16 页
辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第
表2.12 各种生铁的热焓值
生铁热焓值
炼钢生铁
铸造生铁
锰铁
KJ/Kg 1130.44-1172.36 1256.04-1297.91 1172.3-1214.17 (10)炉渣带走热
炉渣热焓值经验值表2.13所示。
表2.13 各种炉渣的热焓值
炉渣热焓值 KJ/Kg
炼钢铁扎 1716.59-1758.54
铸造铁渣 1884.6-2009.66
锰铁铁渣 1842.192-1967.79
则炉渣带走热=367.55?1800?661590KJ (11)炉顶煤气带走热
炉顶温度为200℃时，各种气体的平均比热容为200CPKJ/m3?℃，煤气各成分比热容见表2.14。
表2.14 200℃炉顶煤气比热容
CO2 364.7
CO 263.9
N2 262.8
H2 257.9
CH4 356.9
H2O 305.6
????262.8?887.13?364.8?320.528?263.9?426.6?257.7?59.764?356.9?5.4509?479992.7KJ 1.065?39.49?22.418?100?5233.74KJ煤气带走的热量为479992.7?5233.74?485226.44KJ （12）炉尘带走的热 15?0.7542?200?2262.6 前八项总和为?9899685.9KJ
8-9899685.9?229685.6KJ,(包括散热和冷却水（13）外部热损失为?10129371.5带走热),根据以上计算列出热收入与热支平衡表2.15。
表2.15 热平衡表 项目
燃烧热
热风带入热
氢氧化物及甲烷生成热 成渣热
炉料物理热（冷矿不计）
KJ
7982437.177 1306698.2 770789.4 69446.8
% 78.80 12.90 7.61 0.69
项目
铁氧化物分解耗热 锰氧化物分解耗热 硅氧化物分解耗热 磷酸钙分解放热 脱硫耗热
KJ 7005205.0 10312.43 124409.48 18606.952 14880.535
% 70.76 0.10 1.26 0.19 0.15
17 页
辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第
总计
2.1.3 热平衡指标计算
10129371.58
100.00
水分分解耗热 游离水蒸发耗热 喷吹物分解耗热 铁水带走热量 炉渣带走热量 干煤气带走热量 热量损失 总计
260978.9 35963.892 234460 1214000 661590 485226.44 229685.6 9899685.9
0.27 0.36 2.37 12.26 6.68 4.90 0.7 100.00
热损失在3%～8%之间，符合要求
（1）碳素热能利用系数KC
KC?碳的氧化热（包括燃烧生成CO和CO2放出的热出?100%
处进入生铁外的碳全部燃烧烧生成C所放出热放27982437.177?100%?62.14% ?33436.2??425.82-41.65
? （2）热量有效利用系数Kt
Kt??高炉总炉总热量-煤气带气带-外部热部热?% ??100-4.90-2.3-3.6?%?89.2%
从上述指标可以看出，KC值一般在50%～60%之间，个别可高达65%。本设计KC=60.63%说明碳素热能利用比较好。Kt值一般为80%～90%，本设计的热利用系数比较高。
18 页
辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第
3 高炉本体设计
3.1 车间平面布置形式
高炉炼铁车间布置形式根据铁路线的布置可以分为：一列式布置，并列式布置，岛式布置和半岛式布置。本设计车间布置形式采用半岛式布置：半岛式布置形式的高炉和热风炉列线与车间调度线交角增大到45°，因此高炉距离近，并且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。出铁场与铁水罐车停放线垂直，缩短了出铁场长度，设有摆动流嘴，出一次铁可放置多个铁水罐车。
3.2 高炉炉型设计
根据公司要求、原燃料条件和建设场地等情况，炉容确定为有效容积3200m3高炉。
为了强化高炉冶炼、改善高炉透气性和煤气的利用率，减少崩料和悬料的发生，消除炉缸堆秘，延长炉缸寿命，设计炉型更加接近操作炉型。高炉炉型设计趋于矮胖。高炉设有30个风口、4个铁口。
高炉炉体为大框架式结构，炉腰平台以下的四根柱子为倾斜结构，扩大了风口区操作空间，便于更换风口设备，底部框架跨度为16×16m。炉体及炉顶共设l层钢结构平台，各平台之间设有双向走梯，以确保操作维护人员的方便和安全。
本设计采用五段式高炉炉型，五段式高炉炉型的内型简图如图4.1所示。
19 页
辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第
图3.1 高炉内型图 3.2.1 炉型设计与计算
本设计采用经验公式，其他参考现有高炉炉型确定。炉型设计计算如下：
高炉有效容积计算
（1）确定高炉全年的生铁任务
已知本设计年产量为510万吨炼钢生铁，即全年生铁任务为： P?5100000ta （2）计算高炉日产量p p?P （3.1）
M?350 式中M—高炉座数，本设计为2座； 350—高炉年工作日。 则高炉日产量为：p?P5100000??7285.71t （3.2）
350?2350?2（3）计算高炉有效容积Vu
Vu?p7285.713 （3.3） ??3167.7mηv2.3
式中ηv—高炉利用系数，tm3?d，本设计取2.3
?? 取3200m3
20 页
辽宁科技大学本科生毕业设计（论文） 第
高炉内型尺寸计算
（1）炉缸直径：它是决定焦炭燃烧量和出铁能力的重要参数，大型高炉一般采用经验公式：d?0.4087Vu 取d=12m
（2）炉腰直径：取决于炉缸直径，炉腰高度和角度，炉腰直径稍大些好，它有利于改善初成渣的透气性。可用D/d来确定，可用经验公式： D?0.5684Vu 取D=13m （3）炉喉直径 d1?0.431Vu 取d1=9.0m （4）炉缸高度
要求能储存一次铁水量和下渣量，加上出铁量波动系数。一般应使炉缸的容积占高炉有效容积的一个比例范围，现代大型高炉一般在17%～18%左右。
0.37770.3777 （3.6） ?0.4317?3200?9.049m0.39420.3942 （3.5） ?0.5684?3200?13.69m0.42050.4205（3.4） ?0.4087?3200?12.17m
h1?104206Vu取h1=5m （5）炉腹高度
0.159?34.8707Vu?0.841 ?5.086m （3.7）
在炉腹部位炉料下降缓慢，未还原的矿石在此经过充分还原后进入炉缸，所以在冶炼铸造生铁和使用难还原的矿石的时候，炉腹要高一些好。
0.78480.81290.841?h2??1.6818Vu?63.5879??Vu?0.719Vu?0.517Vu?1?5.14m （3.8）
取h2=5m （6）炉身高度
主要炉料粒度和焦炭强度等对煤气流分布的影响，也要考虑和其他比为的相互关系。
?Vuh4??6.3008Vu?47.7323取h4=16m （7）炉喉高度
?0.7848?0.7833Vu0.7701?0.5769Vu0.7554-1??16.095m（3.9）