年产1900万吨炼钢生铁的高炉炼铁车间工艺设计--课程设计.doc

年产1900万吨炼钢生铁的高炉炼铁车间工艺设计

专 业：冶金工程
学 生：
指导老师：

设计总说明
本设计是设计年产1900万吨炼钢生铁高炉车间。设计中采用了3000m3的高炉7座，每座高炉设计2个出铁口，采用矩形出铁场。单座高炉送风系统采用4座外燃式热风炉，煤气处理系统采用干式布袋除尘。渣铁处理系统采用拉萨法水淬渣（RASA）处理。上料系统采用皮带运输上料，无钟炉顶。
设计的主要内容包括炼铁工艺计算（包括配料计算、物料平衡和热平衡）、高炉炉型设计、高炉各部位炉衬的选择、炉体冷却设备的选择、风口及出铁场的设计、原料系统、送风系统、炉顶设备、煤气处理系统、渣铁处理系统、高炉喷吹系统和炼铁车间的布置等。
关键词：炼钢生铁 高炉 车间设计

目录

1概述 6
1.1设计依据 6
1.2设计范围及内容 6
1.3设计原则 6
1.4建设规模和主要技术指标 6
1高炉本体设计 8
1.1高炉内型设计 8
1.1.1高炉总年产量的计算 8
1.1.2高炉有效容积的确定 8
1.1.3高炉内型尺寸确定 9
1.2 高炉内衬设计 12
1.2.7 高炉炉喉钢砖选型 12
1.3 高炉炉体冷却设备 12
1.3.1 外部喷水冷却 13
1.3.2 冷却壁的选择 13
1.4 高炉炉体系统 14
1.5 高炉冷却水系统 15
1.5.1 软水系统 15
1.5.2 净环水系统 15
1.6 软水站系统 15
1.7 炉体附属设备 15
2 高炉鼓风机选型及热风炉工艺计算 16
2.1高炉鼓风机工艺计算 16
2.1.1 高炉入炉风量与鼓风机出口风量 16
2.1.2 高炉鼓风压力 16
2.1.3 高炉鼓风机能力的确定（鼓风机工况的计算） 17
2.1.4 鼓风机的选型 17
2.1.5 鼓风站工艺流程 18
2.1.6 鼓风机站布置 18
2.2高炉热风炉工艺计算 18
2.2.1 内燃式热风炉 18
2.3 热风炉工作制度 25
2.4 热风炉主要设施 25
3 矿焦槽系统 26
3.1 原燃料质量要求及用量 26
3.2 矿焦槽布置及工艺参数 26
3.3 小焦块回收 26
3.4 供料及返料系统 26
3.5 矿焦槽及供料除尘系统 26
4 上料系统 27
4.1 概述 27
4.2 上料主皮带机主要性能 27
4.3 胶带机头轮清扫 27
5 炉顶系统 28
5.1 炉顶均排压系统 28
5.2 炉顶液压站及干油集中润滑站 28
5.2.1 炉顶液压站 28
5.2.2 炉顶干油集中润滑站 28
5.3 布料溜槽传动齿轮箱冷却设施 28
5.4 除尘 28
5.4.1 概述 28
5.4.2 除尘系统配置 28
6 出铁厂系统 30
6.1 风口平台 30
6.2 出铁厂平台 30
6.3 主铁沟、渣铁沟耐材 30
6.4 出铁厂除尘 30
6.4.1 概述 30
7 炉渣处理系统 31
7.1 概述 31
7.2 水渣输出系统 31
8 煤气除尘及净化 32
8.1 设计条件 32
8.2 煤气粗除尘 32
8.2.1 煤气除尘工艺 32
8.2.2 煤气除尘设施 32
8.3 煤气净化系统 33
8.3.1 高炉煤气干式布袋除尘系统 33
9 高炉煤气与压发电装置 35
9．1 工艺组成 35
10 煤粉制备与喷吹系统 36
10.1 干煤棚及供煤系统 36
10.2 制粉系统 36
10.2.1 制粉系统的设计条件及要求 36
10.3 主要工艺流程 37
10.4 主要设备选型 37
10.5 制粉喷吹站的消防与安全措施 37
11 环境保护 39
11.1 主要污染源、污染物及其控制措施 39
11.1.1 废气 39
11.1.2 废水污染源、污染物及控制措施 40
11.2 绿化 40
12 劳动定员 41
12.1 编制原则 41
12.2 编制结果 41
13 能源评价 43
13.1 设计中采取的节能措施 43
参考文献 44
致谢 45
专题 46

第4页

绪 言
1设计依据
本设计是在龙钢学习后，根据龙钢所收集的各种数据以及当地的气候条件为主要参考资料进行初步设计。
2设计范围及内容
本初设计范围及内容主要有：设计一年产1900万吨炼钢生铁高炉群及其公用辅助设施，包括设备的选择、自动化控制系统及相应的水、风、气、供配电等公辅设施的设计、总平面布置，该项目的环境保护、公共安全与卫生、消防、能源分析、投资概算及成本测算等。
高炉工程范围是从原、燃料供应到铁水、水渣输出的主体设施及为高炉配套的辅助设施。
3设计原则
（1）先进、经济、实用、可靠，装备达到国内先进水平。
（2）采用新工艺、新技术、新设备、新材料要在成熟、可靠、节能、环保、性能好、维护方便的原则下采用。
4建设规模和主要技术指标
高炉有效容积为3000m3，共8座，年产炼钢铁水1900万吨/年。
高炉的主要技术指标见表一所示。
5高炉车间设计
（1）设计采用半岛式平面布置，其特点是高炉有独立的铁运停放线，运输不受周边其他高炉影响每座高炉为一个独立的单位。
（2）整个车间分别有8座高炉，每座高炉附带有4座热风炉，并伴有独立的除尘净化系统和独立的上料备料系统。
（3）设计有输运车辆直通炉台的斜桥和上下炉顶电梯。

表一 每座高炉主要技术指标
项 目
单 位
指 标
备 注
高炉有效容积
m³
3000

年产炼钢铁水
万t
235

平均日产量
t/d.座
6600

作业率
%
98

利用系数
d/(m³·d)
2.20
最大2.30
焦比
kg/t
365

煤比
kg/t
160
设备能力200
渣比
kg/t
380

入炉品位
%
56.5

热风温度
℃
1250

入炉风量
m³/min(标态)

鼓风湿度
g/m³(标态)

富氧率
%
2
设备能力3%
炉顶压力
kPa
0.23
设备承压能力0.30
高炉一代寿命
A
15

1高炉本体设计
1.1高炉内型设计
设计年产1900万吨的炼钢生铁的高炉炼铁车间的工艺设计。
1.1.1高炉总年产量的计算
本设计的高炉全年的生铁任务 P =1900万吨
1.1.2高炉有效容积的确定
（1）由以上确定高炉全年的生铁任务为：p=1900(万t/a)
（2）计算高炉日产量p

式中M—高炉座数，本设计为8座；
—高炉休风率本设计取2.20%。

=0.6639（万t）
≈6640(t)
（1） 计算高炉有效容积

式中 K——每吨生铁的综合焦比，kg /t。本设计取焦比365kg/t，煤比160 kg/t，综合焦比365+160*0.8=493kg/t。
I——冶炼强度，t/(·d)，本设计取1.08
则: 高炉的有效容积
6640*0.493/1.08=3031（）

取炉容3000m3

1.1.3高炉内型尺寸确定
高炉内型各部位尺寸确定如下：
（1） 炉缸
1) 炉缸直径（d/m）
d = 0.32×=0.32×=11.75(m)
取d=11.8(m).
2) 炉缸高度。
①　 渣口高度（hz/m):
式中 b——生铁产量波动系数，本设计取1.1；
p——生铁日产量，t;
N——昼夜出铁次数，取9；
C——渣口下部炉缸容积利用系数，为0.55～0.6，炉容大、渣量大时取较低值，本设计系数取0.57；
γT——铁水密度，一般取7.0～7.4，本设计取为7.2；
d——炉缸直径。
则：
=1.27×
= 1.803(m)
取hz =1.80(m)
②　 风口高度（hf/m): hf =
式中 k——渣口高度与风口高度之比，一般为0.5～0.6，本设计取为0.50。
则： hf = ==3.60(m)
取hf =3.60(m)
风口数目的确定：
按照经验公式
n = 2(d+2)=2×(11.8＋2)=27.6
取风口数目为28个。
去风口结构尺寸f=0.40(m)
③ 炉缸高度：
h1 =hf ＋ f =3.60＋0.40=4.00(m)
取h1 =4.0(m)
3） 死铁层的高度（h0/m）
(1) 死铁层高度炉喉高度：
根据大型高炉一般死铁层高度为2000—3000mm
则：取死铁层高度为：h0 =2.50(m)
(2) 炉腰。
根据经验数值，3000m3 取D/d=1.10。
则：炉腰直径：
D=1.10×11.8=12.98(m) 取D=13.0(m)
炉腰高度按如下经验公式计算：
（3） 炉腹。
炉腹角α值一般取79o～83o 之间。本设计取80.5o
炉腹高度：
h2 = ×tanα
=3.585(m)
取h2 =3.6(m)
校核α：
则： a =80.5o
（4） 炉喉
1） 炉喉直径（d1/m）。取经验值d/D=0.64～0.73,本设计选d/D=0.7。
则： d1 =0.64×D=0.7×13.0=9.1(m)
取为d1 = 9(m)
2） 炉喉高度（h5/m），选取炉喉高度h5 =3.3 (m)
(5) 炉身、炉腰高度
1）炉身角β。=80.5o～～85.5o,本设计取β=83o
2）炉身高度（h4/m）

=0.5×(13.0－9)×tan83o
=16.28(m)
取h4 =16.2(m)
校核β：
则： β=83.0o
3）炉腰高度（h3/m）。选取2.35
则：Hu =2.35×13.0 =30.55(m)
取Hu =30.0(m)
则：炉腰高度

= 30.0－4.0－3.6－16.2－3.3
=2.90 (m)
取h3 =3.00 (m)
（6）校核炉容。
3.14*11.8 2*4.0 /4=437.21（m3）
=3.14÷12×3.6×（13.02+13.0×11.8＋11.82） = 434.86（m3）
=3.14÷4×13.02 ×3.0=398.0（m3）

=1555.71（m3）
=3.14÷4×9.02×3.3=203.47（m3）
则： =437.21+434.86+398.0+1555.71+203.47
=3029.25（m3）
误差﹤3.0%
误差在控制范围内，符合设计要求。
名称
尺寸（m）
名称
尺寸（m）
名称
数量(个)
h1
4.0
D
13.0
风口
28
h2
3.6
d
11.8
渣口
0
h3
3.0
d1
9.0
铁口
2
h4

16.2
α
80.5

h5
3.3
β
83.1

HU
30.1
Hu/D
2.35

h0
2.50
V-u
3029.25

1.2 高炉内衬设计
高炉炉衬世按照设计的炉型用耐火砖材料砌筑而成的。表1-1列出了高炉用耐火砖尺寸通用砖的标准。
表1-1 高炉用耐火砖尺寸通用表
形状
砖号
尺寸/cm
a
b
b1
c
直形砖
G-1
230
150

75
G-2
345
150

75
G-7
230
150

75
G-8
345
150

75
契形砖
G-3
230
150
135
75
G-4
345
150
130
75
G-5
230
150
120
75
G-6
345
150
110
75
本设计的高炉容积为3000m3 ，以下计算中所用到的炉体各部位尺寸均为前面高炉内型设计所得。
表1-2 高炉内衬特征
炉容/m3
部位
炉底
炉缸
炉腹
炉腰
炉身下部
炉身上部
材质
厚度/mm
材质
厚度/mm
材质
厚度/mm
材质
厚度/mm
材质
厚度/mm
材质
厚度/mm
3000
铝碳砖
3600
NMA炭砖
1300
NMD炭砖
345
SIC砖
575
NMD炭砖
575
NMD炭砖
575
1.2.7 高炉炉喉钢砖选型
本设计采用块状炉喉钢砖，选用适合本设计高炉容积的炉喉钢砖尺寸如表1-3所示
表1-3 炉喉钢砖尺寸
炉容/m3
形式
每块质量/kg
材质
高/mm
宽/mm
壁厚/mm
连接螺栓
缝隙/mm
3000
块状
163
20
200
595/713
70
M30
20
1.3 高炉炉体冷却设备
高炉炉衬必须冷却。冷却介质通常为水、汽水混合物及空气。
1.3.1 外部喷水冷却
1.3.2 冷却壁的选择
冷却壁的选择如表1-4所示
表1-4高炉冷却壁的选择
炉容/m3
炉底
炉缸
炉腹
炉身
下、中部
上部
3000
水冷
光面冷却壁
镶砖冷却壁
板壁交错冷却
镶砖冷却壁
光面冷却壁和镶砖冷却壁尺寸
（1） 冷却壁的长度取2.3m。
（2） 风口区冷却壁数目为风口数量的两倍，即28×2=56块。
（3） 渣口上下段各两块冷却壁。
（4） 冷却壁蛇形管采用φ44.5mm×6mm, 中心距为150mm。蛇形管只有一个接头，且不放在弯曲段上。
（5） 冷却壁材质选用GB976-67、牌号HT15-33的灰铸铁，蛇形管用YB231-64冷拔无缝昂管，材质为20。
（6）冷却壁之间及冷却壁与炉壳之间的间隙：
① 同一段每块之间的垂直缝为20mm，上下端水平缝为30mm，上下两端冷却壁间垂直缝隙相互错开，缝隙用铁质焊接材料焊接严密。
② 光面冷却壁与炉壳之间留20m缝隙，用稀泥灌满，与砖衬间留缝100～150mm，填以炭素料。

表1-5 光面冷却壁尺寸
炉容/m3
3000
部位
炉底
炉缸
部位
高/mm
1975
2670
宽/mm
742
850/780
厚/mm
120
120
每圈块数
60
48
固定螺栓
直径/mm
36
36
个数
4
4
水管
材质钢号
20
20
管径/mm
44.5
44.5
壁厚/m
6
6
最小弯曲半径/
90
75
进出水管
管径/mm
65
60
壁厚/mm
7.5
6
长度/mm
190
170
质量/kg
1300
1660
表1-6 镶砖冷却壁尺寸
炉容/m3
3000
尺寸
部位
炉腹
高/mm
2470
宽/mm
662/661
厚/mm
350
砖厚/mm
150
砖面积/m2
0.82
铁面积/m2
0.73
砖铁面积比
11.2
每层块数
60
水管
管径/mm
44.5
壁厚/mm
6
最小弯曲半径/mm
75
螺栓
直径/mm
42
个数
4
质量/kg
2660

1.4 高炉炉体系统
炉体系统由炉体框架、炉壳、冷却设备、冷却水系统、耐火材料及相关附属设施构成。
高炉设置2个铁口，28个风口，无渣口。
1.5 高炉冷却水系统
炉体冷却水系统由软水密闭循环系统和净水循环系统组成。
1.5.1软水系统
高炉冷却设备（冷却壁、冷却板、炉底水冷管）和 热风炉设备（热风阀、混风发）采用软水密闭循环系统。软水系统的漏损通过设置在系统最高水位处脱气罐上的水位进行检测。各支管的漏损则通过分区流量计、单管流量计及每根排水管上的旁通气阀来进行检测。
1.5.2 净环水系统
高压净环水系统向风口小套、炉顶雾化喷水供水。中压净环水系统向风大、中套、炉役后期炉壳洒水供水。
1.6 软水站系统
软水系统用冷却软水，供水温度≦45℃。系统为密闭循环，补充水量6m3/h。回水经表面蒸发冷却器将水温从57℃冷水冷却到45℃。系统设置了应急柴油机泵，当系统停电时自动启动向软水系统供水。
软水系统设置有加药设施，向循环水系统投加药剂，减缓水质变化导致设备和管道的腐蚀。
1.7 炉体附属设备
炉体附属设备包括红外线摄像装置、炉顶雾化喷水装置、送风支管、风口设备等。
2 高炉鼓风机选型及热风炉工艺计算
2.1高炉鼓风机工艺计算
2.11 高炉入炉风量与鼓风机出口风量
（1）高炉入炉风量。高炉入炉风量是指在高炉风口出进入高炉内标准状态下的鼓风流量。高炉入炉风量可由下列公式计算：

(风量=高炉有效容积×4 即 3000×4=12000（m3/min）)
式中 Vf' ——高炉入炉风量(标态)，
Vu ——高炉有效容积，本设计为3000m3；
I ——冶炼强度，t/(m3·d),本设计中选取1.08；
v —每吨干焦耗风量（标态），m3/d。
1440——日历分钟数，min/d。
其中v选取2750（m3）。

(2) 鼓风机出口风量。风机出口风量包括高炉入炉风量与送风管路系统中漏风损失的总和，即：

式中 ——风机出口处的风量，m3/min；
——高炉入炉风量，m3/min；
K——送风管路系统漏风损失系数，本设计取K=0.15。
则：
2.1.2 高炉鼓风压力
高炉鼓风压力取决于炉顶压力、炉内料柱和送风系统的阻力损失。
(1) 炉顶压力。
表2-1 高压操作的炉顶压力
高炉容积/m3
255
620
1000～1500
＞2000
炉顶压力/kPa
50～80
60～120
100～150
150～250
本设计选取高压操作的高炉炉顶压力为230kPa。
（2）炉内料柱及送风系统的阻力损失。
表2-2 设计风压选择
炉容/m3
料柱损失
送风系统阻损

炉顶压力

3000
140
20
230
则：
=140＋20＋230
=390(kPa)
2.1.3 高炉鼓风机能力的确定（鼓风机工况的计算）
（1）鼓风机工况点风量的计算。将鼓风机出口风量换算为鼓风机工况的体积流量的公式为：

式中 Q——鼓风机特性曲线上工况点的体积流量（标态），m3/min；
——股风机出口风量（标态），m3/min；
k——风量修正系数，本设计取k=0.82。
则：Q = 7116/0.82 =8678(m3/min)
(2) 鼓风机工况点风压的计算。鼓风机压力以绝对大气压标示时，工况点压力可以采用近似计算：

式中 ——风压修正系数，本设计选0.91。
则: p =390/0.91 =428.57 (kPa)
2.1.4 鼓风机的选型
本设计选取轴流式鼓风机，根据前面计算得出的工况点和风量和风压，选择合适本设计的鼓风机型号为：全静叶可调轴流式风机。
表2-3 鼓风机配置
鼓风机型号
风量
风压
转速
功率
传动方式
全静叶可调轴流式
8800
0.50

48000
同步电动
2.1.5 鼓风站工艺流程
空气→过滤→电动鼓风机→止回阀→出口消声器→电动送风阀→配风阀→送风母道→热风炉。
2.1.6 鼓风机站布置
主厂房采取双层布置，第一层布置油站、风机进出管道‘二层为操作层，布置电动鼓风机组、高位油箱等。风机纵向布置。
主厂房外布置空气过滤器、风机进出风管、防风消声器、事故油箱等。
2.2高炉热风炉工艺计算
2.2.1 内燃式热风炉
热风炉实际上是一个热交换器。现代高炉普遍采用蓄热式热风炉。由于燃风和送风交替进行，为保证向高炉炉连续供风，本设计每座高炉配置4座热风炉，采用“两烧两送”工作制度。
2.2.1.1 计算原始数据
计算原始数据如下：
（1） 高炉入炉风量：
已知高炉有效容积Vu=3000m3;
高炉综合冶炼强度I=1.08
吨干焦耗风量（标态）v=2750m3/t
则：高炉入炉风量 =(3000×1.08×2750)/24
=371250(m3/h)
（2）热风出口平均温度：tR,f=1250℃；
（3）冷风入口温度：80℃；
（4）规定的拱顶的烟气温度：1350℃
（5）平均废气出口温度：250℃
（6）净煤气温度：tm=35℃
（7）助燃空气温度：tk=20℃
（8）热风炉座数：n=4
（9）热风炉工作制度为“两烧两送”，其中送风周期时间τf=1h ,燃烧周期时间2h,换炉占用时间0.15h,总的周期时间1＋2＋0.15 =3.15h;
（10）高炉煤气成分表
表2-3 煤气成分及数量
化学成分
CO2
CO
N2
H2
CH4
总计
体积/m3
333.81
494.60
1123.54
63.32
10.97
2026.24
体积分数/%
20.2
21.3
56.4
1
1
100
（11）焦炉煤气成分表
（12）干炉煤气所带的机械水：15g/m3 。
表2-4 焦炉煤气成分
化学成分
CO2
CO
N2
H2
CH4
C2H4
总计
体积分数/%
2.0
6.5
6.5
57.0
2.8
2.8
100
2.2.1.2 燃烧计算
2.2.1.2.1 煤气成分换算
净煤气在35℃时饱和水含量为47.45g/m3，1m3干煤气的总含水量：
m(H2O) =47.45＋15=62.45（g/m3）
换算成水蒸气的体积分数：

则湿煤气成分的换算系数：

配以焦炉煤气，按照焦炉煤气(%)∶高炉煤气(%)= 10 ：90，则湿煤气的体积含量如表2-5所示。
表2-5 湿煤气的体积含量
成分
体积分数/%
CO
6.5×0.1＋21.30×0.93×0.9=18.5
CO2
2.0×0.1＋20.2×0.93×0.9=17.1
H2
57.0×0.1＋1×0.93×0.9=6.4
CH4
25.2×0.1＋1×0.93×0.9=3.2
N2
6.5×0.1＋56.6×0.93×0.9=48
H2O
7.2×0.9=6.48
C2H4
2.8×01=0.28
总计
100%
2.2.1.2.2煤气发热值计算
煤气低发热值：

=30.2×18.5＋25.7×6.4＋85.8×3.2＋142×0.28＋55.3×0
=1054.22kcal/m3
=4408.75kJ/m3
2.2.1.2.3 每燃烧1m3煤气的空气需要量计算
理论空气需要量：

=0.94
取空气过剩系数a =1.06 ,则实际空气需要量：
L=aL0 =1.06×1.02 =0.9376(m3/m3)
2.2.1.2.4 燃烧1m3煤气生成的烟气量及烟气百分数组成（助燃空气带入的水分忽略不计）计算

式中 =0.01×[]
=0.01×[18.5＋17.1＋3.2＋0.28]
=0.39
0.01×[]
= 0.01×[2×3.2＋2×0.28＋6.4＋6.48]
=0.1984
0.01×[] =0.01×(48＋97×1.08) =1.5276
0.21×(a－1)L =0.21×0.06×0.9376=0.0118
0.39＋0.1984＋1.5276＋0.0118
=2.1278
则烟气成分如表2-6所示。

表2-6 烟气成分表
成分
体积分数/%
CO2
0.381/2.1278×100 =17.91
H2O
0.2128/2.1278×100 =10
N2
1.287/2.1278×100 =60.48
O2
0.0136/2.1278×100 =0.64
总计
100%

2.2.1.2.5理论燃烧温度与实际燃烧温度计算
A 烟气的焓Hyo的计算
烟气在35℃时的平均热容量见表2-7。
表2-7 35℃时煤气的平均热容
成分
CO2
CO
H2
CH4
H2O
N2
C2H4
热容量/kcal·(m3·℃)
0.3953
0.311
0.3061
0.3814
0.3571
0.3105
0.450

煤气在35℃时带入的显热cmtm及助燃空气在20℃时带入的显热cktkL按公式计算如下：
cmtm =0.01tm

=0.01×35×(17.1×0.3953＋18.5×0.311＋6.40×0.3061＋
3.2×0.3814)＋0.01×(6.48×0.3571＋48×0.3105＋0.28×0.45)
=11.05(kcal/m3)
=46.41(kJ/m3)
当不记助燃空气中水汽时，20℃时助燃空气的平均热容量
ck =0.3109kcal/(m3·℃)=1.30587kJ/(m3·℃)
则20℃时助燃空气带入的显热：
cktkL =0.3109×20×0.94 =5.845(kxal/m3)=24.549(kJ/m3煤气)
故烟气的焓量：

B 燃烧温度的计算
当tx =1520℃时烟气中各成分的焓量（1m3烟气）计算如下：
(kcal/m³) =724.67(kJ/m³)
(kcal/m³) =315.98kJ/m³)
(kcal/m³) =1501.45(kJ/m³)
(kcal/m³) =16.8(kJ/m³)
则：(kcal/m³)
HX 与Hy0 的值相对误差（2566.83-2558.9）/2566.83=0.31%小于5.0%，符合要求。故按下式计算理论燃烧温度：
(℃)
考虑到实际燃烧温度比理论燃烧温度低70～90℃，取75℃，以及数据取整的必要，实际燃烧温度为：
75=1525－75=1450℃
温度为时的烟气焓量（1m3/烟气）：
(kcal/m³) =2427.39 (kJ/m³)
通过热风炉散失的热量：
(kJ/m³)
相当于散失热量百分数：

2.2.1.3 热平衡的计算
2.2.1.3.1鼓风从80℃提高到1200℃所增加的焓量（1m3计算
2.2.1.3.2加热1m3 鼓风需要的煤气量的计算
当废气温度℃时的焓量（1m3 废气）为：

=0.2007×110.65＋0.1124×91.34＋0.6797×77.98＋0.0072×80.59
=86.06(kcal/m³) =361.45(kJ/m³)
计算热风炉的总热效率：

则加热1m3 鼓风消耗的煤气量为：
(m³/m³)
2.2.1.3.3 周期煤气消耗量及烟气量的计算
周期中加热鼓风的总流量为：

周期中煤气总消耗量为：

采用“两烧两送”工作制度时，通过一座热风炉的平均小时鼓风流量：

通过每座热风炉的平均小时煤气消耗量：

则通过每座热风炉的平均小时烟气量：

3.2.1.4 蓄热室热工计算
2.2.1.4.1 热工计算的原始条件
㈠ 格子砖的热工参数
设计中采用二段式蓄热式结构：格子砖上部高温区域采用高铝砖和硅砖，格孔为：60mm×60mm、格砖厚40mm.的平板型格子砖；下不温度较低的区域采用黏土砖。格子砖热工参数如表所示
表2-8 格子砖热工特性参数
砖型
Φ /m2·m3
1－φ/m2·m3
dh /m

s =2δ/m
f /m2·m3
g /kg·m-2
γ /kg·m-3
平板型
0.36
0.64
0.06
0.0533
24.00
1536
2400
波形转
0.36
0.64
0.06
0.0533
26.40
1344
2100

㈡ 燃料燃烧及热平衡计算 ㈢ 热风炉直径的确定
蓄热室内烟气流速采用。蓄热室的断面积为：

燃烧室采用“苹果型”结构，烟气流速采用wyR=4.3(m/s)。则，燃烧室断面积：

燃烧室隔墙及蓄热室死角约占4.1m2，则热风炉的总断面积为：
A =82.34＋11.03＋4.1 = 97.47(m2)
则热风炉内经：

(四) 蓄热室各部位的烟气及鼓风温度
为了减少计算带来的误差，将蓄热室分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三段计算。设蓄热室各部位的烟气温度和相应的各部位鼓风温度如表2-9所示。

表2-9 各部位鼓风温度
段别
I段
II段
III段
部位
上端
下端
上端
下端
上端
下端
烟气温度/℃
1350
900
900
500
500
250
鼓风温度/℃
1250
708.50
708.50
317.66
317.66
80
2.2.1.5 热风炉流体阻损计算
2.2.1.5.1 计算中采用的原始数据
（1） 热风炉结构尺寸参看前面传热计算；
（2） 助燃空气及燃烧煤气量参见前面燃烧计算；
（3） 烟道的最大长度36m ,假定烟道降低温度为2℃/m；
（4） 热风炉各部位有关尺寸见前面计算；
（5） 烟道以90º转弯进入烟囱；
（6） 假定大气温度为30℃;
（7） 烟囱为红砖结构，假定降温为1℃/m；
（8） 燃烧器连接管长度为2.6m；
（9） 热风炉工作制度为“两烧两送”，采用上述工作制度时，通过一座热风炉的烟气量为Vy =170746.8m³/h =47.43m³/s。
2.3 热风炉工作制度
工作制度为“两烧两送”，即两座热风炉向高炉送风，其余两座热风炉处于燃烧状态。
2.4 热风炉主要设施
热风炉系统主要由炉壳、管道、附属设备、框架及平台、耐火材料等构成。

3 矿焦槽系统
3.1 原燃料质量要求及用量
32 矿焦槽布置及工艺参数
矿、焦槽合并布置。矿槽系统采用分散筛分、分散称量，焦槽采用分散筛分、集中称量。同时采用小块焦回收工艺。
矿、焦槽的数量及贮存能力工艺参数
表3-1 高炉矿焦槽工艺参数
序
号
物
料
数
量
每个仓
合计
密度
贮存时间
容积m3
贮存量t
容积m3
贮存量t
t/m3
h
1
烧结矿
6
700
1200
3200
7200
1.8
42.34
2
球团矿
3
360
460
1000
1380
2.2
32.4
3
生矿
2
240
680
700
1360
2.2

122.1
4
混合矿
2
300
530
1422
1060
1.6
22.1
5
小块焦
1
360
45
100
45
0.5
15
6
焦炭
5
420
325
1200
1615
0.45
19.4
7
碎矿仓
1
170
130
300
130
0.55
30.2
3.3 小焦块回收
焦块经筛分后，粒度＞20mm的焦炭经上料胶带机入炉。
焦槽槽下碎焦经焦振动筛将粒度为10～20mm的小焦块回收送至小块焦槽贮存。
3.4 供料及返料系统
供料系统是指从接口转运站向高炉矿焦槽供料的设施。返料系统是指高炉槽下的粉焦、粉矿从粉焦槽、粉矿槽输出的设施，本工程采用胶带机输送。
3.5 矿焦槽及供料除尘系统
矿焦槽槽上、槽下振动筛、称量漏斗、胶带输送机转运站、矿石中间漏斗、焦炭集中称量斗等产点集中设除尘设施。
槽上料仓采用切换抽风，条形卸料口处采用胶带密封。槽下各除尘点同时集中抽风除尘。

4 上料系统
4.1 概述
高炉采用皮带机上料。主皮带通廊采用全封闭式，设置中间台架，其结构形式采用高架钢结构，主皮带机传动室为混凝土框架结构并设置检修用行车。
4.2 上料主皮带机主要性能
表5-1 上料机主要指标
胶带宽/mm
带速 /m·min-1
水平长度
m
倾角

能力
t·h-1
点击容量台数 /kW·台-1
2000
145
343
10º34′
3300
150×4
4.3 胶带机头轮清扫
头轮清扫采用压缩空气吹扫，吹扫气体及粉尘进入头轮除尘风罩。

5 炉顶系统
高炉炉顶由串罐无料钟装料设备、料罐均排压设施、传动齿轮箱水冷设施、炉顶探尺、炉顶液压站及润滑站、检修设施及炉顶框架等组成。
5.1 炉顶均排压系统
称量料罐采用净煤气一次均压、氮气二次均压。
系统中设置均压阀、排压阀（旋风除尘器）及炉顶放散阀用消音器等。
炉顶料