此必须提供燃料燃烧所必须的空间，提供高温煤气 流与炉料进行传热传质的空间。炉型要适应原料燃料条件，保证冶炼过程的顺行。 3.1.1炉型的发展过程 图3－l所示原始形高炉炉型，由于当时工业不发达，高炉冶炼以人力、蓄力、风力、水力鼓风，鼓风能力很 弱，为了保证整个炉缸载面获得高温，炉缸直径很小；冶炼以木炭或无烟煤为燃料，机械强度很低，为了避免 在高炉下部压碎而影响料柱透气性，故原始高炉高度很小；为了人力装料方便并能够将炉料装到炉喉中心，炉 喉直径也很小，而大的炉腰直径减小了烟气外流速度，延长了烟气在炉内停留时间，起到切住炉内热量的作 用。因此，炉缸和炉喉直径小，炉身下部炉腹直径大，高度小等等，是各国原始高炉炉型的共同特点。 19世纪末叶，由于蒸汽鼓风机和焦炭的使用，炉顶装料装置逐步实现机械化，高炉内型趋向于扩大炉缸炉 喉直径，并向高度方向发展，逐渐形成近代五段式高炉炉型。最初的五段式炉型，由于受德国的L．格留汉尔思 想的影响，基本上是瘦长型；德国、美国高炉有段时间炉型都是瘦长型，由于冶炼效果并木理想，相对高度又 逐渐有所降低。 近代高炉，由于鼓风机能力进一步提高，原料燃料处理更加精细，高炉炉型向着“大型横向”发展。 50年代美国、英国大型高炉有效容积为1200m’以下，有效高度（H有）与炉腰直径（D）之比均 3·2～ 3· 6；到 1981年全世界超过4000m3高炉已有20余座，它们的有效高度与炉腰直径之比为1．92～2．2。近代 高炉炉型见图3－2
31.2五段式高炉炉型 五段式高炉炉型见图3-3 (1)高炉有效容积和有效髙度。髙炉大钟下降位置的下线到铁口中心线间的距离称为髙炉有效高度(H 有),对于无钟炉顶为流槽最低位置的下线到铁口中心线之间距离;在有效高度范围内,炉型所包括的空间称 为高炉有效容积(V)。我国曾对炉容做过系列设计,并习惯地规定,Vu620m3为大型高炉,所以把高炉分为大、中、小型是因为每种类型炉容,在设计上其 某些参数的选取有共同之处。近代的Vu>4000m的高炉可谓巨型高炉了,其设计参数的选取与一般大型高炉 亦有差别 高炉的有效髙度,对高炉內煤气与炉料之间传热传质过程亦有重大影响,增加有效髙度,在相同的炉容和冶 炼强度的条件下,煤气流速和与炉料接触机会增加,有利于改善传热传质过程,有利于降低燃料消耗量;但过 分增加有效高度,料柱有效重量并不成比例增加,但对煤气的阻力却成比例增加,容易形成料拱,对炉料下降 不利,甚至破坏高炉顺行。高炉有效髙度应适应原料燃料条件,诸如原料燃料强度、粒度及其均匀性等。冶炼 实践得到,高炉有效高度与有效容积有一定关系,但不是直线关系,当有效容积增加到一定值后,有效高度的 增加已不显著
3.1.2五段式高炉炉型 五段式高炉炉型见图3－3 （1）高炉有效容积和有效高度。高炉大钟下降位置的下线到铁口中心线间的距离称为高炉有效高度（H 有），对于无钟炉顶为流槽最低位置的下线到铁口中心线之间距离；在有效高度范围内，炉型所包括的空间称 为高炉有效容积（Vu）。我国曾对炉容做过系列设计，并习惯地规定，Vu＜100m3为小型高炉，Vu一255～ 620m3为中型高炉，Vu＞620m3为大型高炉，所以把高炉分为大、中、小型是因为每种类型炉容，在设计上其 某些参数的选取有共同之处。近代的Vu＞4000m3的高炉可谓巨型高炉了，其设计参数的选取与一般大型高炉 亦有差别。 高炉的有效高度，对高炉内煤气与炉料之间传热传质过程亦有重大影响，增加有效高度，在相同的炉容和冶 炼强度的条件下，煤气流速和与炉料接触机会增加，有利于改善传热传质过程，有利于降低燃料消耗量；但过 分增加有效高度，料柱有效重量并不成比例增加，但对煤气的阻力却成比例增加，容易形成料拱，对炉料下降 不利，甚至破坏高炉顺行。高炉有效高度应适应原料燃料条件，诸如原料燃料强度、粒度及其均匀性等。冶炼 实践得到，高炉有效高度与有效容积有一定关系，但不是直线关系，当有效容积增加到一定值后，有效高度的 增加已不显著