辅助：C↓C↓O↓；O↓O↓C↓；C↓C↓O↓O↓；O↓O↓C↓C↓。 2.2.3 串罐式无料钟炉顶的主要设计参数表
表2-1设计参数表
有效容积 2800m
3
炉喉直径 Ф8400mm
利用系数 2.2t/md
3
日产铁量 6160t/d
设计炉顶压力 0.15～0.2Mpa
炉顶温度 正常200C最大500C
o
o
2.2.4 串罐式无料钟炉顶装料设备性能及参数计算
表2-2装料设备的基本参数的规定[6]
高炉容积 参数名称 上料闸通径/mm 料流调节阀通径/mm 上密封阀通径/mm 下密封阀通径/mm 料罐有效容积/m3 中心喉管通径/mm 布料溜槽长度/mm 布料溜槽速度r/min 布料溜槽布料角度° 2.2.4.1固定受料斗
固定受料斗通过设置插入件，使物料在料斗内均匀布置，从而达到减少物料粒度偏析。故在本设计中采用固定受料斗来替代旋转受料斗。
在料斗内设有防止炉料偏析的插入件，插入件固定在料斗内壁上部。料斗为焊接钢结构，用来接受和贮存炉料。
由于焦炭的堆比重为0.45t/m，称量料罐的有效容积为焦批重的1.0～1.2倍，则受料斗的容积V斗=WC/WJ×1.2，则V斗=（22.07÷0.45）×1.2=58.85m3。
考虑到高炉强化的要求，本设计中取料罐容积为60m3，所以固定受料斗的容积为60m3，称量料罐也取60m3。固定受料斗的具体尺寸计算如下：取中间圆柱体的半径
R=1800㎜，高h1=4700㎜；下部圆锥半径R1=1700㎜，高h2=3600㎜。所以，固定受料斗的体积计算如下：
V=Sh1?合适。
13Sh2，式中：S=∏R2=3.14×1.82=10.17m3，代人数据可知V=59.98m3，选取数据
3
750～1500以下 1500～2500以下 2500～5000以下
600～800 500～600 700～900 650～800 20～30 550～650 2000～3000
3～8 10～55
800～1100 600～700 900～1200 800～850 30～55 650～750 3000～4000
3～8 5～55
1100～1500 700～850 1200～1600 850～1000 55～100 750～850 4000～5000
3～8 2～55
2.2.4.2上部料流阀和上密封阀
上部料流阀通径Φ1100mm。
表2-3上密封阀规格参数
型式 阀通径 旋转角度 控制元件 数量
液压驱动开闭式。焊接钢结构，带硅橡胶的阀板，液压缸实现阀板开闭。 φ1300mm 110° 开关2个 1台
2.2.4.3称量料罐
称量料罐既起称量作用也起钟式炉顶中的均压室作用，设有均压管和均压放散管。罐内上部装有上密封阀，罐中心设有防止炉料偏析、改善下料条件的插入件（导料器）且固定在料罐壁上，它可以上下调整高度。料罐下部设有三个防扭转装置、两个抗震装置和三个吊挂装置并用三个电子秤称量料罐重量。
由上面的计算可知，称量料罐和固定受料斗的容积相同，都为60m。具体计算如下： 取中间圆柱体的半径R=2200㎜，高h1=1500㎜；下部圆锥形的高h2=3500㎜；上部是把圆锥的锥角去掉的那部分，其中半径R1=1700㎜，圆锥高度h3=6900㎜，去掉的高度 h4=5200㎜。所以，料罐的体积计算如下：
V=
13Sh2?Sh1?13Sh3?13S1h4
3
式中：S=∏R2=3.14×2.22=15.20m3，S1=∏R12=3.14×1.72=9.07m3 代人数据可知V=60.03m3，选取数据合适。 2.2.4.4料流调节阀和下密封阀
表2-4料流调节阀规格参数 扇形液压摆动式。液压驱动装置，液压缸实现角度的开闭。
型式 控制元件 阀门通径及开口度 数量 阀体吊装于料罐下支承板上。 位置检测开关1个 750mm，0°～72° 1台 本设计中下密封阀采取液压驱动开闭式，设有带氮气吹扫的阀座，带硅橡胶的阀板。 下密封阀通径为：850mm，旋转角度为110°。 2.2.4.5中心喉管
中心喉管上部与下密封阀、料流调节阀阀箱相连接。中心喉管设有波纹补偿器，以减少料罐均
压时产生的浮力和炉顶压力波动时对料罐物料称量引起的偏差以及吸收高炉生产后产生的位移，确保称量准确和炉顶正常工作。
中心喉管长度通常取大些以免从中心喉管流出的炉料发生偏行，中心喉管的直径应大于焦炭最大粒度的5倍，由对装料设备基本参数的规定可知，高炉有效容积为2800m3时，中心喉管通径为750～850mm，故本设计中取中心喉管通径为800mm.则有关中心喉管的计算如下表所示：
表2-5中心喉管的有关计算
D L=πD F=πD2/4 Rd=F/L V=入(3.2gRd)0.5 Q=vF V t=V/Q n N=tn/60 800 2.51 0.502 0.20
焦炭1.13 0.567 60 105.82 8 14.1 烧结1.38 0.693 60 86.58 8 11.54
其中：D—中心喉管通径，mm；L—中心喉管内径周边长m；F—中心喉管截面积，m；Rd—水力半径，m；v—原料通过中心喉管的速度，m/s；入—原料流动系数，焦炭0.4～0.5；烧结矿0.5～0.6； Q—原料通过中心喉管的流量，m3/s；V—料罐的有效容积，m3；t—一次布料时间，s；n——布料器转数，r/min；g—自由落体加速度，取9.80665m/s；N—一次布料达到的料层数目，圈； 2.2.4.6布料器（传动机构）及旋转溜槽
布料器为无料钟炉顶设备中的核心装置。它分为两部分：一部分为传动装置，由主传动齿轮箱、上部齿轮箱、倾动齿轮箱、旋转溜槽、及其他元件组成。另一部分为气密箱，气密箱采用循环水冷却。气密箱是按炉顶温度200～250℃设计的（短期最高温度可达600℃）。为防止齿轮箱内有积灰吹入，用氮气进行密封，并设有两台氮气罐和通风机及必要设施。在主传动齿轮箱的上箱体上安装有眼镜阀和波纹管。
本设计中布料器和旋转溜槽的参数如下：
布料器旋转速度为8r/min，慢速时为2.65r/min；旋转溜槽的长度L=4000mm；旋转溜槽的工作倾角范围为10°～55°，检修时最大可达85°。 2.2.4.7电子秤
料罐上设有电子秤，用以监视料罐内满料、空料、过载以及料流快慢的情况，同时发出讯号指挥上下密封阀的开启和关闭。 2.2.4.8均压、放散装置
称量料罐的均压是分两次进行的。一次均压阀通径为Φ400mm，二次均压伐通径为Φ250mm,液压传动。为防止均压过压，在均压管道上还设有安全阀。安全阀通径为Φ400mm。
均压放散阀为Φ400mm，液压传动。在放散均压煤气时，装设除尘器和消音器。
故在本设计中，高炉均排压系统包括两台一均阀（Φ400mm），两台二均阀（Φ250mm）,两台放散阀（Φ400mm），在均压管上装有眼镜阀，便于一均阀更换。为保证二次均压在5秒内完成，炉顶设置一个26m的氮气罐，其贮存压力大于0.8Mpa。 2.2.4.9炉顶钢圈
炉顶钢圈为钢板焊接件。作为炉体锥台与无料钟炉顶的连接件。
3
2
[7]
2.2.4.10探尺
本设计中，炉顶装有两台紧凑型垂直电动探尺，探尺下降速度为0.2～0.3m/s，提升速度为0.5～0.55m/s，探尺深度为0～6m。为了用于事故时探测炉内料面，设置一台卷扬重锤式探料尺，其形式为密封型设计，齿箱和卷筒构成一体，用法兰联接在外封罩上，探尺深度为0～24m。 2.3高炉炉顶其它系统 2.3.1炉顶液压站
炉顶液压站设在炉顶平台上，在站内设有油箱、轴向柱赛泵、电动机、循环泵以及必要的过滤器、蓄势器、冷却设施、电加热器和机电元件。 2.3.2润滑系统
各系统采用40MPa双路干油集中润滑。润滑脂采用2#极压锂基脂。采用高压润滑系统可减小钢管直径，减少润滑脂在管道内停留的时间，保证润滑脂的性能。 2.3.3炉顶冷却系统
炉顶布料器通过一个封闭的水循环进行冷却，泵将蓄水罐内的水抽出，经自动旋风式过滤器，热交换器注入到布料器齿轮箱的水槽内，水在重力作用下经过蛇形管流到下水槽又流回蓄水罐内[8]。 2.3.4炉顶检修设施
在本设计中，在高炉炉顶上料主胶带头轮之上，设有安装吊车，负责所有大件设备和材料的吊装工作。地面上预留铁路或公路的吊运场地。主钩为慢速度，副钩速度设置的高一些。
炉顶最高处，设单轨电动葫芦吊装煤气放散阀和消声器等，由于电动葫芦的起重高度有限，均在一定高度上由炉顶安装吊车转接运。
参考文献
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[3] 郝素菊. 高炉炼铁理论与操作[M].北京:冶金工业出版社,2003:58-76. [4] 王爱萍. 高炉料车上料与皮带上料的比较[J].2008-6,30(3):52.
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社,2003:353-357.
[7] 项钟庸,王筱留. 高炉设计炼铁工艺设计理论与实践[M].北京:冶金工业出版社,2007:454. [8] 金聪. 现代高炉无料钟炉顶设备[M].一重技术,1994:92-95.