包头地区下2200m高炉本体毕业设计.doc

包头地区下2200m高炉本体毕业设计 目 录 摘 要 I 4 1.1 研究背景 4 6 1.3 高炉用耐火材料的发展 8 1.4 高炉冷却 10 1.4.1 高炉冷却方式的发展 10 1.4.2 高炉冷却器的发展 11 1.5 高炉炉体结构 14 1.5.1 炉缸 14 1.5.2 炉腹 14 1.5.3 炉腰 14 1.5.4 炉身 15 1.5.5 炉喉 15 1.6 国内外高炉钢结构设计技术 15 1.6.1 高炉钢结构 16 炉壳 16 炉体框架 16 高炉结构荷载认识的深入 16 我国在钢结构设计上的现状 17 高炉基础 18 高炉基础的负荷 18 对高炉基础的要求 18 20 2.1 高炉冶炼条件 20 2.1.1 烧结矿的成分补齐计算整理 20 2.1.2 球团矿成分补齐计算整理 21 2.1.3 澳矿成分补齐计算整理 22 2.1.4 硅石的成分补齐计算整理 23 2.2 配料计算 25 2.3 物料平衡计算 27 2.4 物料平衡计算 31 2.4.1 热收入 31 2.4.2 热支出 31 2.5 高温区热平衡计算 34 2.5.1 高温区热收入 35 （1）碳素在风口前燃烧放出的热量Qhs1 35 2.5.2 高温区热支出 35 2.6 理论焦比的计算 36 第三章 2200m3高炉本体设计 39 3.1 高炉内型设计 39 3.1.1 炉缸设计 40 3.1.2 炉腹、炉腰、炉身部位的设计 41 3.1.3 炉喉设计 42 3.1.4 校核炉容、校核高径比Hu/D和h4/Hu 42 3.2 高炉耐火材料 44 3.2.1 高炉各部位耐火材料的选择 45 3.2.2 砖衬设计及砖量计算 46 3.3 高炉炉体设备设计 49 3.3.1 炉体冷却设备设计 49 3.3.2 高炉钢结构设备 52 3.4 炉壳设计 56 参考文献 60 致谢 61 文献综述 研究背景 1750 年，英国的工业革命开始了。在燃烧上用焦炭代替木炭，这种转变使炼铁业突破了束缚，不再为木炭的短缺而陷入困境。因为不仅民用燃烧需要大量木料，而且为了提高农业产量也在大量砍伐森林。因此，对于人口密度高的国家，要靠木炭来增加铁的产量是不易的。 到18世纪末，煤和蒸汽机已使英国的炼铁业彻底改革，铁的年产量从公元1720年的2.05×10000 吨／年（大多是木炭铁）增加到1806年2.5×100000吨／年（几乎全是焦炭铁）。估计，每生产一吨焦炭需煤3.3吨左右。但是，高炉烧焦炭势必增加碳含量，以致早期的焦炭生铁含碳在 1.0％以上，全部成为灰口铁即石墨铁。 高炉的尺寸在18世纪内一直在增大。从公元1650年约7米，到1794年俄国的涅夫扬斯克高炉已增高到13.5米。因为焦炭的强度大，足以承担加入的炉料的重量。大多数的炼炉采用炉缸、炉腹和炉身三部分按比例构成。19世纪末，平滑的炉衬公认为标准的炉衬，这基本上已经是现在的炉型。炉底直径约10米，炉高约30米。全部高炉都设有两只以上的风嘴。另一个巨大的进步就是采用热风。20世纪后现代钢铁业就蓬勃发展起来。 为了进一步提高劳动生产率，降低成本，增加生铁产量，从60年代初世界制造出容积为2000m3以上的高炉。从最早的热风小高炉，容积约50m3，发展到现在的大型高炉，经历了将近一百年。高炉炼铁的基本原理没有变，但是高炉炉体以及外围设备却大大地革新了。六十年代后期，大型高炉日产量已经超过4000吨；七十年代以来，大型高炉发展的迅速甚至超过人们的预料。从1970年到1976年的几年中，世界已建成投产104座大型高炉，容积在4000立方米以上的有18座。可以说，从七十年代开始，高炉大型化的发展就达到历史上未有的高潮。如表1.1主要产铁国家的高炉座数和生产能力。 表1-1 七十年代世界主要产铁国家的高炉座数和生产能力 日本 美国 苏联 西德 英国 法国 项目 1971 1970 1971 1970 1971 1970 1971 1970 1971 1970 1971 1970 1970年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 高炉座数 64 65 228 219 113 132 104 93 71 80 97 生产能力（万吨 7734 7475 10000 8979 9000 3704 2343 2000 /年） 到1972年为止日本有30座大于2000m3高炉投入生产，日本钢管福山四高炉，炉容4197m3于1971年4月25日开炉，日产能力10000吨。日本已建和计划兴