高炉炉体设计项目说明指导书.doc

学校代码： 10128学 号： 20411032课程设计阐明书题 目：年产炼钢生铁550万吨高 炉车间高炉炉体设计学生姓名：王卫卫学 院：材料科学与工程班 级：冶金112 指引教师：代书华 12 月 29日内蒙古工业大学课程设计（论文）任务书课程名称： 冶金工程课程设计 学院： 材料科学与工程 班级： 冶金11-2 学生姓名： 王卫卫 学号： 20411032 指引教师： 代书华 一、题目年产铁水量550万吨高炉炉体设计二、目与意义1.通过课程设计，巩固、加深和扩大在冶金工程专业课程及有关课程教诲中所学到知识，训练学生综合运用这些知识去分析和解决工程实际问题能力。2.学习冶金炉设计普通办法，理解和掌握惯用冶金设备或简朴冶金设备设计办法、设计环节，为此后从事有关专业课程设计、毕业设计及实际工程设计打好必要基本。3.使学生在计算、制图、运用设计资料，纯熟关于国标、规范、使用经验数据、进行经验估算等方面受全面基本训练。三、规定（涉及原始数据、技术参数、设计规定、图纸量、工作量规定等） 1、设计年产炼钢生铁550万吨高炉车间高炉炉型，高炉2座，高炉工作日347d，冶炼强度I=0.91.2t/(m3d)，高炉有效运用系数=2.0t/(m3d)，燃烧强度i=1.1t/m3d 2、高炉炉容校核误差1% 3、完毕高炉纵向剖面图、俯视图、风口布置图和风口构造剖面图，规定完毕图纸二张。 4、图纸规定整洁、干净，图形线条精确，清晰 四、工作内容、进度安排 课程设计可分为如下几种阶段进行。 .12.22 .12.28 查阅有关资料。.12.29 .1.11 计算、画图、设计阐明书完毕。.1.12 .1.16 图纸，设计阐明书完善。五、重要参照文献1郝素菊等编. 高炉炼铁设计原理. 北京：冶金工业出版社，1992.2周传典等编. 高炉炼铁生产技术手册. 北京：冶金工业出版社，.3朱苗勇主编. 当代冶金学. 北京：冶金工业出版社，.4刘麟瑞等编. 冶金炉料手册(第2版). 北京：冶金工业出版社，.审核意见系（教研室）主任（签字） 指引教师下达时间 年 月 日指引教师签字：_摘要本设计重要从高炉炉型设计、炉衬设计、高炉冷却设备选取、风口及出铁口设计。高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸五某些。高炉横断面为圆形炼铁竖炉，用钢板作炉壳，高炉壳内砌耐火砖内衬。同步为了实现优质、低耗、高产、长寿炉龄和对环境污染小方针设计高炉，高炉本体构造和辅助系统必要满足耐高温，耐高压，耐腐蚀，密封性好，工作可靠，寿命长，产品优质，产量高，消耗低等规定。在设计高炉炉体时，依照技术经济指标对高炉炉体尺寸进行计算拟定炉型。对耐火砖进行合理配备，对高炉冷却设备进行合理选取、对风口及出铁口进行合理设计。目录第一章 文献综述11.1国内外高炉发呈现状11.2国内高炉发呈现状11.3 高炉发展史.21.4五段式高炉炉型.4第二章 高炉炉衬耐火材料52.1高炉耐火材料性能评价办法进步52.2 高炉炉衬用耐火材料质量水平分析52.3 陶瓷杯用砖72.4炉腹、炉身和炉腰用砖7第三章 高炉炉衬83.1炉衬破坏机理83.2 高炉炉底和各段炉衬耐火材料选取和设计9第四章 高炉各部位冷却设备选取114.1冷却设备作用114.2炉缸和炉底部位冷却设备选取114.3炉腹、炉腰和炉身冷却设备选取11第五章高炉炉型设计135.1炉型设计规定.135.2炉型设计办法.135.3重要技术经济指标145.4设计与计算145.5 校核炉容16参照文献17第一章 文献综述1.1国内外高炉发呈现状在近年来钢铁产业竞争日益加剧形势下，京都议定书和哥本哈根合同将引领钢铁行业将来走向绿色环保低碳型产业。国内近年推出钢铁产业发展政策中规定高炉炉容在300 m3如下归并为裁减落后产能项目，且仍存在扩大小高炉容积裁减范畴趋势。同步国内钢铁产业迅速发展均加速了世界和国内高炉大型化发展进程。由于大型化高炉具备单位投资省、效能高和成本低等特点，从而有效地增强了其竞争力。近来二十年来，日本和欧盟区在役高炉座数由1990年65座和92座下降到28座和58座，下降幅度分别为569和37，但是高炉平均容积却分别由1 558 m3和1 690 m3上升到4 157 m3和2 063 m3，上升幅度为1668和22，这基本代表了国外高炉大型化发展状况。在国内，随着国内市场与国际市场接轨和环保原则不断提高，国内小高炉竞争力明显弱化，相反具备相对占地小、污染物排放少和生产成本低大型高炉优势日益突出，受到国内钢铁公司高度关注和青睐。1.2国内高炉发呈现状国内高炉大型化发展模式与国外基本相近，重要是采用新建大型高炉、以多座旧小高炉合并成大型高炉和高炉大修扩容等形式来推动着高炉大型化发展。据不完全记录，国内自以来相继建成投产3 200 m3级15座，4 000 m3级8座，5000 m3级3座，且有越来越大趋势。万方当前，河北迁钢和山东济钢等公司也正在建设4000 m3级高炉，近来宝钢湛江和武钢防城港项目也在规划筹建5500 m3级超大型高炉。国内高炉大型化原则重要是根据高炉容积大小来划分，且衡量原则也由过去1000 m3提高到 m3，甚至更大。虽然大型化高炉相对于小高炉存在着生产率高、生产稳定、指标先进和成本低等明显长处，但是对于国内高炉大型化发展状况，咱们依然需要科学客观地看待。高冶炼强度、高富氧喷煤比和长寿命化作为大型高炉操作重要优势受到人们越来越高热情关注和青睐，但是高炉大型化作为一项系统工程，它在立足自身条件基本上仍需要匹配炼钢、烧结和炼焦等工序平衡能力综合系统，因而，国内钢铁公司在走高炉大型化发展道路上，需要根据自身所具备技术、设备、资源条件和钢铁流程综合平衡状况进行选取性定位。只有建成符合公司自身条件大型化高炉，才干真正实现“优质、高效、稳定和长寿”大型高炉预期目的。1.3高炉发展史如图1.1原始形高炉炉型，当时工业不发达，高炉冶炼以人力、畜力、风力、水力、鼓风等等，当时鼓风能力很弱，为了保证整个炉缸截面获得高温，炉缸直较小；冶炼基本上以木炭或者无烟煤为燃料，机械强度低不能再低了，为了避免在高炉下部压碎而影响料柱透气性，因此原始高炉高度很小，使人力装料以便并且可以将炉料装入炉喉中心，炉喉直径也相称小，而大炉腰直径减小了烟气外流速度，因而延长了烟气在炉内停留时间，起到焖住炉内热量作用。因此，炉缸和炉喉直径小，炉身下部炉腹直径大，高度小等，是各国高炉原始炉型共同点图1.1 原始高炉炉型18世纪末，煤和蒸汽机使英国炼铁业彻底改革，铁年产量从公元172.05万吨（基本上是木炭铁）增长到1825万吨（几乎全是焦炭铁）。预计，每生产1吨焦炭需煤3.3吨左右，但是，高炉烧焦炭势必增长碳含量，初期焦炭铁碳含量在1.0%以上，所有成为灰口铁既石墨铁。高炉尺寸在18世纪内始终在增大。见图1.2所示。从公元1650年7米左右，到1794年俄国涅夫扬斯克高炉已增长到13.5米左右，由于蒸汽鼓风机和焦炭使用，炉顶装料装置慢慢实现机械化，高炉内型走向于扩大炉缸炉喉直径，并向高度方向发展，逐渐形成所见到近代五段式高炉炉型。所有高炉设有两个以上风口，尚有一种巨大进步就是采用热风。近代高炉，由于鼓风机能力进一步提高，原料燃料解决更加精细，高炉炉型向着“大型横向”发展。近来几年大型钢铁公司多采用3000m3以上大型高炉。图1.2 近代高炉炉型1.4五段式高炉炉型图1.3 五段式高炉第二章 高炉炉衬耐火材料2.1高炉耐火材料性能评价办法进步 过去炼铁工作者对高炉耐火材料性能规定仅限于某些常规性能，如对炭砖仅规定灰份、耐压强度、体积密度、气孔率等指标，对陶瓷耐火材料仅规定化学成分、耐火度、荷重软化温度、显气孔率、体积密度、耐压强度、重烧线变化率等指标。咱们在研究炭砖时发现，国内上世纪60年代生产普通炭砖，如果只看其常规性能，如气孔率、体积密度、强度、灰份等指标，比国外优质炭砖并不差。如果进一步对导热系数、抗碱性、微气孔指标进行对比，就发现国产炭砖差距很大。这使咱们结识到这些特殊性能应作为评价高炉耐火材料优劣重要原则。 对于高炉耐火材料使用性能检测办法，武钢已进行了近长期研究。咱们在研究高炉砖衬破损和侵蚀机理基本上，对高炉耐火材料提出了多项特殊使用性能规定，并研究出了相应实验办法，通过原冶金部制定了检查办法原则。重要检查办法原则有如下8种：导热系数；抗碱性；抗铁水熔蚀性；抗炉渣侵蚀性；平均孔径；不大于1孔容积率；透气度；抗氧化性。武钢应用这些检查办法选用高炉耐火材料已有十近年历史，对武钢高炉寿命提高发挥了重要作用。这些检查办法当前已在国内得到广泛应用，诸多新型优质高炉耐火材料不断地开发出来，有综合性能已赶上国际先进水平，有些指标甚至超过了国际先进水平。2.2 高炉炉衬用耐火材料质量水平分析高炉炭砖有半石墨炭砖、微孔炭砖、超微孔炭砖、石墨砖和模压小炭砖等。咱们曾对国内外同类炭砖产品进行了使用性能对比实验，下面是各种炭砖对比实验成果。 2.2.1半石墨炭砖 国产半石墨炭砖和日本BC-5型半石墨炭砖相比，其导热系数、抗碱性、铁水熔蚀等性能相称。德国半石墨炭砖600导热系数达到18.04 W/m.k，优于普通国产半石墨炭砖，其他性能则相称。但是，兰州新研制半石墨炭砖导热系数、微气孔指标则已经优于德国同类产品。 2.2.2微孔炭砖 国产普通微孔石墨，涉及兰州炭素厂、武彭公司、鲁山炭素厂、科瑞公司等厂家产品，其重要性能指标和日本BC-7S碳砖、法国AM-102碳砖已很接近，国内诸多高炉使用效果较好。例如武钢4号高炉就是使用国内某厂普通微孔碳砖，寿命已达到了。 2.2.3超微孔碳砖 要使高炉寿命进一步提高到15-，对炭砖应有更高规定，重要是导热系数和微气孔指标应当更高。满足以上规定国外碳砖以日本BC-8SR和德国7RDN为代表，咱们称之为超微孔碳砖。其重要特点是导热系数较高，600达到18-20 W/m.k，平均孔径达到0.1，不大于1孔容积率不不大于85%，其她性能也保持优良。兰州炭素厂和武钢技术中心合伙，通过6年研究，现已研制成功这种超微孔炭砖，其性能达到了日本BC-8SR和德国7RDN炭砖实物质量水平。现已初次用于武钢在建7号高炉（3200 m3）。 2.2.4模压小碳砖 以美国NMA、NMD热模压小碳砖为代表国际名牌产品在国内应用也比较多，使用效果较好 。近年国内已有多家炭素厂生产模压小炭砖，但普通只达到普通微孔碳砖水平。如600导热系数仅12W/m.k左右，低于美国热模压小碳砖。武钢技术中心和巩义市第五耐火材料厂合伙进行了模压小炭砖研制，以电煅无烟煤为原料，以酚醛树脂为结合剂，用磨擦压砖机成型，经高温烧成，生产模压小炭砖，其产品性能已优于美国热压小碳砖。美国热模压小碳砖重要长处是导热系数较高，优于国产普通微孔炭砖和普通模压小碳砖。另一长处是抗碱性优良，而这一性能国内产品也已可以达到。其缺陷是不属于微气孔炭砖、平均孔径不不大于1、不大于1孔容积率仅53.4%。巩义五耐开发模压小炭砖重要性能已明显优于美国NMA热模压小炭砖：600导热系数不不大于20W/m.k；平均孔径0.237，不大于1孔容积率76.12%，是较好微孔炭砖，铁水熔蚀指数仅14.22%。该研制产品已经初次用于武钢新建7号高炉炉缸部位。美国NMD是一种石墨碳砖，导热系数很高，有高炉将它用作炉身冷却板之间砖衬使用。顺便指出，石墨砖普通用于炉底最下层，是运用其高导热性强化炉底冷却，在高炉炉役后期减缓铁水侵蚀。但是如果炭捣料导热系数很低，石墨砖也无法发挥高导热系数作用。这种状况下还不如使用微孔碳砖，由于石墨砖孔隙大、强度低，抗铁水熔蚀性能也差。 综上所述，国内炭砖生产技术和产品性能、质量水平，通过近十年来努力，有了明显进步，已逐渐赶上世界先进水平，可以满足长寿高炉需要。 2.3 陶瓷杯用砖 当前国内高炉陶瓷杯用砖有复合棕刚玉砖、刚玉莫来石砖、塑性相结合棕刚玉砖、微孔刚玉砖、法国陶瓷杯砖（浇注块）等5种。陶瓷杯炉缸构造是法国一方面开发，是一种不经高温烧成浇注块，国内有不少高炉采用，使用效果较好。其重要长处抗碱性优良，抗炉渣侵蚀性较好，抗铁水熔蚀性较好，是微气孔砖，合用于炉缸砖衬。近年国内相继开发出各种陶瓷杯用砖，则都是高温烧成。国产微孔刚玉砖各项性能均已达到或优于法国陶瓷杯砖，其中抗炉渣侵蚀性和耐压强度更好。复合棕刚玉砖抗碱性较差。塑性相刚玉砖除微气孔指标较差外，其她性能都较好，是当前应用最多一种。刚玉莫来石砖由于抗碱性和抗炉渣侵蚀性很差，不合用于炉缸部位，但用于陶瓷杯底仍是合用。 2.4炉腹、炉身和炉腰用砖 炉腹、炉腰和炉身中下部，炉衬工作条件相近，重要侵蚀因素是炉渣侵蚀、碱金属侵蚀、炉料和渣铁冲刷、磨损等。这些部位炉衬发展趋势是，重要靠强化冷却形成渣壁保持正常生产，砖衬仅留有很薄镶砖，耐火材料用量很小。比较典型设计如武钢1号高炉铜冷却壁薄炉衬构造。这一区域选用耐火砖原则是，抗炉渣侵蚀性能好，抗碱性较好，导热系数较高，强度要高。在成渣带如下可选用Si3N4结合SiC砖、赛隆结合刚玉砖或赛隆结合SiC砖。炉身中部无渣区可选用烧成微孔铝炭砖。炉身上部可用磷酸浸渍粘土砖。这几种砖强度很高，抗碱侵蚀性和抗炉渣侵蚀性较好，导热系数也高，合用于砌筑炉身到炉腹区域。上述几种耐火材料国内都已能生产，普通不需要用进口产品。第三章 高炉炉衬3.1炉衬破坏机理高炉炉衬普通是以陶瓷质材料（涉及粘土质和高铝质等）和碳质材料（炭砖、碳捣石墨等）砌筑。炉衬侵蚀和破坏与冶炼条件密切有关，各部位侵蚀破坏机理并不相似，研究炉衬破损机理与合理选取耐火材料及设计炉衬构造有重要关系。归纳起来，炉衬破损机理有四个方面。3.1.1高温渣铁渗入和侵蚀 在炉腰及炉腹部位形成熔融铁渣，向下流动进入炉缸，渣中具有一定量FeO和MnO以及自由CaO，特别是初渣中这些成分含量较高。渣中FeO、MnO、CaO与砖中SiO2作用，形成低熔点化合物，使得砖衬表面软熔，在液态铁渣和煤气流冲刷下而脱落，炉腹部位尤为严重，开炉不久便可以被侵蚀掉，而靠冷却壁上渣皮工作。液态铁、重金属及碱金属渗入，是炉缸炉底破损重要因素，铁水沿砌体缝隙和气孔渗入到砌体内部凝固并析出石墨，体积膨胀，进而扩大裂缝使砖衬脱落或漂浮。3.1.2高温和热震破损 高炉冶炼过程中，炉内温度经常波动，开炉初期升温过程，冶炼中正常和非正常停风、开风，出铁出渣先后，炉料和煤气流分布变化等，都将引起砖衬温度激烈波动和受热速率变化，当砖衬热端受热速率超过某一临界速度时，由于温度梯度产生热应力超过砖衬强度极限，砖即开裂。3.1.3炉料和煤气流摩擦冲刷及煤气碳素沉积破坏作用 高炉内煤气实际流速可达1520m/s，并且携带大量粉尘，上升煤气流对炉衬有很大冲刷磨损作用，炉腰部位上下折角处冲刷磨损尤为严重。炉身中上部炉料较为坚硬，具备棱角，下降炉料磨擦是该部砖衬损坏重要因素。 上升煤气流中具有25%左右CO。进入砖衬气孔和缝隙中CO，在400800分解产生碳素沉积，特别耐火材料中具有Fe2O3时，被CO还原为金属Fe，活性Fe是CO分解催化剂，加速碳素沉积。当有温度变化时，沉积碳将发生晶型转变，并附带产生体积变化，使砖衬组织松弛，强度下降，以至龟裂而破坏。碳素沉积破坏作用反映在整个高炉炉衬、炉腰和炉身中下部较为严重。 3.1.4碱金属及其她有害元素破坏作用 炉料中碱金属和锌，普通以盐类存在，进入高炉在高温下分解为氧化物，在高炉下部被还原为金属K、Na、Zn并挥发随煤气上升，在上升途中又被氧化为K2O、Na2O、ZnO。某些氧化物沉积到炉料上再循环，某些沉积在炉衬上，别的随煤气排出炉外。 碱金属和锌氧化物与炉衬中Al2O3、SiO2反映形成低熔点铝硅酸盐，炉衬软熔并被冲刷而损坏。碱金属氧化物同赤热焦炭发生反映，生成氰化物(KCN、NaCN)并同水蒸汽和CO2反映生成氰化氢(HCN)。氰化氢渗入砖衬内分解产生碳沉积，亦促成对炉衬破坏作用。碱金属和锌蒸气渗入砖缝，在适度温度下同CO反映，同样可产生氧化物和碳素沉积。3.2 高炉炉底和各段炉衬耐火材料选取和设计炉缸、炉底承受高温、高压、渣铁冲刷侵蚀和渗入作用，工作条件非常恶劣。炉缸、炉底是高炉重要某些，被侵蚀破坏限度是决定高炉大修核心。3.2.1炉底耐火材料选取炉底承受高温、高压、渣铁冲刷侵蚀和渗入作用，工作条件十分恶劣。为了防止炭砖在烘炉和开炉时被氧化,在炭砖表面应砌一层粘土砖保护层.为吸取砌体膨胀,砌体与周边冷却壁之间应留100150缝隙,缝隙内填满碳素捣打料,炉壳圆锥体某些缝隙应取较大值,以便碳捣操作,保证质量,同步防止砖衬膨胀产生对炉壳推力,避免炉壳开裂而泄漏煤气. 本设计采用满铺炭砖炉底构造，它是提高炉衬寿命一项新技术，且能提高铁水温度。炉底砖衬厚度为2800 炭砖砌筑在水冷管炭捣层上，炭砖上部砌筑微孔炭砖及陶瓷垫。炉底水冷管安装在基墩耐热混凝土之上炉底碳捣层之中。3.2.2炉缸耐火材料选取炉缸工作条件与炉底相似，并且装有铁口、风口。每天有大量铁水流过铁口 ，开堵铁口有激烈温度波动和机械振动。风口前边是燃烧带，为高炉内温度最高区域。为此炉缸选用环形炭砖，风口采用风口砖、渣口及铁口处采用环形炭砖，上下层碳砖砖缝均砌在中间，炭砖内部砌筑TiC陶瓷材料。炉衬厚度普通为1050mm。3.2.3炉腹耐火材料选取 炉腹位于风口之上，此部位受强烈热应力作用，不但炉衬内表面温度高，并且由温度波动引起热冲击、破坏力很大；同步还承受由上部落入炉缸渣铁水和高速向上运动高温煤气冲刷、化学侵蚀及氧化作用，再加上炉料压力和摩擦力及崩料时巨大冲击力。开炉后炉腹部位砌砖不久被侵蚀掉，靠渣皮工作，普通砌一层厚345铝砖。3.2.4炉腰耐火材料选取炉腰紧靠炉腹，侵蚀作用也相似。本设计采用过渡式炉腰构造，该部位砌筑一层345厚SiC砖。3.2.5炉身耐火材料选取本设计把炉身分为上下两某些上某些用粘土砖下半某些用SiC砖3.2.6炉喉耐火材料选取本设计采用长条式炉喉钢砖，其长处是生产中不易变形、脱落，且构造稳定，拆装以便。炉喉有几十块保护板，在炉喉刚壳上装有吊挂座，座下装有横挡板，板之间留20间隙，保证保护板受热膨胀时不互相碰挤。 第四章 高炉各部位冷却设备选取4.1冷却设备作用高炉冷却设备是高炉炉体构造重要构成某些，对炉体寿命可起如下作用(1)保护炉壳。在正常生产时，高炉炉壳只能在低于800oC温度下长期工作，炉内传出高温热量由冷却设备带走85以上，只有约15热量通过炉壳散失。(2)对耐火材料冷却和支承。在高炉内耐火材料表面工作温度高达1500oC左右，如如果没有冷却设备，在很短时间内耐火材料就会被侵蚀或磨损。通过冷却设备冷却可提高耐火材料抗侵蚀和抗磨损能力。冷却设备还可对高炉内衬起支承作用，增长砌体稳定性。 (3)维持合理操作炉型。使耐火材料侵蚀内型线接近操作炉型，对高炉内煤气流合理分布、炉料顺行起到良好作用。 (4)当耐火材料大某些或所有被侵蚀后，能靠冷却设备上渣皮继续维持高炉生产。4.2炉缸和炉底部位冷却设备选取炉缸和炉底选用光面冷却壁，砌与冷却壁之间留100150（本设计取150）缝隙，其中填以炭质填料。光面冷却壁与炉壳之间留20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以便，冷却壁宽度普通为7001500，厚度80120（本设计取120），高度视炉壳折点而定，普通不大于3000（本设计取1300）。安装时，同段冷却壁间直缝为20，上下段间水平缝为30，上下两段冷却壁间垂直缝应互相错开，缝间用铁质锈接料锈接严密。4.3炉腹、炉腰和炉身冷却设备选取炉腹部位由于工作环境比较恶劣本设计采用铜冷却壁，铜冷却壁具备导热性好、工作均匀稳定、易结成稳定渣皮、高炉冶炼热损失少、高炉寿命长、性能价格比高等特点。其他部位采用镶砖铸铁冷却壁冷却，冷却壁紧靠炉衬。从外形看，镶砖冷却壁普通有三种构造形式：普通型、上部带凸台型和中间带凸台型。镶砖冷却壁厚度为250350（本设计取350），高度不大于3000。炉腹部位冷却壁高度取1600，炉腰部位冷却壁高度取;炉身采用上部带凸台型镶砖冷却壁，高度，凸台突出长度200，肋高200。凸台冷却壁凸台某些起到支撑上部砌砖作用，可以取消最长层支梁水箱，简化了冷却系统构造，减少了炉壳开孔。第五章 高炉炉型设计5.1炉型设计规定高炉炉型合理性，是高炉能实现高产、优质、低耗、长寿重要条件。合理炉型应当是使炉型可以较好地适应于炉料顺利下降和煤气流上升运动。在设计炉型时，尽量地使设计炉型接近于合理炉型是设计工作者重要任务和努力方向。炉型设计应当满足下列规定：（1） 与原燃料条件和送风制度等操作条件相适应，有助于炉况顺行；（2） 可以燃烧较多数量燃料，提高冶炼强度，增长生铁产量；（3） 有助于煤气热能和化学能充分运用减少焦比；（4） 适应于采用喷吹等强化操作新技术。（5） 能与炉衬构造及冷却方式配合，易于生成保护性渣皮，防止炉衬迅速烧坏和侵蚀，有较长一代寿命。炉型设计总原则是合理拟定炉型各某些尺寸之间比例。高炉合理炉型应当满足冶炼强度，减少焦比，有助于炉况顺行和长寿规定，随着冶炼条件改进，装备水平和操作水平提高，高炉内型尺寸逐渐向矮胖型发展。 此外，高炉鼓风机可以提供高炉冶炼足够风量和风压，高炉炉顶设备改进和发展，可以满足高炉炉顶高压操作和各种布料方式规定，高炉富氧喷吹煤粉，高风湿使用等等。为高炉大型化和炉型向矮胖型方向发展提供了有利条件。因而，在设计合理炉型，必要综合考虑，保证高炉炉型合理状况下，更好地适应于炉料顺行和煤气运动。5.2炉型设计办法由于高炉冶炼过程和工作条件十分复杂，用理论计算办法设计出来炉型难以满足生产条件。 因而，迄今为止炉型设计依然是采用分析比较和经验公式来计算，即依照同类型高炉生产实践数据，对所设计高炉详细原料和操作条件，进行分析和比较，拟定高炉各某些尺寸之间比例值，进而设计出高炉经验公式，进行初步计算取值，最后拟定出炉型尺寸。 炉型设计总规则是合理拟定炉型各某些尺寸之间比例。这是由于炉型各某些尺寸之间比例是互相影响，互相制约。片面过度强调扩大或缩小某某些尺寸，都会给高炉生产带来不利影响，并且这些比例关系中适当比值，是随着炉子有效容积，炉衬构造，原燃料及操作条件变化而变化。5.3重要技术经济指标5.3.1高炉有效容积运用系数()高炉有效容积运用系数即每昼夜生铁产量与高炉有效容积之比，即每昼夜1m有效容积生铁产量。本设计=2.0t/m3d。5.3.2冶炼强度（I）高炉冶炼强度是每昼夜每立方米有效容积燃烧焦炭量,即高炉每昼夜焦炭消耗量与V有比值,本设计I =1.05 t/m3d。5.3.3燃烧强度（i）燃烧强度既每小时每平方米炉缸截面积所燃烧焦炭数量。本设计i=1.1t/m3d。5.3.4年工作日 年工作日为高炉一年工作天数，本设计年工作效率取95%，故年工作日=36595%=347。5.4设计与计算5.4.1炉缸尺寸1) 炉缸直径 选定冶炼强度 =1.05 ，燃烧强度JA=26.05 则 d =13.1m 校核 =29.4 2) 炉缸高度 渣口高度 = =1.50m 风口高度 = =2.7m 风口数目 =2(+2)=2(13.1 +2)=30 风口构造尺寸 选用 a=0.5则炉缸高度 = +=2.7+0.5=3.25.4.2炉腰直径，炉腹角，炉腹高度选用 =1.11则 =1.11=1.1113.1=14.54m 选用 =800则 = = =3.97m 校核 tan=5.67 =79.9975.4.3炉喉直径,炉喉高度 选用 =0.65 则 =0.65=0.6514.5=9.425m 选用 =2.05.4.4炉身角,炉身高度,炉腰高度 选用 =820 则 = =18.055m 校核 tan=7.12 =82.005选用 =2.2 则 =2.2=2.214.5=31.9 m 求得：=-=31.9-3.2-3.97-18.055-2.0=4.6755.4.5 校核炉容 炉缸体积 = =431.08炉腹体积 = = =593.54炉腰体积 = =772.5炉身体积 =2058.45炉喉体积 = =139.46高炉容积 = + =431.08+593.54+772.5+2058.45+139.46 =3995.03误差 =0.82% 1%炉型设计合理,符合规定.参照文献1郝素菊等编. 高炉炼铁设计原理M. 北京：冶金工业出版社. 1992.2周传典等编. 高炉炼铁生产技术手册M. 北京：冶金工业出版社. 1999.3朱苗勇. 当代冶金学M. 北京：冶金工业出版社. .4高炉砌筑编写组编. 高炉砌筑技术手册M. 北京：冶金工业出版社. 1977.