河北联合大学轻工学院高炉炼铁设计原理试题.doc

高炉一代寿命
高炉休风率
生铁合格率
高炉炼铁设计应遵循的基本原则 是什么？
钢铁联合企业的优点
1）运输费用低廉。2）在生产中可以采用热装，因而可以节约燃料、提高产量。
3)能充分利用本企业的副产品。4）联合企业设有许多辅助设施，如发电站、水站及各种加工厂等，可以充分保证本企业生产的正常进行，不受外界因素的影响。
1. 高炉年工作日一般取日历时间的 95%
确定高炉座数应该保证在一座高炉停产时，铁水和煤气的供应不间断。
1. 岛式布置有什么特点？有何优点？
（1）铁水罐车停放线与车间两侧的调度线成一定交角，一般为11～13º。
（2）岛式布置的铁路线为贯通式，空铁水罐车从一端进入炉旁，装满铁水的铁水罐车从另一端驶出，运输量大。
（3）并且设有专用辅助材料运输线
2. 半岛式布置有什么特点？有何优点？
（1）高炉和热风炉列线与车间调度线间交角可以大到45º，因此高炉距离近；
（2）在高炉两侧各有三条独立的有尽头的铁水罐车停放线，和一条辅助材料运输线；
（3）出铁场和铁水罐车停放线垂直，缩短了出铁场长度；
（4）设有摆动流嘴，出一次铁可放置几个铁水罐车 。
高炉车间平面布置方式有哪几种？
一列式，并列式，岛式，半岛式
五段式高炉炉型有炉喉，炉身 ，炉腰，炉腹，炉缸组成。
2.炉底的破损有两个阶段，初期是铁水渗透形成锅底形成深坑；
第二个阶段是熔结层形成后的化学侵蚀 。
3.高炉常用的耐火材料主要有陶瓷质耐火材料和炭质耐火材料两大类。
4.高炉常用砖型有直形砖和楔形砖两种，砖的长度有1：1.5两种使砌砖时错缝方便
5.炉腰的结构型式有厚壁，薄壁和过渡式三种。
6.高炉冷却常用的冷却介质有水，空气和汽水混合物三种。
7.提高冷却水水温差的方法通常有两种，一是增加冷却设备串联个数；二是降低水流速
8.确定冷却水压力的原则是冷却水压力大于炉内静压
9.冷却器的清洗方法有两种，一是热酸循环清洗，二是高压水或蒸汽清洗
10.高炉汽化冷却按循环方式可分为自然循环汽化冷却和强制循环汽化冷却两种
11.高炉基础的作用是①高炉基础应把高炉全部荷载均匀地传给地基，不允许发生沉陷和不均匀的沉陷。②具有一定的耐热能力。
1. 高炉有效高度 高炉大钟下降位置的下缘到铁口中心线间的距离称为高炉有效高度（Hu），对于无钟炉顶为旋转溜槽最低位置的下缘到铁口中心线之间的距离。
2.高炉有效容积在有效高度范围内，炉型所包括的容积称为高炉有效容积（Vu）。
3.渣口高度渣口中心线与铁口中心线间距离。渣口过高，下渣量增加，对铁口的维护不利；渣口过低，易出现渣中带铁事故，从而损坏渣口；大、中型高炉渣口高度，多为1.5～1.7m。
4.风口高度风口中心线与铁口中心线间距离称为风口高度（hf）。
5.死铁层高度铁口中心线到炉底砌砖表面之间的距离称为死铁层厚度。
6.炉缸截面燃烧强度指每小时每平方米炉缸截面积所燃烧的焦炭的数量，一般为1.0～1.25t/m2·h。
7. 耐火度
8.荷重软化点荷重软化点是指将直径36mm，高50mm的试样在0.2Mpa荷载下升温，当温度达到某一值时，试样高度突然降低，这个温度就是荷重软化点。
9.设计炉型按照设计尺寸砌筑的炉型
10.操作炉型指高炉投产后，工作一段时间，炉衬被侵蚀，高炉内型发生变化后的炉型；
11.合理炉型指冶炼效果较好，可以获得优质、低耗、高产和长寿的炉型，具有时间性和相对性。
12. 高炉炉衬按照设计炉型，以耐火材料砌筑的实体为高炉炉衬。
13. 冷却器的工作制度制定和控制合适的冷却水流量、流速、水压，水温差来适应各部分的温度，起到保护炉衬的作用。
14.热负荷高炉某部位需要由冷却水带走的热量称为热负荷。
15. 冷却强度 单位表面积炉衬或炉壳的热负荷称为冷却强度。
16. 高炉汽化冷却 高炉汽化冷却是把接近饱和温度的软化水送入冷却设备内，热水在冷却设备中吸热汽化并排出，从而达到冷却设备的目的。
1、风口数目的确定原则 主要取决于炉容大小，与炉缸直径
成正比，还与冶炼强度有关。
中小型高炉： 大型高炉：
2、影响炉衬寿命的因素 （l）炉衬质量，是关键因素。
（2）砌筑质量。
（3）操作因素。
（4）炉型结构尺寸是否合理。
3、高炉对耐火材料的要求 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
4、碳质耐火材料的主要特性是什么？
（1）耐火度高，不熔化也不软化，在3500℃升华；（2）抗渣性能好；
满铺炭砖炉底怎样砌筑？ 有厚缝和薄缝两种连接形式：一般是碳砖两端的短缝用薄缝，而两侧的长缝用厚缝。
一般是碳砖两端的短缝用薄缝，而两侧的长缝用厚缝。
6、炉底结构型式有哪几种？ 固定式炉底和移动式炉底
7、高炉冷却的目的是什么？ 高炉冷却的目的在于增大炉衬内的温度梯度，致使1150℃等温面远离高炉炉壳，从而保护某些金属结构和混凝土构件，使之不失去强度
8、目前主要有哪几种冷却方式？分别用于高炉 的哪个部位？
1. 工业水开路循环冷却系统
2. 汽化冷却系统
3. 软水密闭循环冷却系统
4.外部喷淋
9、高炉本体钢结构有哪几种方式？目前大型高炉多采用哪种方式？
a－炉缸支柱式；b－炉缸、炉身支柱式；c－炉体框架式√；d－自立式
10、冷却壁分哪几种？分别用于高炉的哪个部位？有什么优点？
设置于炉壳与炉衬之间，有光面冷却壁和镶砖冷却壁两种 。
①凸台部分除起冷却作用外，还起到支撑上部砌砖的作用 ；
②延长炉衬寿命。中间带凸台的冷却壁更优越。
12、高炉汽化冷却有什么优点？ 高炉汽化冷却是把接近饱和温度的软化水送入冷却设备内，热水在冷却设备中吸热汽化并排出，从而达到冷却设备的目的。
分为自然循环汽化冷却和强制循环汽化冷却两种。
13、自然循环汽化冷却的工作原理是什么？
汽包中的水沿下降管向下流动，经冷却设备汽化后，汽水混合物沿上升管向上流动，进入汽包后经水、汽分离，蒸汽排出做为二次能源利用，并由供水管补充一定量的新水保证循环的进行。
14、高炉软水密闭循环冷却系统的工作原理是什么？
它是一个完全封闭的系统，用软水（采用低压锅炉软水即可）作为冷却介质，其工作温度50～60℃（实践经验40～45℃）由循环泵带动循环，以冷却设备中带出来的热量经过热交换器散发于大气。系统中设有膨胀罐，目的在于吸收水在密闭系统中由于温度升高而引起的膨胀。系统工作压力由膨胀罐内的N2压力控制，使得冷却介质具有较大的热度而控制水在冷却设备中的汽化。
说明五段式高炉炉型的组成，画出炉型图，并用特定符号表示，每段有何作用？

说明五段式高炉炉型炉衬的破损机理。
一. 问答题 
1、炉顶装料设备主要有哪几种方式？ 钟式炉顶装料设备 
无钟炉顶装料装置 
2、无钟炉顶布料方式有哪几种？并加以解释？有什么优点？ 1. 环形布料：  倾角固定的旋转布料称为环形布料。 
2. 螺旋形布料：倾角变化的旋转布料称为螺旋形布料。 3. 定点布料：   方位角固定的布料形式称为定点布料。 4. 扇形布料：  方位角在规定范围内反复变化的布料形式称为扇形布料。   3、皮带机上料的优点是什么？ 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
1. HY 炉顶的原理是 漏斗效应，其布料系统由 包括钟形布料器及可调漏斗
2. 探料尺的零位是1、钟式高炉探尺零位为大钟正常开启时下沿为零位； 2、无钟炉顶高炉将炉顶炉喉钢，高炉顺行时探尺曲线是
3.无钟炉顶布料方式有 环形布料 、 螺旋形布料  、  定点布料 和 扇形布料  四种。
炉顶装料设备主要有哪几种方式？
钟式炉顶，无钟炉顶，HY炉顶
无钟炉顶布料方式有哪几种？有什么优点？
1、高炉鼓风机可分为 离心式鼓风机和轴流式鼓风机 两大类。
2、当高炉鼓风压力不足时，采用两台风机串联；当高炉鼓风风量不足时，采用两台风机并联。
3、内燃式热风炉燃烧室断面形状有三种A－圆形；B－眼睛形；C－复合形 。
4、内燃式热风炉拱顶结构有 内燃式热风炉拱顶有半球形,锥型,抛物线形和悬链形
5、根据燃烧器的材质可分为金属燃烧器和陶瓷燃烧器。
6、外燃式热风炉可分为考贝式地得式马琴式和新日铁式
7、石球热风炉的蓄热室用 ，而不是用格子砖。
8、在轴流式鼓风机中气体沿轴向流动。
9、蓄热室的结构可分为 单段式和多段式两种。
1、鼓风机的临界压力风压过高时，风量迅速减少，如果再提高压力，则产生倒风现象，此时的风机压力称为临界压力。
2、鼓风机的飞动曲线 将不同转数的临界压力点连接起来形成的曲线。
3、余热回收
4、定温燃烧方式根据拱顶温度、废气温度和蓄热室下部温度判断蓄热室蓄热状态，控制其燃烧方式。
5、定时燃烧方式不完善控制一定的燃烧时间。
6、热量控制燃烧方式 在控制燃烧热值的同时，监视拱顶温度和废温度。
1、高炉对鼓风机的要求是什么？
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。
2、蓄热式热风炉哪几种基本结构型式？
内燃式，外燃式，顶燃式，球燃式
3、陶瓷燃烧器的优点是什么？
①空气与煤气混合好，能完全燃烧；
②空气过剩系数小，可提高燃烧温度；
③燃烧气体向上喷出，不冲刷隔墙。
④燃烧能力大。
4、改进型内燃式热风炉主要改进了哪些内容？
①悬链线拱顶且拱顶与大墙脱开；
②眼睛形火井和与之相配的矩形陶瓷燃烧器；
③ 燃烧室下部隔墙增设绝热砖和耐热不锈钢板。
5、外燃式热风炉的优点是什么？
（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）燃烧室断面为圆形，当量直径大，有利于煤气燃烧；
（4）送风温度较高，可长时间保持1300℃。
从设计角度谈一谈提高风温的途经有哪些？
一. 增加蓄热面积；
二. 采用高效率格子砖；
三. 提高煤气发热值——加焦炉煤气或天然气；
四. 预热助燃空气或煤气；
五. 控制最小的空气过剩系数；
六. 气流均匀分布。
1、高炉煤气由炉顶封板引出，经导出管、 经导出管、上升管、下降管进入重力除尘器和 和进入除尘器。
2、粗除尘设备有重力除尘器 和旋风除尘器
3、半精细除尘设备有洗涤塔和溢流文氏管
4、精细除尘设备有 一. 文氏管静电除尘器和布袋除尘器
5、煤气除尘系统阀门主要包括煤气遮断阀煤气放散阀 煤气切断阀 调压阀组
。

6、布袋除尘器的除尘原理是为过滤除尘，含尘煤气流通过布袋时，灰尘被截留在纤维体上，而气体通过布袋继续运动，通过振动或反吹将粉尘清落卸出，属于干法除尘。
7、在下降管进入重力除尘器之前设有煤气放散阀 阀，其作用是把高炉和煤气清洗系统分开
8煤气放散阀
安装在炉顶煤气上升管的顶端、除尘器的顶端和各管道的顶端，通过此阀排出高炉煤气。
9、高压高炉调压阀组一般安装在煤气除尘系统二级文氏管之后，用来调节和控制高炉炉顶压力。
10、煤气切断阀 安装在精细除尘设备后的净煤气管道上，其作用是把高炉煤气清洗系统与整个钢铁联合企业的煤气管网隔开。
1、上升管导出管上部成对地合并在一起的垂直部分称为煤气上升管。

2、下降管由上升管通向重力除尘器的一段为煤气下降管。

3、荒煤气管道从粗除尘设备到半精细除尘设备之间的煤气管道称为荒煤气管道。

4、半净煤气管道从半精细除尘设备到精细除尘设备之间的煤气管道称为半净煤气管道。

6、净煤气管道精细除尘设备以后的煤气管道称为净煤气管道

3、重力除尘器的除尘原理是什么？ 煤气经中心导入管后，气流突然转向，流速突然降低，煤气中的灰尘颗粒在惯性力和重力作用下沉降到除尘器底部。
4、旋风除尘器的除尘原理是什么？ 含尘煤气以10～20m/s的标态流速从切线方向进入后，在煤气压力能的作用下产生回旋运动，灰尘颗粒在离心力作用下，被抛向器壁积集，并向下运动进入积灰器。
高炉除尘的目的是什么？
高炉冶炼过程中，从炉顶排出大量煤气，其中含有CO、H2、CH4等可燃气体，可以作为热风炉、焦炉、加热炉等的燃料。但是由高炉炉顶排出的煤气温度为150～300ºC,标态含有粉尘约40～100 g/m3。如果直接使用，会堵塞管道，并且会引起热风炉和燃烧器等耐火砖衬的侵蚀破坏。因此，高炉煤气必须除尘后才能作为燃料使用
1、高炉车间一般以为标高零点，铁口中心线标高根据铁沟 和 计算而定。
2、撇渣器的作用是 ，顾名思义就是把渣撇走，起分离渣铁的作用。
利用的是渣、铁密度不同的原理，让铁从撇渣器通过，将渣撇到渣沟流走
3、高炉炉前设备主要包括开铁口机堵铁口泥炮堵渣机炉前吊车堵渣机和 。
4、开铁口机根据动作原理可以分为钻孔式和冲钻式两种和两大类。
5、堵铁口泥炮可以分为汽动泥炮、电动泥炮和液压泥炮三种
6、堵渣机的工作原理是 。
7、炉前吊车的主要参数有 吨位跨距起升高度
。
8、铁水罐车有上部敞开式和混铁炉式
9、常用的高炉炉渣有四种即 圆盘法（RD）.图拉法（TYNA）因巴法（INBA）明特克法（MTC） 、 、 和 。
10、钻孔式开铁口机用 钻杆钻孔，最后人工捅开铁口。
11、冲钻式开铁口机以冲击运动又可以进行旋转运动运动为主，并可进行旋转，既能完成 动作，又能进行 。
1、出铁场 出铁场是布置铁沟、安装炉前设备、进行出铁放渣操作的炉前工作平台
2、风口平台 在高炉下部，沿高炉炉缸风口前设置的工作平台称为风口平台。一般比风口中心线低1150～1250mm。
3、主铁沟 从高炉出铁口到撇渣器之间的一段铁沟称为主铁沟。
4、铸铁机 铸铁机是把铁水连续铸成铁块的机械化设备。
5、支铁沟 结构与主铁沟相同，坡度一般为5～6％，在流嘴处可达10％。