2) 燃烧1m3高炉煤气理论空气量Lo为：
Lo＝19.52／21＝0.9295 m3 3）实际空气需要量Ln 为：
Ln＝1.10×0.9295＝1.022 m3
4）燃烧1m3高炉煤气的实际生成物量V产为：
V产＝1.88
m3
5）助燃空气显热Q空为：
Q空＝C空×t空×Lo ＝1.302×20×1.022 ＝24.2 KJ
式中C空—助燃空气在t空时的平均热容，KJ／（m3·℃）
t空—助燃空气温度，℃
6)煤气显热Q煤为：
Q煤＝C煤×t煤×1
式中C煤—煤气在t煤时的平均热容，KJ／（m3·℃）
t煤—煤气温度，℃
30×1 Q煤＝1.357×＝40.71 KJ
7）生成物的热量Q产为：
Q产＝（Q空＋Q煤＋QDW）／燃烧1m3煤气的生成物体积 （6—4）
＝（24.2＋40.71＋4419.6）／1.8 ＝2385.38 KJ／m3 （5） 理论燃烧温度的计算：
t理＝（Q＋Q煤＋QDW）／（V产C产）
空式中： t理 — 理论燃烧温度，℃
C产— 燃烧产物在t理时的平均热容，KJ／（m3·℃）
由于C产的数值取决于t理，须利用已知的Q产，用迭代法和内插法求得t理，其过程如下：
燃烧生成物在某温度的Q产，用下式计算：
tttQ产＝Wco×Vco＋WHO×VHO＋WO×VO＋WN×VN
22tt222222式中：Wco、WHO、WO、WN分别为气体CO2、H2O、O2、N2，在压力为
2tttt222101KPa，温度为t℃时的焓值，KJ／m3，可从附录表中查得：Vco、VHO、VO、
222VN分别为1m生成物中该气体的含量，m。先设理论燃烧温度为1200℃、1300℃、
3321400℃、1500℃，查表得，在各温度下的焓值，见表6-7。.
26
表6-7 CO2、H2O、O2、N2在1200℃、1300℃、1400℃、1500℃下的焓 值 KJ／m3。 温度／℃ 1200 1300 1400 1500 1600 Wco 2tW HO2tW O2tW N2t2720.8 2991.13 3276 3522 3138.46 2120.4 2328.0 2540 2755.7 2999.54 1804.0 1907.13 2129 2295.3 2460.53 1724.5 1882.09 2012 2200.1 2354.60 据表6-6的生成物成分，分别计算出各温度时的生成物热量Qt产。 表6-8CO2、H2O、O2、N2在1200℃、1300℃、1400℃、1500℃下的生成物热量 KJ／m3 温度／℃ 1200 1300 1400 1500 Wco t2WtH2O W O2t 1204.56 1315.2 1405.38 1536.77 Q产 1964.89 2150.03 2319.31 2521.54 t563.21 619.16 678.13 729.05 178.54 196.02 113.87 232.03 18.58 19.64 21.93 23.64 上述生成物的实际热量Q产为2541.504 KJ／m3，可见其理论燃烧温度介于1400℃～1500℃之间，按内插法求得理论燃烧温度t理为：
t理＝1400＋（2385.38－2319.31）×100/（12521.5－2319.311）
≈1432.7℃
6.2热风炉结构简易计算
已知：高炉有效容积2000m3，每立方米高炉有效容积蓄热室应具有加热面
积取84m2（一般80～90m2，n=3，座炉壳中上部位有经验取D=9500mm。 （1）热风炉全部加热面积为84×2000=168000m2，则每座热风炉蓄热室所占加热面积为：168000/3=56000m2。
（2）选取热风炉外壳厚度：中部段20mm，下部段25mm，上部段20mm，底板厚度30mm。
（3）热风炉钢壳内壁到它炉墙内壁耐火材料砌体厚度依次为： 喷涂料60+硅藻土砖115+耐火纤维毡40+轻质高铝砖230+高铝砖230 则热风炉内径是：D1=9500－2×（20+675）=8710mm （4）热风炉总断面积:
F1=（3.14×8.712）÷3=60.1m2
一般燃烧室占热风炉总断面积的25%～30%，本例取30%，则燃烧室面积：
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F2=60.1×0.3=17.5m2 蓄热室横断面积为：
F3=60.1－17.5=42.6m2
蓄热室格子砖与炉墙和隔墙之间留有膨胀缝25m，一般此膨胀缝面积占热风炉炉墙内空横断面积的2.0%-2.5%，今取2.5%，扣除膨胀缝面积后，格子砖所占横断面积F4为：
F4=42.602-60.86*2.5%=41.08m2
（5）燃烧室选苹果型（既复合型），取半圆部分片燃烧室断面57%则：
1/2πR2 =0.57×18.258 R=√2×0.57×18.258/π=2.60m
取R′=1.7m校核燃烧室断面积：
F燃=1/2×3.14×2.62+1/2×3.14×1.702+1.50×0.67×2 =18.21m2
即近似于18.258m2
（6）选用七孔格子砖，热工参数为：当量直径ds=43mm,格子砖厚=δ150mm,1m3砖格子加热面积通道面子?=0.409m2,砖占体积（1-? ）=0.591㎡,当量厚度=σ=31.01㎜。
1米高格子砖的加热面积为：
1×38.07×41.08=1563.916m2
采用一段式格孔，蓄热室个格子砖总高度为：
h=56000÷1563.916=35.81m
总的格子砖层数为：
35.81÷0.15=239 七孔格子砖的底面积为：
128×110.7×0.5×6=42508.8mm2
蓄热室一层格子砖数：41.08÷0.0425088=967（块） 则蓄热室总砖量为：
239×967=231113块 （7）其他尺寸：
底板支柱及炉箅子热风炉炉壳底板为普通碳素钢，炉箅子厚度加上支柱高度总高度2750mm，炉箅子孔为圆孔直接为43mm与格子砖孔相适应。炉箅子及支柱都采用耐火铸铁材料。在热风炉底板上有450mm厚度的矾土水泥耐热混凝土保护层。
（8）热风炉下部段。炉墙砌体耐火材料厚度依次为：
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钢壳25+硅藻土砖65+耐火纤维毡50+轻质粘土砖114+粘土砖345=599 （9）拱顶：采用两球面形结合的结构。
钢壳20+耐酸喷涂料50+硅酸铝耐火纤维50+硅藻土砖65+硅酸铝耐火纤维50+轻质粘土砖114+轻质高铝砖114+高铝砖345=808
拱顶大帽直段部分高度5600mm，炉墙伸入大帽4000mm。
去上部球形拱顶内半径为3900，砌体内半径3050，球顶中心角为110度，球顶砌砖中心比球顶钢壳中心标高要低60mm。同意的取下部球形拱顶球半径外内半径分别为：9000mm,8192mm
全高=格子砖上缘到球顶砌砖的中心距离+拱顶的内径半径+炉顶钢板后+炉底钢板厚+格子砖高度+球顶与炉壳之间膨胀缝+支柱及炉箅子高度+找水平泥层+炉顶砌砖厚度
H=30+3000+35810+400+1600+2650+60+3900+20=47470mm 核检：H/D=47.47/9.5=5.0 它在4～6[1]之间，是稳定的。 （附：湘钢1号高炉热风炉H=40.988 高径比5.25）
6.3砖量计算
有以上条件可知：
大墙高度=全高-内径半径-炉顶钢板后-炉顶砌砖厚度-膨胀缝-找水平泥层-炉底钢板厚度
大墙高度=51.29-3.805--0.014-0.0025-0.064-0.25=47.1545m 采用G-2、G-4 相配合，砖厚C=75mm 则总层数=47.1545÷0.075=629（层） 一层耐火砖用量：
楔形砖：X=?×2a/(b-b1)=?×2×345/(150-125)=87（块） 直形砖：y=（?d-b1X）/b=(?×7.61-0.125×87)/0.15=87（块） 则总砖量：（87+87）×629=109446（块）
大墙高度=47470-20-3900-3800-450-30=38730m
采用下列砖配合砌筑：
楔形转 型号 长×宽×厚 直型砖型号 长×宽×厚
上中部外层选用:230×(75/65) ×114230×150×114 内层选用230×(75/55) ×75230×150×75
下部（12m以下）外层用砖114×(75/65) ×230114×150×230
内层用砖345×(75/55) ×75345×150×75 上中部砖量高度：总高度47470-12000=35470mm 外层总层数：35470÷114=312(层)
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一层耐火砖用量：楔形砖：X=×2a/(b-)=×2×230/(75-65)=144（块） 直形砖：y=（d-X）/b=(×7840-65×144)/150=102（块） 则上中部外层总砖量：（144+102）×312=76752（块） 内层总层数：35470÷75=473(层)
一层耐火砖用量：楔形砖：X=×2a/(b-)=×2×230/(75-55)=72（块） 直形砖：y=（d-X）/b=(×7610-55×72)/150=133（块） 则上中部外层总砖量：（72+133）×473=96965（块） 下部用砖计算：外层总层数：12000÷230=53(层)
一层耐火砖用量：楔形砖：X=×2a/(b-)=×2×114/(75-65)=72（块） 直形砖：y=（d-X）/b=(×7840-65×72)/150=133（块） 则上中部外层总砖量：（72+133）×53=10865（块） 内层总层数：12000÷75=160(层)
一层耐火砖用量：楔形砖：X=×2a/(b-b1)=×2×345/(75-55)=108（块） 直形砖：y=（d-X）/b=(3.14×8718-65×108)/150=136（块） 则上中部外层总砖量：（136+133）×160=43040（块） 则总用砖量为：76752+96965+10865+43040=227622（块）
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7 参考文献
[1] 贺道中.炼铁热风炉课程设计指导书，自编
[2] 张树勋.钢铁厂设计原理（上册），冶金工业出版社，2003 [3] 周传典.高炉炼铁生产技术手册，冶金工业出版社，2002.8 [4] 万 新.炼铁厂设计原理，冶金工业出版社，2009.4
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